交流采样测量装置的应用
交流采样在微机远动装置RTU中的误差分析及应用维护

Hi g h & Ne w Te c h n o l o g y
交流采样在微机远动装置 R T U中的误差分析 及应 用维 护
韩 王
【 大唐洛阳热 电有 限责任公司 。河南 洛阳 4 7 1 0 3 9)
【 摘 要 】高精度 交流采样模块与传统的 变送 器方法相比 ,具 有 智能化 程度 高, C P U 采 用3 2 位 中央处 理器来 完成 数据 的采集和 处
一
个周期 内进 行N 点采 样,因而与直流采样相 比,要求更快的A / D 转
换速度 。
【 关键词 】 远动装置 ;交流采样 ;测量误差 分析
引 言
一 碍
图i多路开关设计结构图
大唐洛阳热 电有 限责任 公司2×3 0 0 M W 机组2 0 0 5 年投运相 继投产 后 ,在 电测及调度 自动化 设备R T U 的运行 维护工作中,发现 由交流采 样 模块测得 的发 电机定 子电压值 高于调功调压 设备A V C 上测得 的定 子电压值,相差3 5 V 左 右 ,经 测 量 P T Z 次 电压 换 算 ,发 现 R T U 上 由交 流采样 得到的定子 电压值偏 高,而 且此值还有跳变现象 。设备制造 厂家 也未能查明原因 ,为此 ,查阅大量相关技术资料 ,来 分析判 断 误差产生 的原因,以及 整改措施。 1微 机交流采样装置 R T U的原理结构 微机 交流采样远动装置是 以交流 采样 模块代替 了传统 的直流采 样 即通过变送器取得信号 。直 接采 集一次 电压互感器 ( P T )和 电流 互感 器 ( C T ),再经过交采模块上 的 P T 、c T隔离衰减,送至 中央处 理器 C P U , 从交流瞬时值中得到线路 的频率 、电流 有效值、电压有 效 值 、功率及 功率 因数的数据。微机交流采样 的流程包括 : 信 号变换 、 采样保 持器 ( S / H )、滤波放大 、多路模 拟开关 ( M U X )、模数转换 器 ( A / D )以及计算等环节 。具有 维护简便, 智能化程度高,长 期运 行稳 定性 好。 它避免 了遥测数据 的实时性受变送器响应速度 的影响 , 避 免了遥测数据 的准确性受变送器 稳定性的影响 ,减少 了维护 工作 量 。 它适用于各种 电压等级 发电厂、变 电站和开关站的监测和 自动 化功 能的实现。 2 交流采样模块的原理结构 交流采样模块可根据其 交流信号输入 的路数不 同有各种 型号。 由于采 用了数字化技术 ,使得 不同测点之间 的联网和数据远距 离传 输变得很 方便。 在交流采样中各路交流采样信 号的同步 问题是很重要 的。对 于 交流 电压和 电流的有效值 ,各路信 号是否同步采 样均不会对其计算 结 果造 成影 响,但对于有功功 率和无 功功率的计算就一定要考虑 电 压和 电流在一个周期 内的采样 同步 性。在功率测量 中,电压 、电流 信 号的采样 不同步会造 成较大 的误差 , 而不能满足测量精度 的要求 。 为解 决此 问题,交流采样远动 装置 一般采用 软硬 件相结合 的方法 , 即减少交采硬件 数 目又降低成本。 在 电路 中是采用两只采样保持器 , 并将其接 到多路 开关之后 ,如 图1 所示 的结构。多路开关1 接 电压采 样 信号 ( U 、U e 、U c 或u U U c ),多路开关2 接 各路 电流采样信 号 ( I - 、I I 。 c 、I ……. ), 采样 时,由软件控制将其构成功率相 乘 的电压和 电流所对应 的多路开关成对开通, 送到采样保持器 ( S / H )
交流采样测量装置

第十章交流采样测量装置交流采样测量装置是将工频电量量值电流、电压、频率经数据采集、转换、计算的各电量量值(电流、电压、有功功率、无功功率、频率、相位角和功率因数等)转变为数字量传送至本地或远端的装置。
交流采样测量装置是厂站自动化系统中的测量部分,它代替了传统的电测量指示仪表和变送器,在电力系统中的应用越来越广泛。
一、交流采样原理:1. 交流采样是将二次测得的电压、电流经高精度的PT、CT隔离变成计算机可测量的交流小信号,然后再送入计算机进行处理。
直接计算U、I,然后计算P、Q、cosΦ、kWh、kvarh,由于这种方法能够对被测量的瞬时值进行采样,因而实时性好,效率高,相位失真小,适用于多参数测量。
2. 交流采样法:是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样,再用一定的数值算法求得被测量,它与直流采样的差别是用软件功能代替硬件功能。
是否采用交流采样法取决于两个条件:测量准确度和测量速度。
交流采样相当于用一条阶梯曲线代替一条光滑的正弦曲线,其原理误差主要有两项:一项是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;另一项是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。
随着电子技术的飞速发展,如今的微型机、单片机处理速度大大提高,同时也出现了种类繁多而且性能价格比较好的高速A/D转换器,为交流采样法奠定了坚实的基础。
交流采样法包括同步采样法、准同步采样法、非同步采样法等几种,下面对此作简要介绍:1)同步采样法是指采样时间间隔Ts与被测交流信号周期T及一个周期内采样点数N之间满足关系式T=N·Ts。
N选取越大,越接近理想波形,但实时性差,计算量大。
如考虑15次谐波能够再现,根据采样定理N至少30以上,一般选取32或64。
同步采样法又被称作等间隔整周期采样或等周期均匀采样。
交流采样测量装置的校验

电力系统的快速发展、 电力容量的不断扩大、 电力负荷变化的加剧 , 使电网的结构越来越复杂 ;
电力 调 度 的 自动化 、 电气 参数 的实 时监 控 显得 尤 为 重要 ; 速 、 快 准确 地 采 集各 种 电 力参 数 , 传送 到 各级 调度 中心 , 提供 给工作 人员参 考 , 已是 电网运 行 的必 要条 件 。 上述 环节 中 , 据采集 是基础 。 据采集 信号 数 根 的不 同 , 可分直 流采 样和交 流采样 两种 。 直流 采样 是把交 流 电压 、 电流信 号经 过各种 变送 器转化 为0 "5V 或 0 4 -2 的直 流 电压 或 电流 , - ()- 0mA - 提供
据采集、 转换 、 计算后 , 再把各 电量量值( 电流、 电
压 、 功功率 、 有 无功 功率 、 频率 、 位角 和功率 因数 相 等 ) 变为数字 量 , 转 以约 定 的通信 方 式传送 至本 地
或远 端 的装置 显示 或存 储 。
交流采样测量技术使被采集的电量参数应用
非 常 广 泛 , 以实 现 电 量参 数 的 测量 、 可 电能 的 计
1 交流采样测量 装置的定义及 功能
应 用交 流采 样技术 实 现对 电量参数 测量 的装 置 , 为交流 采样 测量 装 置 。它 的定 义是 : 称 把电压 互 感器 和 电流互感 器 的二 次 电流 、 电压 、 频率 经数
的采集 , 再经模 、 A/ ) 数( D 变换 , 连续的交流电压、
量、 继电保护综合 自动化控制、 远方设备状态信息 的监视 ( 遥信) 远方传输被测变量 的测量值 ( 、 遥
测 ) 远方 完成 改 变运 行 设备 状 态 的命 令 ( 、 遥控 ) 、 远 方完 成对具 有两个 以上状态 的运 行设备 的控 制
分析交流采样测量装置的现场校验

分析交流采样测量装置的现场校验摘要:交流采样技术已经广泛应用于变电站保护测控系统、自动化监控系统、智能组件系统。
交流采样装置现场精度检验已经被纳入国网公司《采样装置现场检验规范》中,交流采样装置精度的好坏,直接影响变电站二次及自动化设备的安全稳定运行。
关键词:交流采样;测量;装置;现场校验1交流采样装置的分析1.1交流采样原理交流采样测量装置是将工频电量量值电流、电压、频率经数据采集、转换、计算的各电量量值转变为数字量传送至本地和远端的装置。
交流采样是将电流互感器二次电流与电压互感器二次电压值,分别经交流采样测量装置内互感器,再次转换为弱电流及电压信号,通过一个叫采样保持器的元件的采集,再经模/数(A/D)变换,连续的交流电压、电流信号被数字化后,转换为CPU可以识别的数字信号,通过数据线传送给CPU,计算出电流、电压、电网频率及有功功率、无功功率等电量并存储在记忆元件中,以特定的通讯方式(通常称为规约)在读取数据的控制命令配合下传送给RTU。
1.2交流采样存在的误差(1)交流采样是用离散量代替连续量,采样精度直接取决于一周期波形当中的采样点数,采样时间由模数A/D转换器和采样处理器CPU决定。
模数转换器的转化位数的多少也决定了采样准确度,转化位数越多,采样精度越高。
(2)采样装置里面小TA、小TV内阻值直接影响采样精度,小变换器是将大电流、大电压量变为弱电信号,满足输入要求。
(3)软件算法存在一定误差,由于采样使用傅里叶积分变换代替连续积分,算法原理上自然的带来一些误差。
(4)环境因素也会对交流采样带来一些误差,温度、湿度,都会影响采样装置电子元器件的运行环境,从而影响交流采样结果。
2需要注意的问题2.1不同的通信规约根据实际的传输要求,交流采样测量装置使用的通信规约种类繁多,较常用的有:CDT,101等。
即使是同一种规约,因为交流采样测量装置生产厂家和设备型号的不同,也存在着差异,给检定工作带来了一定的困难。
交流采样测量装置规程

交流采样测量装置规程一、引言交流采样测量装置是电力系统中常用的一种测量设备,用于对电流、电压等信号进行采样和测量。
本文旨在规范交流采样测量装置的使用和维护,确保其正常运行和准确测量。
二、测量装置的选择1. 根据测量需求确定测量装置的类型和规格,包括测量信号的种类、量程、精度等参数。
2. 选择具有合格认证的测量装置,确保其质量和可靠性。
3. 考虑测量装置的适应性和扩展性,以应对未来可能出现的测量需求变化。
三、测量装置的安装1. 根据测量装置的安装要求,选择合适的安装位置,并确保装置稳固可靠。
2. 进行必要的接地和绝缘措施,以确保测量装置的安全性和准确性。
3. 连接测量装置与被测设备或电源,确保连接可靠并符合电气安全标准。
四、测量装置的校验和调试1. 在使用前对测量装置进行校验,包括测量范围、精度、零点等参数的检查和调整。
2. 确保测量装置与标准装置进行校准,以保证测量结果的准确性和可靠性。
3. 对测量装置进行功能测试和性能验证,确保其正常工作并满足测量要求。
五、测量装置的使用1. 在使用测量装置前,了解和掌握其操作方法和使用注意事项,确保正确操作和安全使用。
2. 严格按照测量装置的规格和要求进行测量,避免超出其测量范围或工作条件。
3. 定期对测量装置进行检查和维护,保持其良好的工作状态和准确的测量性能。
六、测量装置的维护和保养1. 定期清洁测量装置的外壳和连接接口,防止灰尘和湿气对其正常工作的影响。
2. 定期检查测量装置的电源线和信号线,确保其连接牢固和无损坏。
3. 定期检查测量装置的各项参数和功能,如有异常及时处理或更换。
七、测量装置的故障排除1. 在出现测量装置故障时,首先检查电源和信号线的连接是否正常。
2. 根据测量装置的说明书和维修手册,进行故障排除,如无法解决,及时联系厂家或专业人员进行维修。
八、测量装置的更新和淘汰1. 随着科技的不断进步,测量装置的更新和替换是必然的趋势,及时了解新技术和新产品,进行必要的更新和升级。
BD-3H型多功能交流采样校验装置使用手册【模板】

BD-3H型多功能交流采样校验装置使用手册八达电子有限公司BADA ELECTRONICS CO.,LTD.目录一、概述-------------------------------------------------------------------(1)二、主要功能和特点----------------------------------------------------(1)三、技术指标-------------------------------------------------------------(2)四、面板-------------------------------------------------------------------(3)五、后板-------------------------------------------------------------------(3)六、键盘-------------------------------------------------------------------(4)七、按钮的使用----------------------------------------------------------(4)八、基本操作-------------------------------------------------------------(4)8.1 开机--------------------------------------------------------------------(4)8.2 指示仪表---------------------------------------------------------------(5)8.3电能表-----------------------------------------------------------------(8)8.4 变送器-----------------------------------------------------------------(11)8.5采样器----------------------------------------------------------------(12)8.6 装置调校-------------------------------------------------------------(12)8.7 谐波设置--------------------------------------------------------------(17)8.8亮度调节-------------------------------------------------------------(17)8.9时钟设置---------------------------------------------------------------(17)九、装置的保护功能---------------------------------------------------(17)十、使用注意事项--------------------------------------------------------(18)附录一、控制系统说明书------------------------------------------------(19)附录二、各种指示仪表校验接线图------------------------------------(79)附录三、各种变送器校验接线图---------------------------------------(85)附录四、电能表单步校验移相及功率显示对应表------------------(88)附录五、常见疑问及解决方法一览表---------------------------------(89)一、概述BD—3H型多功能交流采样校验装置是我公司应用最新科研成果推出的高技术产品。
交流采样测量装置自动校验

交流采样测量装置自动校验作者:甘秀梅刘苇苇朱晓琳来源:《中国科技博览》2016年第28期[摘 ;要]交流采样测量装置自动校验可以通过计算机控制程序,校验装置可对交流采样装置和遥测精度进行自动或半自动校验,大大降低了检测人员的工作强度,大大提高监测数据的精准度,为电网数据远程监控提供更加准确、可靠的实时数据。
[关键词]交流采样 ;自动校验 ;实时 ;精准度中图分类号:TM93 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)28-0141-01一、简介随着电力调度自动化技术的发展,厂站端信息采集、处理方式有了很大的变化,大量采用了交流采样测量技术,而电网自动化水平的不断提高,交流采样测量装置广泛应用于发电厂和变电站的远动、继电保护、综合自动化等系统,并以较快的速度增长,它是以交流数字采样为基础的新型测量装置,集保护、测量、控制于一体,具有数字显示直观,实时性强、精确度和稳定性好、数据共享、适于数字化数据传送等优点。
交流采样测量装置它是采用模块化结构,综合测量参数,时实采集测量数据,具有实效性,这样就要首先保障数据传统的可靠性及准确性。
交流采样测量装置的检测方式分手动、半自动和自动三种方式(手动:完全采用人工校验点并记录相关数据;半自动:标准检定装置与计算机连接,人工选择校验点实现交流采样测量装置基本误差的检测、检测报告和原始数据的自动打印。
自动:标准检定装置与被测装置及计算机连用,实现交流采样测量装置基本误差的全自动检测、检测报告和原始记录自动打印),现在大多数检测人员对交流采样测量装置的校验工作,一般都是通过大量繁杂的数据记录和繁琐的数据运算来实现,耗费大量的人力和精力,工作效率低下。
我们此项目可以通过计算机控制程序,校验装置可对交流采样装置和遥测精度进行自动或半自动校验,大大降低了检测人员的工作强度。
二、背景工作人员在变电站工作时,经常遇到测量数据与后台数据与远方数据不一致,或者数据无法传输等情况,而交流采样测量装置自动校验功能在交接试验初期完成后能大大减少此种现象,降低误差率及缺陷率,预试时大大提高工作效率。
交流采样装置的构成原理和实现

摘要:随着电力系统的快速发展,交流采样测量装置的使用已越来越普及,交流采用测量装置作为电网电测量参数的在线测量仪器,具有较好的准确度和稳定度。
本文首先分析了交流采样与直流采样的异同,然后重点介绍了交流采样的构成原理和实现,最后提出了一些在交流采样实现中的难点。
关键词:交流采样测量装置原理实现在目前的电力系统应用中,电量数据采集的方法根据采集信号的不同可以被分成两种,一种是直流采样,另一种是交流采样。
随着交流数字技术的完善与成熟及电力建设的飞速发展,在发供电企业的新建、扩建及改造过程中,以新技术为特征的交流采样测量装置已得到全面普及。
1交流采样与直流采样比较直流采样,它的采样对象为直流信号。
它是把交流电压、电流信号经过PT、CT(或者通过硬件电路变换)变小后,经过整流、滤波,得到对应电量的平均值,送入变送器单元,转化为(0—5)V\(0—10)V的直流电压或(4—20)mA 的直流电流,再由各种装置和仪表采集,其示意图见图1。
这种方法的好处是不经过采样装置处理,但是它的测量结果存在误差,设备复杂,维护难等。
所以,要获得高精度、高稳定性的测量结果,必须采用交流采样技术。
交流采样是将二次侧的电压、电流经高精度的CT、PT 变换,变成微处理器可测量的交流小信号,然后利用微处理器的高速,选择一系列的时间点,对这些时间点的瞬时信号进行A/D转换后,送入微处理器进行处理,得到测量值,其示意图见图2。
测量得到的值为直接数字信号,可以直接传输给主控室的电脑显示,也可传送给远处的监控系统,供远方巡视用。
由于交流采样是对被测量的瞬时值进行采样,因而实时性好,相位失真小。
它用软件替代硬件的功能又使硬件的投入大大减小。
另外,由于它内嵌了微处理器,使得它与主控制之间的双向通信成为可能,并且可以接收、发出或执行控制命令。
因而采用了交流采样的装置往往称为测控装置,其作用已不再仅仅局限于测量了。
实践证明,采用交流采样方法进行数据采集,通过算法运算后获得的电压、电流、有功功率、功率因数等电力参数有着较好的准确度和稳定性。
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R T U 的维护工作量 。 ( 6 ) 测 量 参 数 多 : 除 了 能 测 量 三 相 电压 、 电
流 、有 功 、无功 、视在 功率 ;还 能测量有 功 电能 、 无功 电能 、功率 因数 、频 率等 ,能省缺脉冲 电度表 等较贵 重的设备投资 。
功率 的离散化 公式如下 :
其原理主要有 两点 :
( 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
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 。 ( 4 ) 对A / D 转 换器 的转 换速率和采样 保持器 要求 较高 。为了保证测量 的精度 ,一个周 期 内,必须保 证 有 足够 的采样 点 数 ,因此 要求 A / D 转 换器 要有 足 够的转换速度 。 ( 5 ) 交 流采 样R T U ,免 除 了直 流采 样 R T U 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
尸 专 善 ∽
瞬 时值 ; N 为 一个 周期 内的采样 点数 。
式 中 :u ( n ) i ( 1 q ) 为 同一 时刻 电压 、 电流采样 的 3 . 1 目前我们 的校验方法
3 交流 采样测 量 装置 的校 验
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 ,
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 高 的电流 、电压 源 ,使得 校验数 据 的可靠 性 、重 复
叫测试 ( 或调 试) 端 口,一个 叫输 出端 口,这两个端 性能达到较 高的置信范 围。
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 ̄ I C P U 的处理时 间。 ( 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 。 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
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 。
因此 ,全部 在试验 室进行基 本误差检 定难度较 大 ,
采集 。
成 为 数字 量 ,并 通 过数 据 线 传 递给 C P U , 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 R T U , 与 传 统 的 电量 变 送 器 相 比,交 流 采 样减 轻 了
性。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 范性校 验 。
关键 词 :交流采 样测 量装 置 、校验 方法
1 交流采样测量装置的特点
( 1 ) 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 ,电量变 送器输 出 的直流 模拟 量 ,有较 大 的时 间延迟 ,无法实现 实时信 号的
U=
式中: u ( n ) 为第 r 1 个 电压采 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 的工作 原 理
交流 采 样 是 采集 C , r 的二 次 电流 和 P T 二 次 电压 值 ,经模/ 数( A / D ) 变换 ,使连续 的交流 电压 、电流
P T 、c T 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 。
( 2 ) 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 。 ( 3 ) 有功功率和 无功功率是 通过采样 得到 的u 、
2 0 1 7 年3 月第1 期
葛洲 坝集 团科 技
总第 1 2 1 期
交流采样测量装置的应用
周 恩 生
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 , 目前新 建
电厂 和扩 建机 组 以及 供 电企业 ,在 电测量 方 面 ,基本 采 用交 流采 样测 量 装置 ,和 指针 式 仪表 、 电量 变送 器 等 电测 量 仪器 相 比 ,它 的数据 共 享 性、 高准确 度 、数 字 化数据 传 递 ,更显 示其 优 势
S e r i a l No . 1 2 1
一
个周 期 内的采样 点数 。
1 Ⅳ
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 校验 。校验 原理 见 图1 。 执行 国家 电网公 司2 0ห้องสมุดไป่ตู้0 5 年发布 的 《 交流采 样测
信 号被 数 字化 ,转换 为C P U 可 以处理 的数字信 号 ,
=
式 中 :i ( n ) 为第 n 个 电流 采 样 的 瞬 时值 ;N 为
l3
No .1 Ma r . 2 0 1 7
G E Z H0 UB A GR O UP S C mNC E&T E C HNO L OGY