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    電能質量在線監測  
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    電能質量監測系統網絡化

            電力系統存在著大量非線性、沖擊性和波動性負荷,比如大功率的變頻設備及拖動裝置、電氣化鐵路、電化工業的整流設備、感應加熱爐,電弧爐等,這些負荷造成了電網發生波形畸變(諧波)、電壓波動、閃變、三相不平衡、非對稱性,使得電網電能質量的嚴重降低.同時,基于計算機,微處理器控制的精密電子儀器在國民經濟企業中大量使用,對供電質量的敏感程度越來越高,對電能質量提出了更高的要求,從而使電能質量問題及其解決措施逐漸成為研究的熱點。
            要對電網的電能質量進行改善,首先要對電能質量做出****的檢測和分析,測量電網的電能質量水平,并分析和判斷造成各種電能質量問題的原因,為電能質量的改善提供依據。
            1.電能質量在線監測方式
            目前,國內外對電能質量的監測方式大致分為三種:專門測量、定期或不定期檢測以及在線監測。
            專門測量,即對各種干擾負荷或補償設備,如電弧爐、換流設備、電容器組、濾波器等在接入電網前后,測量這些設備對電網電能質量各項指標的影響,通過與國家相關標準對照,決定其是否可以投運.定期或不定期檢測,即針對普通電力干擾源,根據干擾的大小、危害程序和需要等采取定期或不定期檢測方式.定期檢測多用于電網電能質量的定期普查,主要目的是全面了解全網電能質量水平和干擾源的特性;不定期檢測是針對電力用戶的特殊電能質量問題進行檢測分析。
            在線監測,也稱為連續監測、全過程監測或日常監測等.即對于大型干擾源如煉鋼廠、電氣化鐵路等必須按照電能質量標準,對電壓偏差、頻率偏差、諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡等指標進行連續跟蹤監測。
            隨著網絡通信技術和信息技術的迅速進步,為適應當代電力系統運行的需要,電能質量監測技術正向著網絡化、信息化、標準化的方向發展。
            2.監測點的確定
            測量點的正確選擇直接關系到測量的****度和測量效果.按照國家電能質量標準,為了掌握電網內的電能質量水平,將監測點分為電網側和用戶側.
            在電網側,500 kV、220 kV、110 kV和35 kV變電站的主變和不同電壓等級母線,以及發電廠主變等處要設置監測點.特別要提出的是目前電氣化鐵路線路一般直接從220 kV變電站引線,通過220 kV/25 kV降壓對電氣化網絡進行供電.由于電氣化鐵路對電網的影響比較大,所以在這些出線的地方也要設置測量點.在用戶側,存在著各種各樣的負荷以及電力用戶,有諧波源負荷,有造成電壓閃變的負荷等,同樣存在對電能質量要求較高的大型企業用戶,應當選取向這些用戶和負荷供電的變電站和各級電壓母線作為監測點。
            3.網絡化電能質量監測系統
            3.1系統整體結構
            網絡化電能質量監控系統由廠站終端子系統,通信網絡子系統和主站子系統組成。
            3.2 廠站終端子系統
            安裝于變電站或用戶的終端設備,其數量可根據實際需要的監測點來確定.廠站終端子系統主要由兩部分組成:采集裝置和微機系統.雙方通過485總線進行通信和數據交換。
            采集裝置負責對監測點的三相電壓和電流進行采集,通過485總線將所采集的數據傳送到微機系統.它支持在線對采集速率,采集間隔,485總線等參數進行設置,也可以通過總線接受微機系統進行終端設置.同時具備紅外接口方便工作人員進行數據的人工查詢和核對,以及GPS天文時鐘同步功能.
            微機系統實際上是一臺計算機終端,它支持與多條總線的通信,定時對多條總線上的采集裝置進行數據讀取,并通過硬盤對數據進行存儲.微機系統配備相應的計算分析軟件對實時電壓和電流數據進行處理,通過各自的檢測算法能得到以下參數:電壓和電流諧波含量、總畸變率(THD);電壓跌落幅值、跳變相位和持續時間;三相電壓、電流基波的幅值和相角,以及正序、負序、零序分量的幅值、相角和不平衡度;電壓短時間閃變值,長時間閃變值;電壓偏差和頻率偏差.微機系統配置了撥號modem和網卡,可以通過電力系統局域網或電話撥號網絡與主站子系統保持通信。
            3.3 通信網絡子系統
            很顯然,建立專用的電能質量監測網可能不現實,但是SCADA系統,電能量采集系統和負荷監控系統的網絡都已經建得相當完善,并且它們的網絡都具有一定的擴展性,從而電能質量監測設備可以整合到這些網絡中。
            主站子系統和廠站子系統采用局域網或電話撥號網絡相結合的方式進行通信.在具備網絡接口的地區采用局域網通信,提高了數據傳輸速度,更好的體現數據傳輸的實時性.而在只具備電話撥號網絡的地區可采用電話撥號方式通信,并且預留網絡接口,便于升級.這樣的通信子系統利用了目前電力系統通信網絡中的兩種方式,并將這兩種方式進行有機結合,****限度的利用了現有資源,減少了通信設備投資。
            3.4 主站子系統
            電能質量監測主站子系統主要提供中心數據庫、監測數據的統計分析和存儲檢索、<SPAN>Web數據網絡頁面、系統報警和通告信息的發布、遠程系統維護管理和軟件升級、數據實時訪問等功能.主站子系統大體上由數據存儲服務器,數據處理服務器,前置服務器,Web服務器,網關服務器.主站系統以高性能的交換機為核心,利用Web服務器通過軟硬件防火墻、防毒墻與MIS系統連接,利用網關服務器通過軟硬件防火墻、防毒墻、路由器與DMS和EMS等系統連接,向最終用戶提供快速、高效的訪問手段,以及安全、可靠的網絡特性。
            4.結束語
            電能質量監測是保證電力系統安全可靠和經濟****運行的技術支撐,是保證低壓電網和電氣設備安全和可靠的重要手段.網絡化電能質量監測可以隨時隨地掌握電網的運行狀況,這樣就能在供配電系統和用電設備運行失效之前,捕獲到其早期的故障信息,以便在毀滅性打擊之前,提醒人們對供、用電設備的運行狀態進行調整和預防檢修.對于提高電力系統供電的安全性、可靠性和經濟性,保證用電設備的正常工作和工農業生產的持續高效,對于供、用電方都具有十分重要的意義.同時,電能質量監測系統具有故障錄波功能,能夠記錄下發生故障時刻的電網狀態,通過分析,就能判斷出發生故障原因,這對于解決電力故障糾紛提供了可靠的技術支持,具有很高的經濟價值。

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