論電壓監(jiān)測儀及其回路改造的必要性

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摘要：電壓監(jiān)測儀自安裝運行以來，實時監(jiān)測著電壓質(zhì)量。盡管儀表已經(jīng)過了三次更新?lián)Q代，但仍存在著許多不盡人意的地方。筆者結合電壓監(jiān)測儀第四次大規(guī)模的改造工作，提出了改造的必要性和有效性。此次改造包括對電壓監(jiān)測儀儀表本身和其傳輸方式的更新、在回路上加裝小型斷路器、將傳輸功能變?yōu)檫h程網(wǎng)絡即時監(jiān)控，對電網(wǎng)的運行有重要的意義。 

關鍵詞：電壓監(jiān)測儀  運行狀況  整改方案  效果  發(fā)展前景  1 電壓監(jiān)測儀的發(fā)展史及其有關資料  1.1 電壓質(zhì)量的重要性  電壓是電能質(zhì)量的重要指標，電壓質(zhì)量對電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，對保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電器設備的安全與壽命有著重要的影響，電壓質(zhì)量合格率已作為各級供電、發(fā)電企業(yè)上等級、達標的主要考核指標。對電壓的記錄，從以往的人工手抄發(fā)展到通過現(xiàn)代電子技術實現(xiàn)對電壓的自動監(jiān)測、分析、統(tǒng)計、打印。  目前我公司電壓監(jiān)測儀實時監(jiān)測著所轄變電站110kv電氣化鐵路專線及10kv母線電壓。電壓監(jiān)測儀已成為了電壓監(jiān)測的主要工具，為電力發(fā)展做出了貢獻。  1.2 發(fā)展過程  1.2.1 記錄式電壓監(jiān)測儀（第一代）：它從電壓互感器引入被監(jiān)測電壓，用電壓比較器判別電壓超上限、超下限，由三排走字輪分別累計電壓超上限時間、超下限時間及總監(jiān)測時間，由人工計算出合格率，不能直接顯示電壓，使儀表的復校、測試鑒定比較麻煩，電壓分析能力亦受限制。  1.2.2 統(tǒng)計式電壓監(jiān)測儀（第二代）：起初采用z80為cpu的統(tǒng)計式電壓監(jiān)測儀，最后發(fā)展到智能型統(tǒng)計式電壓監(jiān)測儀。  1.2.3 第三代電壓監(jiān)測儀：在第二代產(chǎn)品上作了很多的技術努力，功能比第二代更強大。  1.2.4 第四代電壓監(jiān)測儀：實現(xiàn)對電壓的自動監(jiān)測、分析、統(tǒng)計、打印，目前正逐步改造。  1.3 主要技術要求  1.3.1 使用條件要求  ①環(huán)境溫度：-5～40℃。  ②相對濕度：40℃時 20%～90%。  ③大氣壓力：79.5～106.0kpa（海拔2000m及以下）。  1.3.2 外觀要求  ①監(jiān)測儀的面板應整潔美觀，字跡清楚醒目，各顯示器及調(diào)整器件應安裝得當。  ②監(jiān)測儀的外表面應光潔而無明顯的機械損傷和涂覆層剝落等現(xiàn)象。部件安裝正確，牢固可靠，操作靈活，各緊固部位無松動。塑料件無氣泡、變形等缺陷。  1.3.3 功能特性要求  ①具有監(jiān)測電壓偏差及直接或間接地統(tǒng)計電壓合格率或電壓超限率的功能。  ②記錄式電壓監(jiān)測儀能貯存與顯示電壓超上限累積時間、電壓超下限累積時間及電壓監(jiān)測儀總時間。  ③統(tǒng)計式電壓監(jiān)測儀的功能特性要求：a有按月和按日統(tǒng)計的功能，能顯示或打印合格率及合格累計時間、電壓超上限率及相應累計時間、電壓超下限率及相應累計時間，至能貯存前一月和當月，前一日和當日的記錄；b具有典型日監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示打印功能的監(jiān)測儀，其典型日可任意設定，一般不少于三日；c可按規(guī)定調(diào)顯或打印貯存的各項記錄與統(tǒng)計值；d在打印時不得對其他功能產(chǎn)生影響；e可顯示年、月、日、時、分、秒，并能自動轉(zhuǎn)換。  1.3.4 精度要求  ①在正常使用條件下，應保證監(jiān)測儀在被監(jiān)測額定電壓un±20%范圍內(nèi)，其綜合測量誤差rc≤±0.5%。  ②在正常使用條件下，整定電壓值的上限值和下限值基本誤差均為rz≤±0.5%。  ③在正常使用條件下，監(jiān)測儀的靈敏度k≤0.5%。  ④在正常使用條件下，監(jiān)測儀內(nèi)時鐘誤差每天不大于±1s或每年不大于±5min。  2 改造前電壓監(jiān)測儀及其回路存在的不足  2.1 儀表本身的時鐘不準確的問題，使統(tǒng)計數(shù)據(jù)時間偏移；儀表顯示屏筆劃殘缺不全的情況；儀表系統(tǒng)本身有統(tǒng)計數(shù)據(jù)紊亂的現(xiàn)象，丟失數(shù)據(jù)或統(tǒng)計數(shù)據(jù)不全，不能反映母線的正常運行情況。  2.2 2007年7月23日，110kv西演變電站10kv 5號母線電壓監(jiān)測儀內(nèi)部短路，造成電壓互感器計量保險熔斷，直接影響了電能表的正確計量。  2.3 因為沒有專門的刀閘與保險，給檢修和試驗帶來不便。有相當一部分變電站端子排接線密集，頻繁拆接線容易造成電壓互感器二次短路或接地。  2.4 改造前的電壓監(jiān)測儀需要使用電話線進行數(shù)據(jù)傳輸，使得遠傳讀取數(shù)據(jù)需要較長的時間，還需要專門的設備。而且長期占用班組的微機，給班組的管理工作帶來一定的影響。另外遠傳數(shù)據(jù)有一定的技術含量，運行人員還需要多次培訓，有時還仍然不能保證熟練掌握。由于電話線傳輸中存在不暢通的情況，在遠方讀取數(shù)據(jù)時不能保證隨時準確地完成。  2.5 端子排的老舊問題，標識不規(guī)范（如圖1）。  2.6 電壓監(jiān)測儀安裝位置與運行設備，給運行人員操作帶來了不便；端子排距離太近，給消缺工作帶來了困難（如圖2）。  3 電壓監(jiān)測儀的改造方案  3.1 進行儀表更新  3.1.1 更換為第四代智能型電壓監(jiān)測儀，功能更強大。  3.1.2 更新后電壓監(jiān)測儀的主要技術指標：  ①顯示值相對誤差：＜0.5%  ②統(tǒng)計精度：≤0.02%  ③靈敏度：＜0.5%  ④分辨率：＜0.01v  ⑤時鐘誤差：1s＜24h  ⑥通訊波特率：19200  ⑦功耗：＜3va  ⑧監(jiān)測電壓：ac（110v、220v、380v）±20%  ⑨絕緣電阻：＞19mω  ⑩泄露電流：＜0.5ma（交流有效值）  ■外型尺寸：230×145×72（mm）掛式  ■重量：0.8kg  3.1.3 對dt7-g設置并進行校驗  3.2 加裝小型斷路器  3.2.1 在端子排和電壓監(jiān)測統(tǒng)計儀之間加裝小型斷路器：  該斷路器的額定開斷電流值為1a，當電壓監(jiān)測儀發(fā)生故障時斷路器提前動作，不影響電壓互感器二次回路及其設備正常工作。  加裝斷路器后的優(yōu)點：①檢修工作方便；②當電壓監(jiān)測儀進線發(fā)生短路或接地時，有效地阻止了事故的蔓延，保證了其它設備的正常運行；③遇到監(jiān)測儀死機或缺陷時，無須從端子排停電，新型的dt7-g電壓監(jiān)測統(tǒng)計儀斷電重啟即可消除故障；④方便帶電周期試驗工作，節(jié)約時間又安全。  3.2.2 規(guī)范電壓監(jiān)測儀的安裝位置：  加裝在公共測控屏后方，與其他設備保持一定的距離，既方便了運行人員操作，又增加了安全性，原理圖如圖3：  3.3 端子排改造  3.3.1 規(guī)范微機打印標識，使接線更標準化；  3.3.2 接口更整齊，防止和其它回路誤重疊接線；  3.3.3 使實物圖和二次接線圖更好的吻合，方便了線路的查找。  3.4 收集信息：  在電壓監(jiān)測儀及其回路改造過程中對安裝位置、監(jiān)測點、電壓監(jiān)測儀型號、狀態(tài)、接線方式等進行統(tǒng)計，以方便后期的各項工作。  4 改造后的運行效果  4.1 降低了消缺次數(shù)  改造后我們統(tǒng)計了2009年7～9月份的電壓監(jiān)測儀及回路故障次數(shù)為0，與改造前2008、2007年7～9月份比較，大大的降低了電壓監(jiān)測儀及回路的穩(wěn)定性，極大的提高了電能電壓質(zhì)量的監(jiān)測和統(tǒng)計（如下表）。  4.2 完善了網(wǎng)絡傳輸  此次安裝的dt7型儀表和計算機網(wǎng)絡相連組成了一個電壓監(jiān)測網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，具有對電網(wǎng)電壓進行實時監(jiān)測、數(shù)值統(tǒng)計和分析、報表輸出、遠程網(wǎng)絡傳輸?shù)墓δ堋７奖阌嘘P部門隨時對其進行遠程監(jiān)測。  4.3 方便了修試工作  此次電壓監(jiān)測儀的改造，極大地方便了我們檢修人員的維護與試驗工作，也方便了運行人員的使用及數(shù)據(jù)抄收工作，對我公司電壓質(zhì)量的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計具有重要的意義。  5 電壓監(jiān)測儀發(fā)展前景  5.1 向“傻瓜”型轉(zhuǎn)變，維護要方便  ①能夠自動顯示出錯信息，并按鍵恢復正常。  ②采用插拔式結構，便于維修和更換部件。  ③加強軟件設計，能夠配以自動診斷功能。  5.2 具有更多的擴展功能  充分應用軟件技術，增加選擇監(jiān)測電壓的時間片段，使儀表具備更多的功能供用戶選擇。  6 結束語  伴隨著電能質(zhì)量監(jiān)測的指標不斷提高，就要求對監(jiān)測的方法和技術不斷去改良和優(yōu)化，此次電壓監(jiān)測儀及其回路的改造，在一定程度上提高了電能質(zhì)量的監(jiān)測能力，防止了電壓監(jiān)測儀短路造成電壓互感器二次保險熔斷的事故。充分說明了這次提高電能質(zhì)量監(jiān)測的必要性、合理性和有效性。  參考文獻：  [1]《電壓監(jiān)測儀訂貨技術條件》.中華人民共和國行業(yè)標準  dl500-92.  [2]gb12325.電能質(zhì)量.供電電壓允許偏差.  [3]gb4793.測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求.儀表外觀要求檢查.  [4]gb6587.電子測量儀器基本安全試驗.