电压监测仪自动测试系统在电网中应用的重要性分析

2018-12-18 12:05南方电网曲靖供电局王莆杨子力尹定座张崔金周继宏
电力设备管理 2018年11期
关键词:标准源自动测试监测仪

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

随着敏感性用电设备的大量使用,电压暂降已经成为最重要的电能质量问题之一[1],而电压暂降与短时中断已成为事件型电能质量的首要问题[1-2],是导致供电电压不合格的重要因素。电能质量对保障电网系统电气设备安全经济运行,提高供电系统稳定性具有重要意义。

电压质量是电能质量的重要技术指标,对电网稳定及电力设备安全运行有重要作用。电压合格率作为电网安全、稳定运行评价的重要考核指标,是电能质量优劣的直接体现,而电压监测仪则是完成电压合格率统计的重要工具。电压监测装置项目集中在精度校验,现有电压监测装置仅限于单机检测,无法实现多台装置同时检定和批量检验。

根据目前现场情况,电网中被安装了大量的电压监测仪,如此数量庞大的电压监测仪日常校验也成为现场检修人员工作的一项难题,但是现有的电压监测仪的检定还停留在手工、逐台测试的阶段,检测效率低下[1-2]。因此,迫切需要研究并开发能完成对多台电压监测仪进行批量测试的闭环测试系统,从而极大提高仪器测试的工作效率。

1 传统校验方法的缺陷

传统检验方法主要采购专用的电压监测仪校验装置,由内嵌式工控机、触摸屏、标准交流电源发生器及时钟脉冲检测电路构成[3]。该装置只能完成单台监测装置校验,且扩展能力弱,无法实现多台设备同时检验,还有以下缺陷:

常规电压校验装置输出功率较小,每次只能校验一台监测仪;每次校验结束后,数据需要通过存储设备进行数据导出导入,增加了检验人员工作量;未能充分利用现有标准设备,需要额外送检,设备利用率低;无完整台账管理及周期检验计划管理功能,需要人工管理,费时费力,效率低;需增加额外资金投入。

针对传统监测装置存在的问题,新系统的开发充分考虑现有标准电压源、标准数表以及计算机等设备资源重新利用,只是在现有设备资源基础上,增加网络交换机和相应数量的网络转换模块即可实现多设备同时校验,本文对电压监测装置自动检定系统进行了研究分析。

2 检定系统特点及原理

2.1 电压监测仪自动检定系统特点

系统通过网络接口控制标准交流电压源电压输出,读取该标准电压和监测装置输出电压,从而实现电压精度校验。新系统特点如下:

设备台账管理。系统提供台账基础数据管理,包括设备号、出厂编号、计量编号、检测时间、下次检测时间等。

周期检定管理。系统可根据台账信息和检验数据,自动给出下次检验计划,并提供检验周期表,减少了人工及工作量。

自动检定管理。能实现6台设备同时检定,检定过程全自动化,检验结果数保存在系统数据库中。

检定数据管理,提供历史数据查询。

报表管理,检定报告管理。

2.2 检定系统的原理

检定系统的基本原理是,PC上位机通过网线连接电压监测仪检定标准源,通过串口线连接检定用挂表架,挂表架通过串行总线连接各待检定的电压监测仪通信端口、通过电压总线连接电压监测仪的测量端口[4]。

电压监测仪自动测试系统程序控制电压监测仪检定标准源输出电压信号到被测电压监测仪,电压监测仪根据测量到的信号值进行计算,同时自动测试系统软件通过通信接口自动读取被测电压监测仪的监测数据,并与电压监测仪检定标准源的数据进行对比,自动进行误差计算,自动生成规定格式的测试报告。

图1 自动测试系统整体架构图

3 自动测试系统实现

3.1 软件系统整体功能设计

自动测试软件的主要功能是实现控制电压监测仪检定标准源的输出、读取电压监测仪的监测数据以及对结果数据的对比处理等功能,所以在整体架构上要满足测试方案的录入和编辑、测试过程的控制、测试结果的自动读取和计算、测试报告的自动生成及测试数据的管理等功能。

3.2 软件系统整体架构

电压监测仪自动测试系统软件安装于测试终端(测试机或个人PC)内。在本自动测试系统的软件架构上,采用模块化和结构分层的设计思想,在层次结构上分为测试方案开发层、自动测试执行层和电压监测仪控制程序层。

测试方案开发层包括测试方案开发程序,测试方案开发程序为电压监测仪测试方案的二次开发系统,实现根据电压监测仪的检定规程和标准进行二次开发,编辑测试方案。

自动测试执行层包括自动测试主程序和电压监测仪通信程序。

电压监测仪控制程序层即电压监测仪检定标准源控制程序,开放标准软件控制接口供自动测试执行层调用。

3.3 整体测试流程及项目

首先选定检测方案,然后可以手动或自动录入检测参数定值,根据被检电压监测仪进行通信参数的设置。所有参数设置完成后,系统即可开始进行自动测试。

电压监测仪自动测试系统能够完成电压监测仪的基本测量误差试验、整定电压值误差试验、综合测量误差试验、时钟准确度测试及影响量(电压、频率、谐波)测试试验[5]。

3.4 注意事项

系统针对多装置一次性检定而开发,具有很强的扩展性。系统扩展只需增加相应的网络扩展模块。系统在使用中应注意以下几点:

每次操作前,系统都会提醒用户核对电压等级,用户应认真核对所选电压等级是否一致,以免造成不必要的设备损坏。

网络模块IP地址的配置应避免重复。

在程序设计时,每次电压调整后应有2~3s的稳定时间。

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