计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统分析

李 进

（泰州供电公司，泰州 225300）

近年来，科学技术的不断创新，在很大程度上推动了电力行业的深入发展，计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统在电力系统中的应用，凭借自身较高的准确度和及时性得到高度关注，因此逐渐成为电力研究工作中的一项重要课题。传统的电力数据测量系统大多存在使用仪表多、不支持远程数据传输以及不便组成监控系统等多方面缺陷，而本文研究的测量系统可以很好的解决这些问题。

1 计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统基本组成

1.1 变送器装置

电力技术人员在进行计算机与网络仪表电力数据实时测量系统构成过程中，一般需要加强对于系统基本组成等一系列设备的运用。变送器装置是计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统基本组成单位之一，基于电力运行形式和电力运行实际需求的差异性，变送器装置在整体系统内呈现出电流、电压、有功功率、无功功率等诸多类型。在计算机与网络仪表电力数据实时测量系统的构建工作中，变送器装置的出现和运用，可以有效的将三相电流等电力数据转换为标准的模拟信号，同时对其实施数据采集、运算以及后期的测量等等。为了更好的推动计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统测量作用任务的高效完成，保证系统应用测量结果的准确度，技术人员在具体的测量工作中需要加强对电力线路的灵活运用，充分发挥出系统反应快以及结构简单等应用特征，从而获得更为可观的效益。

1.2 网络仪表

在计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统中，网络仪表作为基本的信息载体，可以借助光缆等一系列媒介，实现对测量结果的传输，从而有效保证用户可以及时获取不同种类的测量信息。与此同时，计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统中，网络仪表一般包括微处理器，可以在系统工作运行过程中发挥出变换功能、保护功能以及测量功能。与传统的数字式仪表相比，网络测量仪表在系统运行中大多具有可记忆、可编程以及支持网络通讯等功能。为了更好的实现网络仪表在系统中的显示以及输入转变功能，需要将网络仪表中的电势通过输入回路转换为电压信号，在此基础上传入到放大单元中，这种操作方式可以实现输入信号的最佳放大效果。

1.3 SWP巡检仪

网络仪表在计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统运行过程中，普遍具有单通道、双通道以及多通道等诸多形式，其中多通道输入网络仪表属于最为常见的一类仪表，而SWP巡检仪在系统内部的运用，其作用主要体现在可以借助先进的器件和控制算法完成作业任务，同时有效提升计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统整体的安全性与运行稳定性。另一方面，SWP网络仪表在系统中的运行过程，可以支持多机通讯，并且技术人员还可以灵活选择通讯接口，SWP系列网络仪表通过与各类串行打印机的相互连接，能够进一步实现对测量数据的打印。

2 网络仪表在系统内的工作原理与主要特点

2.1 网络仪表在系统内的工作原理

本文研究的计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统，所用到的网络仪表类型为SWP网络仪表，该网络仪表在系统内的工作原理可以从以下几方面展开研究：第一，输入转换和显示部分。网络仪表在系统内部负责输入转换与显示部分的工作原理，主要在于电压或者电流等电力数据，在通过传感器装置转换为标准信号（0～5V或者4～20mA）之后，与输入仪表的接口进行连接，最终在CPU控制之下，使得输入信号可以在输入通道经由巡回输入到放大单元。而CPU微处理器可以根据网络仪表上事先设定的上下量程显示范围，对其进行合理的运算，并将最终的运算结果经由数据转换之后在控制数码管显示；第二，模拟变送输出部分。CPU微处理器在把运算之后的数字量经过数字/模拟（D/A）转换电路转换为对应的模拟量之后，即直流电流和直流电压等等，最后顺利输出。一般情况下，模拟量的输出范围在1～5V，4～20mA之间，这一输出范围与DDZ╉Ⅱ型仪表相适应，0～5V，0～10mA的输出范围与DDZ╉Ⅰ型仪表相适应；第三，控制输出部分。网络仪表在控制输出部分的工作原理，主要是借助微处理器将运算结果存在电可擦除存储器内部，同时在其内部设定数据实施比较，并结合运算结果以及实际的控制输出要求，输出对应的控制信号；第四，网络通讯部分。计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统中，网络仪表可以与上位计算机串行通讯接口进行直接连接，从而组成较为简单的数据采集监控系统。在这一过程中，一块接口卡可以最多连接64台网络仪表，而具体的接口卡数量取决于上位计算机的扩展口。

2.2 网络仪表在系统内的主要特点

在计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统中，网络仪表主要是SWP网络仪表，这类仪表不仅具备一般网络仪表的基本特征，同时还具有自己独特的应用优势，通过对相关应用案例和文献资料的分析，笔者将SWP网络仪表在系统内的主要特征总结为以下两个方面：第一，SWP网络仪表向用户开启了包括输入类型、输出数据、运算方式以及通讯协议在内的一系列内部数据设定界面，同时这类网络仪表具有一表多用的特征，可以进一步增加用户的应用自主权。与传统的网络仪表相比，SWP网络仪表突破了传统网路仪表对于生产厂商过度依赖的限制，更加方便对系统实施的二次开发与利用[1]；第二，SWP网络仪表支持多机通讯，并且可以选择的通讯接口方式有很多种，比如：RS-485，RS-422等。通常情况下，SWP网络仪表的通讯波特率保持在300bps～9600bps之间，SWP网络仪表的内部数据可以根据具体的测量需要进行自由设定。此外，SWP网络仪表可以与一系列带串行输入、输出设备进行实时通讯，如电脑设备、可编程控制器以及PLC等，通过多台SWP网络仪表与上位计算机之间实施的联网管理，从而形成完善的监控系统。

3 计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统应用实例

3.1 系统应用测量流程

本文研究的计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统，其应用测量流程如图1所示。其中SWP网络仪表型号为SWP-D80巡检仪，该系统在某工厂的配电房应用过程中，需要安装一台SWP-D80智能巡检仪装置，以此来对工厂内部的三相交流电压、电流等参数信息实施测量工作。计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统内部的变送器装置，可以将交流电压、电流这些数据分别转换为标准信号（0～5V），同时将其作为SWP-D80巡检仪八个输入通道的输入信号。在计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统的应用测量工作中，SWP-D80巡检仪的1～8个输入通道分别依次进行测量，其测量结果显示为UAC、UBC、IA、IB、IC、COSH、P、Q，这些测量结果分别代表A-C线电压值、B-C线电压值、A相电流、B电流、C相电流、功率因数、有功功率以及无功功率几种数据[2]。

SWP-D80巡检仪在计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统测量工作中，需要完成以下步骤：第一，结合测量任务的具体要求，事先预设网络仪表的参数数据，比如：合理设定网络仪表的设备号以及通讯波特率等，从而有效保证网络仪表可以与上位计算机通讯数据的测量精准度；第二，在上述操作完成之后，需要将计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统的每一个测量通道最大量程数值、最小量程数值、小数点位置、零点迁移值以及测量量程放大倍数等数据，设定为合适的数值。本文研究的计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统测量范围在-1999～9999字，仪表设备号设定为DE=1，通讯波特率设定值=1200b/s。

图1 电力数据实时测量系统测量流程图

在实际的测量工作中，为了更好的提升计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统的测量工作质量与工作效率，推动我国电力行业的友好发展，相关技术人员与作业人员在进行计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统构建过程中，需要在提高对系统内部组成结构认识的基础上，加深对系统内部各个组成部分功能与工作原理的了解。计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统主要是由变动器、网络仪表以及SWP巡检仪等几个部分组成，通过对计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统网络通讯以及软件系统的深入研究，进一步探索计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统的构成与应用。在相关措施不断落实到位的背景下，我国电力系统必然会实现持续稳定发展，从而更好的满足现代社会电力资源的实际需求[3]。

3.2 各通道设置与显示

计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统测量各个通道的设置与显示，主要是针对UAC、IB展开的测量工作，对于其他数据的测量方法大致相同。

第一，对于通道1的测量，其测量结果显示为UAC。其中相关数据设定为1SLL=0，1SLH=400.0，具体代表系统测量范围在0～400.0V之间，而1SL1=1则代表系统测量读数保留一位小数点，具体的测量结果显示形式为XXX.X；1KKK=1则代表网络仪表量程读数为1倍数值，1-pb=0则代表该系统在测量工作中不需要进行零点迁移补偿；

第二，本次测量仪表具有较为突出的校正功能，比如零点校正与增益校正等。其中零点校正主要是在系统全范围内对量程初始值实施正迁移或者负迁移。增益校正主要是将系统的测量范围进行合理的缩小或者放大，从而有效提升系统测量的准确度，其调整数据表示为nKKK。通过对系统进行的定期校正工作，可以有效调整nKKK与n-pb，进而对系统的测量值显示误差进行优化[4]。

第三，以通道3的测量为例，其测量结果显示为IA。通道3的测量工作主要是针对电流开展的，系统要求的测量范围在0～999.9A之间，因此3SLH的设定值为999.9，同时3SLL=0，测量结果中A相电流值为681.3A。

4 结束语

综上所述，电力数据测量在电力系统中的研究工作，在电力系统应用、分析以及继电保护等方面发挥着不可忽视的重要作用。本文研究的计算机与网络仪表构成的电力数据实时测量系统，具有精准度高、测量范围广、便于维护、操作界面友好以及反映灵敏度高等一系列应用优势，同时弥补了传统数据测量系统无法联网和不支持远程监控等功能缺陷，因此具有较高的研究价值和广阔的应用前景。