电力采集系统故障时刻精度的提高方法

2018-02-16白建海弓俊才

信息记录材料 2018年8期

白建海，弓俊才

（国网山西省电力公司计量中心山西太原 030032）

1 引言

随着信息化水平的稳步提升，使得电力系统也更加的完善，在电力信息采集方面也在不断地更新换代，现阶段电力系统中运用最为广泛的就是自动化数据采集系统。随着人们用电量需求的增加，使得电力系统压力剧增，加之电力能源应用范围的扩大，致使电力自动化信息在采集过程中会出现各种问题，其中最为明显、表现最多的便是精度、准确度方面的问题，所以为了提升电力信息采集水平，对其采集精度进行探究是十分必要的。此外，还有一部分素质底下的人会进行偷电等不法行为，因此提升电力采集时刻精度是十分必要的。

2 电力采集系统概述

用电信息采集系统可以节约用电成本，通过对终端用户用电情况分析、变压器变化情况了解线路受损情况、电路负荷情况、用电量实时监控情况，然后根据采集的信息进行自动智能抄表、用电高峰交叉用电、用电检查、负荷情况预测，从而达到节约用电成本等目的。

通常情况下，电力系统被分为四部分，即发电系统、输电系统、变电系统以及配电系统。电力采集系统是实现用户自身用电信息采集的系统，采集完成以后经处理与实施监控达到对用户信息的采集，对计量异常、电能质量、用电分析等进行监测与管理。这一系统是由电能表、采集装置、集中装置以及负控终端装置等构成。

第一，电能表。电能通常是一般是经过485口上传到采集器，或者是通过网络传输到采集中心，上传后的数据可以被有效冻结，相关人员可以进行集中抄表。

第二，采集器。该设备不仅是集抄系统中的主要设备，还充当了职能设备在微处理器中应用，在实际工作中，采集器可以对不同表计产生的脉冲信号进行采集，之后将其转化成相应的数据信息进行记录保存，因此数据采集器被简称为采集器。在采集系统中，采集器是通过通信电缆或者是220v电力载波来实现与集中器的通信，通信开始后会接收集中器发出的不同指令，并在此基础上传送表计数据以及用户的实际状态信息。采集器工作状态下，可应用红外通讯接口以及手抄设备等实现通信需求，接收设备发射的指令，并对采集数据进行传输。例如，通常情况下，采集器中的芯片会应用最新型的时钟芯片，采用EEPROM存储单元来完成数据存储。同时它还具备闰年校正、自动调整不足31天的月份和千年虫问题。同时这种采集器在掉电状态下，有效保证实时时钟时长在10年以上，相应的数据保存之间在40年以上。此外，采集器还可以根据不同的时间段，用电高峰等进行费率计算。

第三，抄表集中装置位于管理中心中。集中器会有控制中心系统中的计算机设备进行连接，或者是与系统中的调至解码器进行连接，进而实现联网目的，同时使用总线连接分方式来实现对集中器与抄表采集器间的有效连接。电力集抄过程中，可实现远程抄表的设备分为两类，一种是集中器，另外一种是终端，这两种方式都可以对大用户和变电站进行集抄。如果系统中么没有集中器这一设备，虽能进行抄表工作，但抄表效率、实际费用、数据自身完整性、数据共享等就会受到干扰以及影响，所以为了解决此种问题发生，都会选用集中器或者是负控终端设备。

第四，负控终端。这一设备时运用无线网络与主站之间进行有效联络，实现对用户数据的已经监控监控。供电企业在与用户签订合同以后，会在合同中表明用电最大负荷的限额，这一限额等同于报表变压器的容量，或者是稍小于变压器的容量。一旦用户实际用电，超出负荷限额，供电企业就会采取与相应的措施来降低负荷水平，而当某地区电力负荷供应出现紧张状态时，在政府部分进行授权以后，就会对该区域实施行业性的符合调控，保证咋用电高峰期周期群众生活用电等关键性需求。同时，负控终端要结合多功能表一起使用，进而保证这两种装置都能对电能表信息进行采集。

3 提升电力采集系统时刻精度的有效方法

3.1 电力采集系统故障分析

采集系统对数据进行记录使，故障数据就采用暂态数据的方式来对交换通用的格式进行记录，所以该故障时刻数据被叫做稳定数据，故障以后的数据被叫做暂态数据。致使采集系统出现故障的众多原因中，主要由电气传输特性引入相移、采样频率等多导致，而故障类型对系统采样特性与GPS同步的影响，则可以忽略不计。

电力系统故障或是短路时，会让系统电压和系统频率出现不稳定的现象，通常是由稳定转向激烈通常情况，一般定力系统的运行状态都要历经过度状态，也就是两个稳态之间的过度被叫做暂态过程。电力系统出现故障时，其故障信号十分繁杂，而在真正保护故障信号中，所采用的信号时间区段都不会很长。

一旦发生短路就会对电力系统产生严重的危害，首先，短路会引发电力系统运行、电力设备损害等严重情况，这是由于电源供电的回路所受到的阻抗降低，以及突发短路时的暂态，因此致使电路中的电流值瞬间增加，甚至是其额定电流的数倍或数十倍。短路处是靠近发电机，阻抗越小，电路电流越大的地方。譬如，如果在发电机端出现电路情况时，通过电机定子回路时的瞬间电流会达到几万者是几十万A，一旦短路出就会对电气设备造成影响，严重时会损坏设备，这是由于短路时的瞬间热效应会让设备中的绝缘部分损坏。而导体在受到点动力冲击以后，会出现形变，进而增加损耗，因此电气设备自身要具有良好的热稳定性以及机械稳定性，才能保证短路电流进过时不会损坏电气。其次，短路还能导致电力网络中电压的下降，尤其是贴近短路处位置的电压会下降的十分明显，严重时还可能会导致部分日常用电受到破坏。

最后，短路故障还会导致弯路结构的改变，引起系统功率分布变化，因此发电机的实际输入功率会比较大。

因为电力系统出现故障，就会导致采集时刻精度出现误差，所以有少数人会利用这一情况，做出偷电等违法行为，因此要有针对性的提升电力采集系统故障时刻精度，进而使电力管理水平得到完善。

3.2 提升故障时刻的有效方法

电量的数据是实现电力自动化的关键环节，因此对其数据进行良好采集是十分必要的。而交流采样法凭借自身特点，被越来越广泛的应用在采集系统中，能够提升采样准确性，因此这种方法应用范围在不断扩大。此外想要提高故障时刻精准度，还可以采用下面几种方法。首先，要提升电力系统运行顺畅水平，需要确保实际发行量与系统负荷变化之间相符合，也就是发电站发送电能与平衡电路负荷相吻合，并且要提前做好预测电荷的工作，因为一旦预测负荷存在误差，就会出现电能浪费。精准预测负荷可以确定系统的运行方式，健全机组组合、实现区间功率输送与负荷调度符合要求。因此要想提高采集系统故障时刻的精度，就要先提升测量仪器的精准性，良好且精准的仪器可以提高数据测量准确性。采用高精准度设备的最终目的是保证测得数据值更加接近真实值。其次，可以应用小波变化基，来对故障时刻的相位精度进行分析，通过多次测量来获得相应的定位误差，要保证采样频率的不同，并且最大和最小故障时刻进行取值，同时还要充分对电气传输引入相移进行校正，从而提升故障时刻定位的精度。应用小波变换所提取的故障时刻一般在0.5ms左右，而电气传输引入误差经过相应的补偿后可以降低为原来的1/5左右。如果短时间的采样频率可以提升到20kHz，相对误差可以降低1ms左右。而配置短路时采集频率越高，就越能保证故障时刻的精度水平，更好的保证采集数据质量。