试析提高电力采集系统故障时刻精度的方法

牛博强

摘要：在电力系统中进行数据采集可以对电网的运行状态进行动态监控，还能够在此之上对采集数据进行分析，研究如何将采集数据与传输网络进行同步，增强采集信息的可靠性和实时性。特别是电网发生故障时，故障时刻的精度直接关系到故障查找、故障分析以及故障排除等工作的开展，对在最短时间内让电网恢复正常具有十分明显的现实意义。

关键词：电力采集;系统故障;精度提高

1短路对电力系统的危害

电力系统一旦发生短路，产生的危害是非常大的，这样的状况对电力系统的正常运行与电气设备安全都会造成威胁。短路突然发生时，会使电源供电的阻抗减小，短路的暂态过程也会在这时出现，暂态过程中会使短路线路中的电流

值突然增大，并且数值是额定电流的很多倍。此时短路点距发电机电气距离的远近也会有不同的表现，距离越近短路电线中的电流越大。比如短路发生在发电机的某端，通过的定子回路的电流最大的瞬间值可能会达到发电机平时额定电流的10到15倍，而此时在大容留系统中通过的电流可达到几万甚至是十几万安培。短路点的电弧在此时很有很可能会将电气设备给烧坏。其次，短路电流产生的热能可能会将导体与绝缘体给烧坏。电力系统在发生故障时，其时刻的精度就会产生紊乱的现象，有些人就会利用的这点漏洞进行偷电的行为，偷电不仅会对国家的利益产生伤害，对于社会的公共秩序的维护也会产生不利的影响。所以在电力系统发生故障时，要及时发现问题并做出处理，争取在第一时间将问题处理掉，避免因过长时间的停电给用电用户的生活带来影响。提高处理问题的效率也是为了防止一些不法分子故障过程中盗取电能，伤害人民与国家的利益。短路还会引起网络中电压降低，特别是靠近短路点处电压下降很最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏。可能引起并列远行的发电机失去同步系统中发生短路相当于改变了网络的结构，必然引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率也相应地变化。因而当发电机的输入功率大。当电力系统发生故障时，时刻精度将不准确，有些人还会利用这一点，做出一些不太合适的偷电，漏电的行为。所以我们必须分析出一些提高电力采集系统故障时刻精度的方法，从而使得电力的管理发展更加的完善。

2数据采集的方法对比

实现电力系统自动化的一个重要的环节就是数据采集。但是想要准确并且快速的将系统中的各个模拟电量给采集到不是一件容易的事，这也是电力工作者实时关注的原因。采样信号的不同将采样方法分为两大类，第一种是直流采样，直流采样是将电流信号或是交流电压转换为0到5伏的直流电压，这样的转换方法的优势在于算法异常简单且滤波也很容易获得，但是凡事都有两面性，直流采样的缺点是投资较大且设备维护上操作较为复杂，在信号采集的时效性上也差，因此在电力系统中的应用会受到一定程度上的限制。第二种是交流采样的方法，这种方法的的工作原理是将直流量转化为交流电压，在进行数据采集。优势是时效性好，相位失真小，并且相对于直流采样所花费的钱数也少。在机器设备的维护的操作上也较为简单方便。缺点是算法较为复杂，精度的控制上也不是很好。

3提高电力采集系统故障时刻精度的方法

3.1电气传输特性的补偿

3.1.1补偿

使用电力收集系统对现实中的电网进行稳态数据的整理，等时间内取样，每一个循环周期取样200个点.共收集2000个周波数据。对采样数据进行周期性2维改变，把改变后矩阵用灰度图展现出来。由此可以看出等时间取样时，同步误差造成了显著的相位周期“滑步”现象，从而影响了故障时刻的精度。

力采集系统中的各种线性和非线性误差是电气传输主要特点。多重网格信号变压器通过二次端输出之后经过滤被、取样保持单元，然后用模拟开关转换、模数改变、光耦合隔离岳进行后级处理单元。系统中通过应用现场门阵列（FPGA）一起调节多通道取样维持电路的控制逻辑。在这个过程中还要解读GPS秒脉冲信号当做同步收集数据的标准。部件的幅值误差小于非线性导入相位误差，收集系统电气传输期间导入的相位误差大多数在信号输入变压器上，通过滤波单元，到达输出取样维持电路的维持端这个固定的流程来导入的。收集系统中变压器选择0.1级标准部件，额定输入时相角差小0.17°。应用带跟随器闭環取样维持电路.依据改变取样维持电容大小来减弱维持跳变。根据检查不同频移范围内应存的补偿平均值，使用分段频移补偿的办法来补偿相位误差，在分析补偿后维持在50±0范围内.5Hz频移之间的相位误差不大于0.02°。这种办法降低了补偿相移算法的繁杂冗长性，在确证系统应用性的背景下，精度可以很高。

3.1.2故障时刻改进结果分析

采用以上的电气传输特点弥补，简述单相接地故障，总结前后的故障时刻。规定故障时刻在17.5ms，17.590ms确定为电气传输影响的故障时刻，应用分频移补偿后的故障时刻在17.501ms，补偿后的相移减小了98%左右，也就是说，相移由1.6°校正到0.02°

3.2小波变换法

小波变换在处理微弱突变信号方面具有非常明显的性能优势。当电力系统出现故障时，其某些参数的电气传输特性会在短时间内发生剧烈变化。小波变化可以将变化剧烈的电磁信号参数或电力系统某个发生剧烈变化的部分进行特征提取和放大，进而可以更加方便明显的实现对故障时刻、故障位置的定位，这就在一定程度上提升了缩短了故障的定位时间，提升了故障时刻的暂态数据的采集速度和准确性。具体实现中，根据实际应用情况，针对具有代表性的电磁信号参数建立可用于对故障进行分析和定位的距离函数，利用该函数监测电力采集系统运行状态。一旦某一位置产生较大的特征值或发生突变，则可以利用距离函数对故障位置进行定位，这样就提升了故障时刻的定位与时间精度。

4结语

电力企业作为社会经济运行过程中重要组成部分，直接关系着整个国民经济的稳定持续增长。为全面提高电力企业的综合效益，应当以成本核算作为核心内容，积极采取有效措施对电力企业运行过程中生产经营费用进行科学化控制，在保证电力系统安全稳定运行的基础上，全面提高企业自身经济效益和社会效益，推进电力企业的发展进步，为整个社会提供更加优质的电力服务，进一步维护社会的稳定和谐发展。

参考文献

[1]丁勇，赵新，冯永利.利用采集系统如何发现计量异常[J].新疆电力技术.2016（04）

[2]袁章根，朱晓琳.基于用电采集系统线损管理的研究[J].中国新通信.2017（14）