高壓電力計量系統(tǒng)故障診斷與應用研究

高程

摘 要：當前我國的電力計量系統(tǒng)已經(jīng)有了非常顯著的完善和提升，同時在這一過程中，也出現(xiàn)了很多新的功能，正是因為這樣，我們在實際的工作中，也會使得系統(tǒng)故障越來越多，而對系統(tǒng)故障的診斷是十分關(guān)鍵的內(nèi)容。本文主要分析了高壓電力計量系統(tǒng)故障診斷與應用，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓電力計量系統(tǒng)；電流互感器；網(wǎng)絡(luò)阻抗；故障檢測

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠將電能帶給千家萬戶的傳輸過程中，都是采用高壓運輸，電力計量尤其是高壓大容量的電力計量是很重要的，一旦發(fā)生故障，會給電力企業(yè)和用電單位帶來巨大的經(jīng)濟損失，所以研究高壓電力計量系統(tǒng)的故障及應用，對電力企業(yè)來說是很重要的一項工作。

從常規(guī)來講，高壓電力計量系統(tǒng)包括以下幾個部分：電流互感器，電壓互感器，電能表和二次導線，所以我們主要對這4個部分進行故障排查，以免影響計量的準確性。針對這樣的情況，我們需要研究和應用一種新的系統(tǒng)，在 ARM基礎(chǔ)上，處理器的監(jiān)控裝置，采用不同的電路設(shè)計以及選擇相關(guān)的元件，我們應用了一種全新的檢測方法。

1 監(jiān)控裝置硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 設(shè)計檢測電路

檢測電壓源在選擇頻率為1kHz的這根線交流信號，這樣一來，就可以十分有效的與50Hz的信號區(qū)分開來，同時在實際的工作中也減少了采樣的數(shù)據(jù)量。從理論上說，本文所設(shè)計的電流互感器已經(jīng)取得了非常好的效果，但是在具體的應用當中，就相當于是開路，因此電磁特別容易出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象，這樣也就比較容易出現(xiàn)信號失真的情況。選擇一個串聯(lián)的電感線圈，在應用中發(fā)現(xiàn)其比較適合使用在頻率在1kHz以下的電路當中，完全符合選材的基本要求。

1.2 微處理器的選擇和數(shù)據(jù)的采集

該檢測監(jiān)控裝置的內(nèi)部集成了12位16通道A/D轉(zhuǎn)換器，最高的采樣率達到了1MHz，同時在實際的工作中，還有很多能夠?qū)崿F(xiàn)特色化功能的元件，這樣就可以減少元器件的數(shù)量，此外在很大程度上也減少了電路板的面積。在數(shù)據(jù)采集方面，主要是對一些有故障的檢測信號以及二次回路電流數(shù)據(jù)進行采集和檢測。

1.3 數(shù)據(jù)分析、液晶顯示及其他

首先，我們必須要對二次回路的電流狀況進行全面的分析，如果其能夠滿足運行的基本需要，我們就一定要對故障信號開展采樣工作，在這一過程中，還要采取DMA通道完成高速數(shù)據(jù)傳輸工作，之后對采集到的數(shù)據(jù)開展科學的處理和研究，在研究中采用的是1kHz的信號基本特征，從而完成對電路互感器是否出現(xiàn)一次側(cè)短路的現(xiàn)象進行科學有效的分析。電能表上的數(shù)據(jù)和報警信息通?？梢越柚鶪PRS系統(tǒng)來處理。在正常工作狀態(tài)之下的該模塊顯示的是日期和時間，此外在系統(tǒng)當中還安裝了4個按鈕，這4個按鈕可以完成信息查詢工作。

2 CT一次側(cè)短路故障分析

CT一次側(cè)短路故障檢測控制裝置程序在應用的時候通常是采用監(jiān)控裝置程序C來完成的，它在一般情況下可以劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等，而檢測監(jiān)控裝置在寫程序結(jié)構(gòu)的時候通常采用的是微處理器的初始化方式，另外，其還要有數(shù)據(jù)采集、分析以及報警等多種功能，如圖1所示。

3 實驗結(jié)果分析

圖2為一次短路故障前后檢測信號的采樣值以及FFT分析，表1當中，Ia是電流互感器二次側(cè)電流的大小。Au是電力與互感器一次側(cè)短路的時候1kHz檢測信號的頻譜分析幅值。K是在故障發(fā)生前后檢測信號所產(chǎn)生的相對變換值。從檢測的結(jié)果當中充分的證明檢測測數(shù)據(jù)可以十分準確地反映出高壓電力計量系統(tǒng)CT一次側(cè)具體的運行狀況。從表1當中我們也可以清晰的看到CT一次側(cè)沒有短接下的Au值要比被短接的Au值大很多。同時我們在實際的工作中也可以看到Ia的變化對檢測信號的影響是微乎其微的，也就是說，它并不會由于負載產(chǎn)生了非常大的變化而出現(xiàn)嚴重的誤判狀況，這樣也就證明該方法具有非常強的可行性。

4 結(jié)論

通過分析，從理論上證明阻抗和電流互感器一次側(cè)短路有著十分密切的聯(lián)系，設(shè)計出了一種電流互感器一次側(cè)短路的檢測監(jiān)控裝置，還設(shè)計了現(xiàn)行故障和智能抄表的工泵，但是在應用的過程中效果并不明顯，因此還需要做更為深入的研究。

參考文獻

[1]錢金川，于建兵，朱守敏.微晶合金磁芯材料在逆變電源中的應用[J].現(xiàn)代焊接，2009，（4）：59-62.

[2]趙建軍，張素君.高壓電力計量系統(tǒng)故障分析與建模[J].電測與儀表，2007，（4）：5-8.

（作者單位：國網(wǎng)哈爾濱供電公司）