論電壓監(jiān)測(cè)儀及其回路改造的必要性

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摘要：電壓監(jiān)測(cè)儀自安裝運(yùn)行以來(lái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著電壓質(zhì)量。盡管儀表已經(jīng)過(guò)了三次更新?lián)Q代，但仍存在著許多不盡人意的地方。筆者結(jié)合電壓監(jiān)測(cè)儀第四次大規(guī)模的改造工作，提出了改造的必要性和有效性。此次改造包括對(duì)電壓監(jiān)測(cè)儀儀表本身和其傳輸方式的更新、在回路上加裝小型斷路器、將傳輸功能變?yōu)檫h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)即時(shí)監(jiān)控，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行有重要的意義。 

關(guān)鍵詞：電壓監(jiān)測(cè)儀  運(yùn)行狀況  整改方案  效果  發(fā)展前景  1 電壓監(jiān)測(cè)儀的發(fā)展史及其有關(guān)資料  1.1 電壓質(zhì)量的重要性  電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓質(zhì)量對(duì)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電器設(shè)備的安全與壽命有著重要的影響，電壓質(zhì)量合格率已作為各級(jí)供電、發(fā)電企業(yè)上等級(jí)、達(dá)標(biāo)的主要考核指標(biāo)。對(duì)電壓的記錄，從以往的人工手抄發(fā)展到通過(guò)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)、打印。  目前我公司電壓監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著所轄變電站110kv電氣化鐵路專線及10kv母線電壓。電壓監(jiān)測(cè)儀已成為了電壓監(jiān)測(cè)的主要工具，為電力發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。  1.2 發(fā)展過(guò)程  1.2.1 記錄式電壓監(jiān)測(cè)儀（第一代）：它從電壓互感器引入被監(jiān)測(cè)電壓，用電壓比較器判別電壓超上限、超下限，由三排走字輪分別累計(jì)電壓超上限時(shí)間、超下限時(shí)間及總監(jiān)測(cè)時(shí)間，由人工計(jì)算出合格率，不能直接顯示電壓，使儀表的復(fù)校、測(cè)試鑒定比較麻煩，電壓分析能力亦受限制。  1.2.2 統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀（第二代）：起初采用z80為cpu的統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀，最后發(fā)展到智能型統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀。  1.2.3 第三代電壓監(jiān)測(cè)儀：在第二代產(chǎn)品上作了很多的技術(shù)努力，功能比第二代更強(qiáng)大。  1.2.4 第四代電壓監(jiān)測(cè)儀：實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)、打印，目前正逐步改造。  1.3 主要技術(shù)要求  1.3.1 使用條件要求  ①環(huán)境溫度：-5～40℃。  ②相對(duì)濕度：40℃時(shí) 20%～90%。  ③大氣壓力：79.5～106.0kpa（海拔2000m及以下）。  1.3.2 外觀要求  ①監(jiān)測(cè)儀的面板應(yīng)整潔美觀，字跡清楚醒目，各顯示器及調(diào)整器件應(yīng)安裝得當(dāng)。  ②監(jiān)測(cè)儀的外表面應(yīng)光潔而無(wú)明顯的機(jī)械損傷和涂覆層剝落等現(xiàn)象。部件安裝正確，牢固可靠，操作靈活，各緊固部位無(wú)松動(dòng)。塑料件無(wú)氣泡、變形等缺陷。  1.3.3 功能特性要求  ①具有監(jiān)測(cè)電壓偏差及直接或間接地統(tǒng)計(jì)電壓合格率或電壓超限率的功能。  ②記錄式電壓監(jiān)測(cè)儀能貯存與顯示電壓超上限累積時(shí)間、電壓超下限累積時(shí)間及電壓監(jiān)測(cè)儀總時(shí)間。  ③統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀的功能特性要求：a有按月和按日統(tǒng)計(jì)的功能，能顯示或打印合格率及合格累計(jì)時(shí)間、電壓超上限率及相應(yīng)累計(jì)時(shí)間、電壓超下限率及相應(yīng)累計(jì)時(shí)間，至能貯存前一月和當(dāng)月，前一日和當(dāng)日的記錄；b具有典型日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示打印功能的監(jiān)測(cè)儀，其典型日可任意設(shè)定，一般不少于三日；c可按規(guī)定調(diào)顯或打印貯存的各項(xiàng)記錄與統(tǒng)計(jì)值；d在打印時(shí)不得對(duì)其他功能產(chǎn)生影響；e可顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，并能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。  1.3.4 精度要求  ①在正常使用條件下，應(yīng)保證監(jiān)測(cè)儀在被監(jiān)測(cè)額定電壓un±20%范圍內(nèi)，其綜合測(cè)量誤差rc≤±0.5%。  ②在正常使用條件下，整定電壓值的上限值和下限值基本誤差均為rz≤±0.5%。  ③在正常使用條件下，監(jiān)測(cè)儀的靈敏度k≤0.5%。  ④在正常使用條件下，監(jiān)測(cè)儀內(nèi)時(shí)鐘誤差每天不大于±1s或每年不大于±5min。  2 改造前電壓監(jiān)測(cè)儀及其回路存在的不足  2.1 儀表本身的時(shí)鐘不準(zhǔn)確的問(wèn)題，使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)間偏移；儀表顯示屏筆劃殘缺不全的情況；儀表系統(tǒng)本身有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)紊亂的現(xiàn)象，丟失數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不全，不能反映母線的正常運(yùn)行情況。  2.2 2007年7月23日，110kv西演變電站10kv 5號(hào)母線電壓監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部短路，造成電壓互感器計(jì)量保險(xiǎn)熔斷，直接影響了電能表的正確計(jì)量。  2.3 因?yàn)闆](méi)有專門的刀閘與保險(xiǎn)，給檢修和試驗(yàn)帶來(lái)不便。有相當(dāng)一部分變電站端子排接線密集，頻繁拆接線容易造成電壓互感器二次短路或接地。  2.4 改造前的電壓監(jiān)測(cè)儀需要使用電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得遠(yuǎn)傳讀取數(shù)據(jù)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，還需要專門的設(shè)備。而且長(zhǎng)期占用班組的微機(jī)，給班組的管理工作帶來(lái)一定的影響。另外遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)有一定的技術(shù)含量，運(yùn)行人員還需要多次培訓(xùn)，有時(shí)還仍然不能保證熟練掌握。由于電話線傳輸中存在不暢通的情況，在遠(yuǎn)方讀取數(shù)據(jù)時(shí)不能保證隨時(shí)準(zhǔn)確地完成。  2.5 端子排的老舊問(wèn)題，標(biāo)識(shí)不規(guī)范（如圖1）。  2.6 電壓監(jiān)測(cè)儀安裝位置與運(yùn)行設(shè)備，給運(yùn)行人員操作帶來(lái)了不便；端子排距離太近，給消缺工作帶來(lái)了困難（如圖2）。  3 電壓監(jiān)測(cè)儀的改造方案  3.1 進(jìn)行儀表更新  3.1.1 更換為第四代智能型電壓監(jiān)測(cè)儀，功能更強(qiáng)大。  3.1.2 更新后電壓監(jiān)測(cè)儀的主要技術(shù)指標(biāo)：  ①顯示值相對(duì)誤差：＜0.5%  ②統(tǒng)計(jì)精度：≤0.02%  ③靈敏度：＜0.5%  ④分辨率：＜0.01v  ⑤時(shí)鐘誤差：1s＜24h  ⑥通訊波特率：19200  ⑦功耗：＜3va  ⑧監(jiān)測(cè)電壓：ac（110v、220v、380v）±20%  ⑨絕緣電阻：＞19mω  ⑩泄露電流：＜0.5ma（交流有效值）  ■外型尺寸：230×145×72（mm）掛式  ■重量：0.8kg  3.1.3 對(duì)dt7-g設(shè)置并進(jìn)行校驗(yàn)  3.2 加裝小型斷路器  3.2.1 在端子排和電壓監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)儀之間加裝小型斷路器：  該斷路器的額定開(kāi)斷電流值為1a，當(dāng)電壓監(jiān)測(cè)儀發(fā)生故障時(shí)斷路器提前動(dòng)作，不影響電壓互感器二次回路及其設(shè)備正常工作。  加裝斷路器后的優(yōu)點(diǎn)：①檢修工作方便；②當(dāng)電壓監(jiān)測(cè)儀進(jìn)線發(fā)生短路或接地時(shí)，有效地阻止了事故的蔓延，保證了其它設(shè)備的正常運(yùn)行；③遇到監(jiān)測(cè)儀死機(jī)或缺陷時(shí)，無(wú)須從端子排停電，新型的dt7-g電壓監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)儀斷電重啟即可消除故障；④方便帶電周期試驗(yàn)工作，節(jié)約時(shí)間又安全。  3.2.2 規(guī)范電壓監(jiān)測(cè)儀的安裝位置：  加裝在公共測(cè)控屏后方，與其他設(shè)備保持一定的距離，既方便了運(yùn)行人員操作，又增加了安全性，原理圖如圖3：  3.3 端子排改造  3.3.1 規(guī)范微機(jī)打印標(biāo)識(shí)，使接線更標(biāo)準(zhǔn)化；  3.3.2 接口更整齊，防止和其它回路誤重疊接線；  3.3.3 使實(shí)物圖和二次接線圖更好的吻合，方便了線路的查找。  3.4 收集信息：  在電壓監(jiān)測(cè)儀及其回路改造過(guò)程中對(duì)安裝位置、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、電壓監(jiān)測(cè)儀型號(hào)、狀態(tài)、接線方式等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以方便后期的各項(xiàng)工作。  4 改造后的運(yùn)行效果  4.1 降低了消缺次數(shù)  改造后我們統(tǒng)計(jì)了2009年7～9月份的電壓監(jiān)測(cè)儀及回路故障次數(shù)為0，與改造前2008、2007年7～9月份比較，大大的降低了電壓監(jiān)測(cè)儀及回路的穩(wěn)定性，極大的提高了電能電壓質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)（如下表）。  4.2 完善了網(wǎng)絡(luò)傳輸  此次安裝的dt7型儀表和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連組成了一個(gè)電壓監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，具有對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)值統(tǒng)計(jì)和分析、報(bào)表輸出、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓δ堋７奖阌嘘P(guān)部門隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。  4.3 方便了修試工作  此次電壓監(jiān)測(cè)儀的改造，極大地方便了我們檢修人員的維護(hù)與試驗(yàn)工作，也方便了運(yùn)行人員的使用及數(shù)據(jù)抄收工作，對(duì)我公司電壓質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)具有重要的意義。  5 電壓監(jiān)測(cè)儀發(fā)展前景  5.1 向“傻瓜”型轉(zhuǎn)變，維護(hù)要方便  ①能夠自動(dòng)顯示出錯(cuò)信息，并按鍵恢復(fù)正常。  ②采用插拔式結(jié)構(gòu)，便于維修和更換部件。  ③加強(qiáng)軟件設(shè)計(jì)，能夠配以自動(dòng)診斷功能。  5.2 具有更多的擴(kuò)展功能  充分應(yīng)用軟件技術(shù)，增加選擇監(jiān)測(cè)電壓的時(shí)間片段，使儀表具備更多的功能供用戶選擇。  6 結(jié)束語(yǔ)  伴隨著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的指標(biāo)不斷提高，就要求對(duì)監(jiān)測(cè)的方法和技術(shù)不斷去改良和優(yōu)化，此次電壓監(jiān)測(cè)儀及其回路的改造，在一定程度上提高了電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)能力，防止了電壓監(jiān)測(cè)儀短路造成電壓互感器二次保險(xiǎn)熔斷的事故。充分說(shuō)明了這次提高電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的必要性、合理性和有效性。  參考文獻(xiàn)：  [1]《電壓監(jiān)測(cè)儀訂貨技術(shù)條件》.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)  dl500-92.  [2]gb12325.電能質(zhì)量.供電電壓允許偏差.  [3]gb4793.測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求.儀表外觀要求檢查.  [4]gb6587.電子測(cè)量?jī)x器基本安全試驗(yàn).