交流采样测量装置应用与检测论文

交流采样测量装置的应用与检测
摘要：交流采样测量装置作为电网重要的测量仪器，具有较好的准确度和稳定性，交流采样测量装置更具有发展空间，其数据共享性、高准确度、数字化数据传递，更显示其优势性。

目前新建电厂和扩建机组以及供电企业，在电气参数测量方面，基本采用交流采样装置，为保证交流采样测量装置从量值采集到数据显示的准确性、可靠性，应对其进行规范性检测
关键词：交流采样测量装置；电力系统；应用及检测
中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号：
1交流采样测量装置的工作原理
交流采样是采集ct的二次电流和pt二次电压值，经模/数（a/d）变换，使连续的交流电压、电流信号被数字化，转换为cpu可以处理的数字信号，成为数字量，并通过数据线传递给cpu,计算出电流、电压、电网频率及有功功率、无功功率等电量，并储存这些数据，以特定的通信方式传递给rtu,与传统的电量变送器相比，交流采样减轻了pt、ct负载，提高测量准确度，信息做到一次采集，多次使用，能够对被测量的瞬时值进行采样，相位失真小。

其原理误差主要有如下两点：
1.1用时间上离散的数据近似代替时间上连续的数据所产生的
误差，这主要是由每个正弦信号周期中的采样点数决定的，实际上它取决于a/d转换器转换速度和cpu的处理时间。

1.2将连续的电压和电流进行量化而产生的量子化误差，这主要
取决于a/d转换器的位数。

连续周期交流电压及一相有功功率的计算公式如下：
----电压有效值公式
----一相有功功率有效值公式
式中，u(t)、i(t)为电压、电流的瞬时值；t为信号周期。

对以上积分公式进行离散化处理，以一个周期内等间隔采样有限个电压数字量来代替一个周期内连续变化的电压函数值，则推导可得出相对应的计算电压、电流的有效值和一相有功功率的离散化公式如下：
式中:u(n)为第n个电压采样的瞬时值;n为一个周期内的采样点数。

式中:i( n)为第n个电流采样的瞬时值;n为一个周期内的采样点数。

式中:u(n)i( n)为同一时刻电压、电流采样的瞬时值;n为一个周期内的采样点数。

2交流采样测量装置的特性及应用
实时性好，能避免直流采样中整流、滤波环节的时间常数大的影响；当被测波形中有谐波时，会附加产生较大误差，交流采样能反映原来电流、电压的实际波形，便于对所测量的结果进行波形分析；有功功率和无功功率是通过采样得到的u、i计算出来的，因此可以省去有功功率和无功功率变送器，可以节约投资并缩小测量设备的体积；交流采样rtu，免除了直流采样rtu中必须的变送器
运行管理的工作，具有很高的性能价格比，不用经常调校，工作稳定可靠，大大降低了rtu的维护工作量。

3交流采样测量装置的检测
交流采样测量装置，逐步取代传统的直流采样，交流采样测量装置功能较多、线路比较复杂，因此，全部在试验室进行基本误差检定难度较大，积极开展交流采样测量装置的现场校验，是我们工作的重点。

为保证交流采样测量装置从量值采集到数据显示的准确性、可靠性，应对其电测量值进行规范性检测。

3.1检测方法接线图
检测时采用标准装置的输出标准值与被检交流采样装置测量值直接比较的方法进行，执行国家电网公司2005年发布的《交流采样测量装置校验规范和作业指导书》，该作业指导书主要从标准依据、检验项目、安全措施、对人员和设备的要求、操作程序、数据记录等方面提出了具体的规范要求，杜绝现场操作失误，保证人员和设备的安全。

图1 交流采样测量装置校验原理图
交流采样测量装置一般设置了两个端口：一个叫测试（或调试）端口，一个叫输出端口，这两个端口与计算机连接可相互交流信息。

测试（或调试）端口提供数字信号，便于运行人员监视及技术人员调试使用。

输出端口是以特定的通讯方式经专用电缆将数据信号传送至远端的显示器或计算机上。

3.2对于标准检测装置的基本要求：
必须具备自动检验功能，标准装置的不确定度应小于交流采样测量装置允许误差的1/3~1/5；必须具备灵活、便利的手动校验功能，标准装置的电流、电压调节器能平稳的从零调节到120%标称值，其调节细度小于被检装置基本误差极限的1/5~1/10；标准装置的电压、电流应能分相控制，调节任一相电压或电流时，引起的同一相别的电压或电流变化或其他相电压或电流的变化不应超过±1%；提供相应的数据管理软件功能；标准装置一般应提供与交流采样测量装置的通信接口，以实现对不同通信规约的交流采样测量装置的各工频电量的自动校验，校验数据应能保存及导出；应有良好的屏蔽和接地措施。

3.3交流采样测量装置的检测方法：
包括两种检测方法：一种是现场在线（实负荷）校验法；一种是现场离线（虚负荷）校验法。

对于电力建设单位，使用标准装置测量交流采样测量装置，必须实施离线（虚负荷）试验，这种方法适用于对新投入运行的交流采样测量装置校验、亦适用于周期校验时对基本误差的全面校验。

其试验主要目的是：依据规程要求对交流采样测量装置的电量值进行基本误差校验。

由于标准设备中具有平稳的调节细度，稳定性能较高的电流、电压源，使得校验数据的可靠性、重复性能达到较高的置信范围。

3.4检测的基本步骤
首先通电预处理，校验前通电预处理不少于30分钟，通入额定电压、电流情况下，在多路交流采样测量装置中，对一路施加额定电压、电流就可以。

依照程序设定自动完成各测试点标准值的升降、标准与被试在该点的数据采集、基本误差计算等，并将测试数据、计算数据自动记录在数据库内。

其校验方法：a)在实际负载下校验测量装置各个测量量（如：电流、电压、频率、功率等）的误差；
b)使用标准装置对现场运行的测量装置实施在工作状态下的在线
测量比较方法；c)标准装置的电流回路应串接在与现场运行的被校验测量装置的同一电流回路中；d)标准装置的电压回路应并接在与现场运行的被校验测量装置使用的同一组电压回路中；e)测量装置误差校验尽可能使用自动校验方式；若不具备自动校验，可用读取测量装置数据与标准装置数据比较的方法；f)标准装置若配置了电流钳子，在电流钳子准确度满足技术要求的条件下，允许校验中使用。

投运前校验的项目有：①外观检查；②绝缘电阻测量；③基本误差校验；（严格按规程要求选取相应的校验点）④输入量频率变化引起的改变量试验；⑤不平衡电流对三相有功和无功功率引起的改变量试验。

3.5交流采样测量装置的误差计算
交流采样测量装置规定使用引用误差概念计算其误差
式中：----交流采样测量装置量值；----标准值；----基准值
3.6校验结果处理
在计算交流采样测量装置基本误差时，判断交流采样装置是否合格，应根据修约后的数据。

经校验的交流采样测量装置应给出校验证书，必要时对校验数据加以说明。

当离线（虚负荷）校验交流采样测量装置的误差超过其准确度指标时，不能投入运行。

4结论
交流采样测量装置，在全国电力系统已普遍采用，交流采样测量装置的检验工作，需要规范化管理，确保远动采集数据准确、可靠。

交流采样测量装置，具有很强的数据处理能力，改变程序比较方便，工作灵活，适应性强。

作为电力建设单位，在电力工程施工中常接触到交流采样测量装置的安装与调试，因此更要做到检测数据准确可靠，严格执行校验规范。

参考文献：
[1]交流采样测量装置检验规程培训资料[e].华北电力科学研究院
[2]交流采样测量装置校验规范和作业指导书[s].中国电力出版社.。