交流采样原理实现和现场检定注意事项

摘 要：现在交流采样远动设备已经在全国电力调度系统中得到了广泛应用，对于设备运行维护、设备运前验收等工作提供了帮助，远动采集数据的可靠性、精确性得到了切实保证，为全国各地区电网运行相关工作提供了服务和帮助。文章主要结合笔者工作经验，从不同角度针对交流采样原理实现及现场检定的相关问题进行了分析和论述，希望可以为同行的研究提供一些帮助。

关键词：交流采样原理；实现；现场检定；注意事项

当前电力系统发展速度非常快，随着全国电网容量的快速扩大，整体电力系统结构都变得极为复杂，这种形势下必须探索出实时监控的技术，实现自动化监控及调节，这一点对于电力系统相关工作的顺利展开非常重要，而数据采集作为实时监控工作中的关键所在，更是引起了越来越多人的关注。当前全国范围之内都开始应用远动设备加交流采样的方式，为了加强各项采样工作的精细化管理，保证远动采集数据的可靠性与准确性，更好的为地区经济服务，有必要加强对交流采样装置的定期维护与检定。

1 交流采样原理概述

应用交流采样法时，需要严格遵循一些规定与要求采集被测信号的瞬时值，在此基础上选择相应数值算法进行计算，这种采样法和直流采样法有明显的不同，它可以利用软件的部分功能来代替原来的硬件功能。测量的速度与准确度直接决定了是否需要应用交流采样法，实际上交流采样法之所以会造成误差的出现，主要原因有两方面，其一，应用这种采样法需要利用时间上离散的数据近似替代时间连续数据从而造成误差的出现，具体来说误差的出现主要由正弦信号周期中不同采样点数造成的，其二，A/D转换器位数直接决定了连续电压与电流量化可能会产生量子化误差。近年来信息技术水平快速提高，同时单片机、微型机的处理速度已经非常高，高速A/D转换器的种类非常多，且性价比非常好，这无疑为交流采样法的应用奠定了重要基础。

2 交流采样法原理的实现

2.1 微机交流采样

微机监测电量和传统测量仪表方法相比精度更高、功能性更强，而且维护非常方便，总体来看花费成本比较低，所以近年来的应用范围比较广。微机监测交流电量中频率F的测量非常简单，选用母线电压，通过过零比较器转化成方波，之后计算出其周期，求得的倒数即为频率。这种测量方法不仅操作较为简单，同时工作中出现误差的频率也比较小，从近年来的工作实践经验来看，测量精度超过0.1级。积分法和富氏算法是微机监测交流电量算法中比较常见的两种，其中积分法的出发点是连续周期信号有效值定义式与平均功率定义式，在这种测量方法中可以利用数值积分近似替代连续积分项；富氏算法主要利用离散采样值，在此基础上求得各次谐波分量，最后利用线性网络叠加的方式获得平均功率和有效值。

2.2 远端终端RTU

远端终端是指在发电厂或变电站安装电网监视与控制系统的一种远动装置，简称为RTU，利用RTU可以对发电厂或变电站电力运行系统的模拟量和状态量进行采集，然后发给调度中心，由执行调度中心发给发电厂。随着后来集成电路布线逻辑式远动终端产生以后，这种方式可以实现的功能明显增多，到现在微型计算机开始应用于远动终端，标志着远动终端已经发展到了一个崭新的阶段。新型远动终端是一个功能齐全、以微型计算机为核心的系统，其中硬件数据处理能力非常强，适应性也非常强。

随着电力系统的快速发展，对电网监视的要求越来越高，远动终端的主要职责是采集电网运行过程中产生的数据以及相关执行调度命令等，其作用也变得非常重要，在整个电力系统中需要由远动终端为其提供实时数据，数据的真实性与可靠性均可以得到保证，完后有效落实相关控制与调节命令，充分保证电力系统运行的安全性与可靠性。

3 交流采样现场检定及相关注意事项

3.1 检定方法

3.1.1 离线校验

在RTU某测控单元中，输入端与DK-34三相电源连接，然后进行电压、电流等加载，按测试功能键之后，屏幕中会显示出有关有功功率及三相电压等部分内容，与此同时，RTU测控单元也会将以上电量显示出来；对比二者显示的数据就可以明确RTU的测量精度与误差；改变相位、加载谐波或电流幅度值，对其RTU精度与误差进行观察比较；在RTU另一测控单元输入端接入DK-34三相电源，利用上述操作测得RTU其余测控单元精度与误差。

3.1.2 在线校验

改变DK-34的工作方式，使DK-34测试电路脱离内部程控源；接入到RTU测控单元中的电压（三相二次回路）与DK-34电压输入端连接，利用钳表将电流与DK-34电流输入端连接；按DK-34测试功能键，可以獲得三相电参数，这时比较其与RTU测控单元显示值，即可得到RTU误差。

3.1.3 自动校验

直接利用RS232/RS485和RTU通讯转发器连接；利用DL451-91、101、103等规约实现通讯，通过公司内部通讯规约实现计算机和DK-34之间的通讯；由DK-34供给RTU测控单元供电；通过本公司提供的软件操作平台实现自动校验的整个过程。

3.2 相关注意事项

与此同时，检定过程中还需要注意测控装置参数的设置。比如在特高压廊坊1000kV变电站基建调试的实践工作中，利用NSD500V测控装置（南瑞科技生产）进行现场检定时，由于设置电流电压变化死区、功率变化死区、功率因数变化死区、频率变化死区不当过程中存在不当之处，使检定结果出现了较大偏差，经校正后得到了正确的结论。

4 结束语

综上所述，在电网自动化系统中交流采样测控装置是一项非常重要的设备，其测量正确性、精确性直接关系到电网的安全稳定运行。在现场检定过程中，应做到仔细阅读生产厂家技术文件，并注意核对参数设置是否合理，保证在国家电网公司交流采样校验规范指导下进行相关操作，务必使现场检定得到正确的结论，为电网安全稳定运行提供有效保证。

参考文献

[1]张望，李延明，贾永.水电厂多功能百超表自动校验系统的研发与应用[J].水电自动化与大坝监测，2014，03：40-42.

[2]王乐仁，雷民，章述汉.基于IEC 61850-9-1的电能数字算法研究[J].电测与仪表，2012，02：13-18.

[3]张静.交流采样测量装置现场校验有关问题的探讨[J].浙江电力，2012，11：11-13+41.

[4]苏丽萍.交流采样及其测量装置校验方法的探讨[J].云南电力技术，2007，06：44-45.

作者简介：孙福兴（1972，08-），男，籍贯：北京市，现职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：电测技术。