浅谈电压监测仪在电网运行中的应用及其周期检测

南方电网曲靖供电局 王莆 杨子力 尹定座 张崔金 周继宏

0 引言

随着农网改造工程的结束，电力系统中电力供求关系发生了变化，用户对电力系统的要求越来越高，在要求电力系统少停电、不停电的情况下，对电网的电能质量提出了更高的要求，电能质量已成为供电企业面临的重要问题。

电压监测仪用于对电网电压质量的监测。在电力系统中，为了提高电压质量，保持无功平衡、电网稳定，对各电压等级的用户受电端的电压监测点装设电压监测仪，能自动地对监测数据记录、存储，按给定的程序统计出每天或每月的最大电压值、最小电压值以及这些电压值发生的时刻，统计出每天或每月的电压合格率、超上限率与超下限率，极大方便了系统中电压质量的管理与考核。

1 电压监测对电力系统的重要性分析

电压监测就是对电力系统中电力运行状态引起的变化状况的反馈，这种缓慢的变化可能会引起相应的电压偏差，因此需要对其进行连续的监测和统计，同时在电压监测过程中，不定时的进行监测、分析、记忆、查询、参数设置等功能，同时实时显示电压的工作状态、各路电压瞬时值及状态，监测范围是220/380V低压系统的线电压、相电压。

另外，对低电压的监测，主要是关注台区出口侧电压值在标称电压（220V）的-10%～68%（198～150V）异动情况；对过电压的监测，主要是关注台区出口侧电压值在标称电压的110%～150%（242～330V）异动情况；对重过载的监测，主要是关注配变负载率大于100%的情况。经过系统筛选后，对持续时间长、偏差大的台区异动数据开展核查工作。

电力系统的监测指标的主要有电压、频率和波形等三个方面，以下从这三个方面分别进行分析，确保电力监测对电力系统的正常运转产生的重要影响。

1.1 保持电压稳定

电压是为了衡量电荷在静电场所中，由于电势的不同而产生电能差的物理量，电压高低实际反映的是电力系统是否正常供电。在实际生活中，如果电压一直偏高，将会影响电器的使用寿命和使用质量，但是如果电压偏低，将会导致用户的电器不能达到规定电压，从而失去使用价值，并且如果电压不稳定，导致电灯不时闪烁，给人带来严重的视觉不适感。因此，加强电压监测，有利于对不稳定的电压及时反馈，并得到合理解决，保证电压的稳定。

1.2 保证频率正常

频率是指在一定时间段内，正弦交流电流有规律变化的次数。频率的概念虽然简单，但是影响非常重大，它不仅影响电力系统内部运行状况，更有可能影响千千万万户家庭的用电。例如，当频率为48Hz时，电动发电机的转速就下降了4%，所以一般而言，在正常情况下频率的上下波动范围不能超过2Hz。但就我国而言，电力工业要求的必要频率段在49～49.5Hz运行区间，其运行的时长，在其下不能超过30min，在其上不能超过60min。

1.3 避免异化波形

谐波是对用户影响很大的一种波段，这是由于电力中的非线性负载产生的，具有强大的危害。对电力系统方面，谐波可能使发变电设备产生损耗影响发电设备的效率，对发电机具有致命打击，可能会导致电机的瘫痪；对用电设备而言，很容易使垫层设备产生局部过热、绝缘老化等现象，减少用电设备的使用寿命。同时在电网中，谐波有可能会引发并联谐振和串联谐振的现象，加剧了电网的危险，最后还会扰乱计算机的正常功能，使计算机无法正常工作。因此，要加强电压监测，及时发现谐波的迹象，从而减少对电力系统的危害。

2 电压监测仪在电网中的发展及应用

电压监测仪的发展过程与我国电子技术的发展密切相关。早期对电压的监测主要靠人工手抄频上1.5级电磁式电压表（如16L1-V型），这类仪表精度、分辨率以及响应速度均较低，读数的一致性较差，且无数据分析、统计能力，在电网运用中，逐步被新型的电压监测仪所取代。形如3A或5A电度表采用的走字轮记录，电压超限时间的记录式电压监测仪，当属电压监测仪的第一代。由于不能直接显示电压，使仪表的复校、测试鉴定比较麻烦，电压分析能力也受到限制。

微处理器的出现，使仪表“智能”化成为可能，从此，电压监测仪才真正的走上应用现代电子技术，同时，对电压质量也起到了有效的监测和分析。这类仪器被称为统计式电压监测仪，属于第二代产品。自1987年以来，国内在电压监测仪的发展上，主要是进一步完善第二代产品，淘汰第一代产品。

2.1 合理选用电压监测仪

作为电压监测的重要手段之一，随着时代的进步与科技的发展，近些年来采用了GSM短信与GPRS的抄表方式，这在很大程度上提高了管理水平和工作效率。随着时间推移，具有现代化意义的电压监测已从过去模拟电路朝着数字电路方向发展。

2.2 电压监测仪的工作原理

就一般的说，GPRS电压监测仪主要由交流信号采样，压频转换，有效值运算放大器等共同组成。其中交流采样部分主要使用内部电路与交流高电压的有效隔离。

3 电压监测仪的周期检测

3.1 检查外观

首先，要保证电压监测仪的美观性，其表面没有任何的污垢与不洁之处，字迹应清楚显示，各显示器件应对应安装在正确的地方，如果发现有错误要及时予以纠正并且妥善处理。然后检查仪器名称、出厂编号、制造厂名、通用标志等。最后是要保证电压监测仪的外表面没有明显的涂层剥落和机械损伤现象发生，同时保证塑料件无变形和气泡现象发生。

3.2 测试基本安全值

首先要对绝缘电阻进行测试。用500V绝缘电阻测试仪来测量电压监测仪所有电气回路的绝缘电阻，应在电压施加后一至两分钟之间准确读取绝缘电阻值，其值一定要大于5MΩ；然后测试泄露电流。取检测电压为额定电压的百分之一百一，泄露电流一定不得大于3.5mA；最后测试介电强度。将1500V正弦交流电压加在电压监测仪的外壳与各电气回路之间，不间断持续60秒，需要注意的是，试验过程中不应有击穿或飞弧的情况发生。

3.3 检测灵敏度

在检测统计误差的过程中，相比过去，对监测仪电压的上下限（在电压合格区域）的统计灵敏度提出了更高的要求。通常而言，统计灵敏度指的是当电压监测仪在被测电压比设定的电压最大还要大、或者是比最小还要小的直接反映，在不出现意外的情况下，电压监测仪的灵敏度K一定不得大于0.5%。

3.4 测试功率损耗

电压监测仪接到电压互感器的二次侧，通过它反映一次电压的相关参数。鉴于此，监测仪信号输入端的功耗必将会在很大程度上对互感器的负载特性构成直接性的影响。这样一来就会加大互感器二次回路的电压降，从而导致测量误差产生，就这一点而言，检测功耗这一环节必不可少。在正常使用条件下，监测仪自身的功率损耗应不会大于3V·A。

4 结语

随着时代的进步与科技的发展，电压监测仪由于具有方便、快捷而且实用的特点，已经得到各大电力企业的广泛应用。而且通过大量的实践结果表明，随着电压监测仪的普遍应用，在很大程度上提高了电压监测数据的真实性和完整性，与此同时还很好地减少了管理人员录入和统计相关数据的时间，为将来对合格率较差的监测点进行分析和整改提供了重要依据，大大提高了供电电压的管理水平，从而保证了电网的安全运行，为大众的日常生活以及生产做出应有的贡献。