在線監測裝置模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇在線監測裝置，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

（Yangquan Power Supply Company，Yangquan 045000，China）

摘要： 通過對電能量的流向分析實現電能計量裝置的在線監測。在日常工作的長期積累中，通過對大量實踐數據的整理，認識到電能計量裝置的計量誤差充分而細致地體現在電能量的變化上。實踐證明，通過監測變電站的三大平衡可以有效地對變電站電能計量裝置進行遠方在線監測。結合電網實際運行方式對電能量運行曲線進行分析，可以實現電能計量裝置的在線監測，實現計量遠傳數據的精細化、實用化，為智能電網中的計量發展提供新的思路。

Abstract: On-line monitoring of electrical energy metering device is realized by analyzing the energy flows. Through the collation of a great deal of practical data in the long-term accumulation of the daily work, this paper recognizes that the measurement error of electric energy metering device reflects on the changes in the electric energy in detail. Practice has proved that remote on-line monitoring of the substation electricity metering device can be realized effectively by monitoring the three balance of substations. Analyzing the electrical energy curve combined with the actual operation mode of the network, can realize on-line monitoring of metering device to achieve the refinement and practicality of remote measurement data, providing new ideas for metering development in smart grid.

關鍵詞 ： 電能計量裝置；電量平衡；在線監測

Key words: electric energy metering device；energy balance；on-line monitoring

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A

文章編號：1006-4311（2015）06-0045-02

0 引言

電能是國民生產的重要能源之一，準確計量電能量，對于電能的供應和消耗有著重要意義。在經濟改革的今天，電能計量秤桿子的準確與否，直接關系著供用電雙方的經濟利益。所以，我們應該最大限度地公正合理計量，減少計量誤差。電能計量裝置包括電能表、互感器、二次接線三部分，其誤差亦由這三部分的誤差組成，統稱為綜合誤差。在遠方監控計量裝置的實踐中，我們發現，計量裝置誤差的變化充分體現在電能量的變化上，通過對電能量運行曲線的分析，能及時發現與處理問題，且處理計量異常故障時，依據準確，充分體現了計量工作“公平、公正、公開”的原則。

1 變電站電能計量裝置在線監測

變電站是整個電網的一個節點，要求進出它的電量達到平衡，也就是說變電站進出電量和在理想狀態下要達到零。變電站電能計量裝置計量著站內每一線路的進出電量，站內的電能計量裝置要求精確計量，從而準確監控變電站電能量這一運行指標。

變電站的運行情況怎樣，是通過它的運行指標來反映的，這些指標有電流、電壓、頻率、功率因數等等。通常變電運行更側重于電流、電壓等一些實時數據，電量的關注度相對要小一些。但電流、電壓是實時數據，在實際監控中，存在一些漏洞，在農網變電運行的實際監控中，就曾經遇到過這種情況。變電運行不僅有實時情況，有些問題是要通過一定的時間累積才能反映出來的。電能量的產生需要時間，也就是說電能量本身含有時間量，能反映一些問題。

變電站一次設備的運行情況能反映到電量上，變電運行方式的變化直接在電量上有所反映。變電站是整個電網的一個節點，變電站內的每個設備又分別是各個節點。每個節點的進出電量始終是平衡的，也就是說它的進出電量和始終是零。理想狀態下，消耗是零的情況下，整個變電站，包括其中每個設備它的進出電量和始終是零。在這一原則下，一旦某個節點電量不平衡，具體的情況就有它產生的具體原因，要做具體分析。

任何有聯系的事物都是相輔相成的，電能計量裝置對電能量進行準確計量，可以對電量指標進行監控、分析；對站內各節點電能量進出情況進行長期實時地觀察、分析，反過來就可以實現對電能計量裝置的遠方實時監控。一個具體的變電站，母線和變壓器構成了變電站的基本骨架，所以分析時先從變電站、母線、變壓器著手，接著具體到每路進出線，這是一個基本順序。在這里把變電站、母線、變壓器的電量平衡問題歸納為“變電站的三大平衡”。具體數值用不平衡率來進行考核。當站內計量裝置精度高時，這一比值可以達到1%甚至達到0%左右。

不平衡率=（輸入電量-輸出電量）/輸入電量*100%

影響不平衡率的因素是：①電能表的誤差；②互感器的比差、角差；③計量二次回路壓降，等等，這些因素構成了計量回路的綜合誤差。變電站內電壓等級越高，計量裝置的精度越高，相應的誤差就越小，不平衡率就越小。

日常監控過程中曾遇到的最簡單的情況是：某一變電站的10kV母線不平衡率出現正增加，從2%增大到2.37%。具體電量分析如下：母線的輸入電量基本保持常量，某一路用戶出線的電量突然減少，而其它出線的電量維持常量，這一情況說明一次設備的運行方式沒有變化，很明顯，該出線的二次計量裝置發生問題。具體到現場核實后，原來僅僅是該回路的計量接線盒的連接螺絲發生了松動，小小一個螺絲松動就可以引起母線的不平衡，更何況其他問題呢？

下面是在日常監測中所遇到的實例：①馬家坪變電站“381”甘河線投入后，35kV母線電量不平衡率與日俱增。現場糾正馬家坪變電站“381”甘河線的二次接線極性后恢復正常。②秀水站實現數據遠傳后，35kV母線電量不平衡。監測一段時間后，發現“374”東宋I回和“375”東宋II回并列運行時母線電量不平衡，當“374”東宋I回停運“375”東宋II回單回運行時，母線平衡。以上情況說明“374”東宋I回所計電量錯誤，計量裝置異常，“374”東宋I回更換CT后母線電量恢復平衡。困擾盂縣電業局多年的難題迎刃而解。③葦泊站10kV母線電量不平衡，“866”東村線用電量減少，有失壓現象。經檢查“866”東村線表計的電壓保險處夾片螺絲松動，固定后電量恢復正常。④泊里站110kV母線不平衡率為-14.79%，原因是陽泉電網系統潮流發生變化，同時負荷增大，175河泊線由正向計量47520kW·h，反向計量35640 kW·h，變為正向計量0，反向計量386760kW·h，泊里110kV母線不平衡。經分析認為175反向計量出錯，更換175河泊線表計后正常。⑤五渡站10kV母線和II#主變電量同時出現不平衡，很明顯“802”主變低壓側表計少計電量。計量二次電壓保險B相接觸不良，B相失壓，隨后進行了糾正并進行電量退補。⑥娘子關變電站110kV母線和II#主變電量同時出現不平衡。“182”主變高壓側表計超差，多計電量。⑦西峪站10kV母線電量不平衡。“593”義井線表計超差，多計電量。更換表計，并退補電量。通過幾年的摸索，得出結論，表計的異常、二次接線的錯誤，計量互感器的超差是引起電量不平衡的主要原因。

2 用戶電能計量裝置在線監測探索

智能電網的目標是要和用戶達到互動，這要求不僅要實現用戶的電量采集，還要把一些電網的實時信息傳送給用戶。要實現這些，解決數據傳輸問題是遲早的事。現在我國有些地區已經開始嘗試采用光纖來代替無線傳輸。解決數據傳輸問題后，就可以把每個用戶都整合到整個電網監測中來，形成一個環環相扣、緊密相連的網絡。從變電站的電量監測到線損的分析，最后到用戶的電量監測，一環緊扣一環，首尾相接，電能量的走向一目了然，電能計量裝置的運行情況也就一目了然。

綜上所述，無論是變電站還是用戶的電能計量裝置要實現在線監測，都離不開對日常用電量的監測分析。對電量進行監測分析可以達到電能計量裝置的實時在線監測。通過對電能計量裝置的在線監測，提高了現場電能計量數據的管理與監測水平，保證了所傳回計量數據的正確嚴謹性，只有數據準確可靠，才能真正可用。

參考文獻：

篇2

一、電力設備在線監測系統介紹

（一）監測系統介紹

電力設備的在線監測，就是技術人員在電力系統運行過程中，使用各種測量手段，對設備運行中的化學、物理量進行檢測，獲取相關信息，判斷設備運行狀態，并對故障進行檢修的一項工作。

目前我國的電力設備在線監測，包括微機集中監測與分散監測兩種，第一種是將專業的監測裝置和儀器安裝在變電設備傳感器當中，用以采集信號，然后交由工作人員就地測量，這種在線監測系統需要人工干預較多，在自動變電站中使用不方便。第二種是將被測試的信號，通過數據收集和傳遞，送入中控室的微機裝置，然后由工作人員通過屏幕來監測，并能及時完成數據的整合、分析、故障判斷等，這種在線監測方式數據容量大、操作方便靈活、擴展性良好，并適合智能變電站的應用。

（二）監測工作流程

電力設備的在線狀態檢測，主要監測內容為介質損耗、電容變化量、不平衡電壓、泄漏電流等等，通過傳感器，對溫度、濕度、流量、振動等進行檢測，采集波形、信號峰值等數據，通過光纜（或電纜）傳輸到控制臺，工作人員根據相應的事故樹和專家系統等方式，對收集到的信息進行分析，從而診斷出故障。

二、電力監測系統的應用

（一）在線監測的工作內容

1. 對一次設備的監測。主要包括變壓器的局部放電、電容值、鐵芯接地電流、油中溶解氣體等的在線監測；互感器勵磁電流、局部放電的監測；容性設備電容值、介質損耗等的監測。

2. 對二次設備的監測。包括直流控制、交流測量、電纜接地控制、邏輯判斷、通信管理等的檢驗，交流測量中對絕緣性能、回路線路是否正確等進行測量；邏輯判斷是對軟硬件的各種功能進行檢測。

3. 故障的判斷和預測。通過綜合測控，在線監測系統能分析設備是否運行正常，將監測裝置獲取的數據信息與正常的數據作對比，通過信息偏差值，就可以判斷故障。監測系統還能通過設備的運行需求，結合各種狀態特征，提前設置預警值，對變電設備的狀態進行調整，保證設備持續的穩定運行。

在線監測裝置具體的監測內容（如圖一所示）：

圖一 在線監測裝置的主要監測內容（圖片素材來自百度）

（二）在線監測系統的結構

電力設備在線監測裝置通過采集輸變電設備的監測數據，并將數據信息傳送至中央控制室，由中央控制室的綜合處理單元，來實施具體監測和故障處理。監測系統主要是由后臺管理診斷、中央控制器、就地監測單元（傳感器）組成，并可以通過網絡系統，實現現場控制與遠程控制結合的監控與處理。簡單的在線監測系統的工作結構圖（圖二所示）如下：

三、加強在線監測系統高效應用的措施

要讓在線監測裝置得到高效的應用，就必須要從管理和研究上入手，通過各個方面的配合，增強在線監測系統的使用效率。以下是一些提高在線監測系統高效運行的配合措施：

（一）加強配套管理

要讓監測技術得到全面提高，就要加強監測裝置產品的檢驗和安裝規范，通過管理部門的協調，對裝置的技術性、可靠性、售后服務等進行評價，讓裝置一開始就能良好運行。

（二）完善監測裝置性能

在線監測裝置在應用中會經常出現一些問題，影響電力設備對電力設備的監控，究其原因，主要是因為監測系統自身質量原因，使得測量結果不準確、抗干擾能力差，我國主要的監測裝置性能問題，出現在傳感元件上，其測量的穩定和可靠性都稍弱，要提高這方面的技術水平，才能讓整個監測裝置高效運行。

（三）提高研究能力

要通過研究機構，將監測系統的功能積極的拓寬，還要對一些重點設備，進行監測技術上的攻關。例如電力變壓器的在線監測，要開發出綜合型的監測系統，系統要加入能夠反映出故障性質的一些參數，如局部的放電和升溫，引入國外先進技術，對抗干擾問題做重點攻克，從而實現真正的在線監測、減少人工干預，實現狀態檢修。

（四）結合實際、增強經濟性

要提高監測裝置的利用率，就要有針對性的采用不同類型的監測系統，分析被測對象的重要性以及其運行中容易引起的故障類型，還有故障可能造成的損失的大小，然后通過綜合考慮決定監測系統的規模、監測參量等，根據實際需要進行投入，這樣才能最大程度的提高監測的有效性和經濟性，從而實現整體的高效應用。

小結：

隨著信息技術的發展，變電站自動化的程度也變得越來越高，無人值守的設計理念使得在線監測技術也不斷的發展，產生了集控中心這樣的集約化管理的監測趨勢。以后的監測裝置，會越來越智能化，變電站的電力設備監測，也會實現可控、可視、自愈等功能，整個電力系統的運行，會隨著在線監測技術的發展，而變得更加安全可靠。

參考文獻

篇3

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0381-01

前言

電能計量是電力企業營銷管理的重要內容，為了確保計量數據的可靠性，電能計量裝置運行必須可靠，在線監測技術的應用值得重視。

一、電能計量裝置在線監測的必要性

隨著國民經濟的快速發展，電力需求也隨之持續增加，對電網建設提出了更高的要求。在此形勢下，電網一次二次設備數量大幅度增加，電網覆蓋面積逐步增大，供電量迅猛增長，直接導致電網計量設備規模與計量管理人員數量不匹配，增加了計量管理人員的工作量。與此同時，隨著用電客戶經濟意識的逐漸增強，用電客戶對電網計量裝置的準確性要求也在日益提高。所以，電力企業必須加快計量管理信息化建設，積極推行電能計量裝置在線監測技術，促進電力企業持續發展。

二、電能計量裝置在線監測的基本原理

通道切換與數據采集模塊將來自電能表的電壓信號、電流信號和脈沖信號，以及PT端的電壓信號、CT端的電壓信號和CT二次回路電流信號采集到系統內部，實現對電能表的誤差測試、PT二次回路壓降測試以及CT二次回路導納測試等基本功能。同時還能夠體現某一時刻計量裝置的實時工況信息。內部微處理器負責通道切換與運算，并能將數據及時存儲。在線檢測系統是建立在將標準模塊轉移到現場，通過多路轉換開關來實現多路、多只電能表的誤差檢驗，通過定期的數據回傳，實現后臺主站的數據查詢并發現問題的過程。而PT壓降的測試則是采用布線的原理，將PT端電壓和電能表端電壓采集到在線監測系統里，人工測試方法不同的只是系統將臨時拖放的測試電纜以布線的形式固定下來，通過其內部專用的電路模塊來完成電壓的測量和比較計算。同時電能計量裝置在線監測系統還實現了遠程的手動檢測功能，在周期測試的基礎上，加入手動測試，以達到實時測試。通過以太網的通信方式實現遠程功能，并能將數據保存在后臺監測主機上，實現數據的分析，處理和保存。

三、電能計量裝置在線監測技術的應用

1.系統構成

1.1 現場數據采集層

按一次設備對應分布式配置多功能電能表，將其安裝在開關柜回路內，或集中安裝在電能表測控屏內，用于實時采集數據，并將數據通過通信接口傳輸到電能采集終端。各個計量點的電能量信息均是采集終端的采集對象，在信息采集完成后由電能量采集終端綜合管理各項數據。

1.2 通信網絡層

該層是主站層與現場數據采集層的連接層，主要負責上下兩層之間的通信連接、數據采集、數據轉化、數據傳輸、協議轉換和命令交換，確保大量實時數據能夠在匯集后高速傳輸，提高主站層獲取監測信息的全面性、準確性和及時性。

1.3 主站層

該層主要由網絡系統、WEB應用服務器、采集服務器、數據服務器、輔助設備等部分構成，是電能計量在線監測系統的信息收集與控制中心，既可通過GPS、PSTN、CDMA、以太網等遠程通信信道采集和控制現場終端的信息，也可以對大量數據進行綜合處理。

2.系統主要設備

2.1 安裝位置及技術指標

通常發電廠和變電站內涉及諸多計量點，如網損、線損、關口等，為了確保在線監測功能的實現，上述位置處都需要安裝電能表，其基礎技術指標應當符合相關要求。如果是關口計量點的電能表，應當能夠設置4個費率，每個時間段與一種費率相對應。安全防護功能可以采取三級密碼管理。電能表出廠后必須立即采取有效的防護措施，避免軟硬件校正電能表的誤差，電能表一旦出廠不可對其誤差進行再次調整。

2.2 集中器應用

在系統中，集中器主要負責電能信息的采集、數據傳輸與管理、轉發及下發控制命令。其應當具備如下功能：

（1）精度。電能量采集終端的高精度數據采集工作需要通過RS-485接口完成，并對帶時標的電量數據進行儲存。可根據在線監測需求設置信息采集周期，保證數據采集的準確性達到100%，而后再向主站傳送信息。

（2）存儲。電能量采集終端的數據存儲容量要超過64MB，并且擁有獨立的數據參數備份單元，備份單元的容量要超過256MB。備份單元可采用SD卡，一旦電能量采集終端出現故障，可以到現場插拔SD卡以獲取相關數據，將數據導入系統。

（3）采集信息。及時采集窗口電量、分時電量、事件記錄、遙測量、遙信量數據等，按照預設的時間起點將指定內容傳送到主站;也可傳遞失壓記錄、瞬時量、電壓合格率、電能表時鐘時間等數字量或模擬量。

（4）數據傳輸。至少要有一路RS485總線既可用于抄表，又可作為數據上傳通道。同時，還應支持多種通信方式，如語音撥號、TCP/IP網絡等。

2.3 通信方式

系統需要實現與變電站和發電廠的通信：①與變電站的通信。電能計量系統以電力調度自動化系統為基礎，對變電站采用專線Modem方式進行通信。調制解調器可根據不同的應用場合，使用不同的手段傳送模擬信號，傳輸介質可以選用射頻無線電、光纖或電話線等。專線Modem方式不需要經過話音交換網絡進行通信，而只需有標準四線接口就能夠提供可靠的通信通道。專線Modem方式不允許在同一時間內并行多個數據，但是隨著電能數據量的增加，這種點對點的通訊方式必然會造成數據堵塞，所以必須對這種通信方式進行優化。②與發電廠的通信。由于國內的各大發電廠普遍采用電力載波作為通信方式，其二四線通道分別被調度電話和自動化占用，無法為系統提供通信通道，因而可采用撥號Modem的方法來解決通信問題。

三、電能計量裝置在線監測應用的加強

1.電能計量裝置改造

加快電能計量裝置改造進度，做到事前有計劃，改前有標準，改中有檢查，改后有驗收，確保計量改造質量。對互感器、電能表的精度等級、二次回路導線截面不滿足要求用戶進行改造，要選用高動熱穩定、寬量限的s級互感器和寬負載的S級電能表表，保證小負荷條件下的計量準確性;合理選用TA變比，確保用戶正常負荷時TA一次電流應達TA一次額定電流的1/3及以上運行，換大TV二次回路導線截面，縮短二次導線長度以減少二次壓降引入誤差對計量準確性的影響。對新建、擴建、改造的電能計量裝置，嚴格把住設計、施工、試驗和進貨關。

2.計量點的問題解決

為了杜絕用戶計量點大馬拉小車現象，采取了相應的解決辦法：一是新裝增裝用戶投運前進行全面檢查。二是通過現場檢查對于變比不符合生產實際的，在最短的時間內調整好。三是通過現場檢查及時解決用戶提出的用電問題。四是安裝高精度的電能表，確保規程規定的允許誤差。

四、結語

總而言之，隨著電力技術及電網智能化的發展，電能計量裝置在線監測技術實現了電能計量裝置的實時在線監測，提高了電能計量數據的準確性，電力企業要重視這項技術的應用。

篇4

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A

前言

隨著高壓電氣設備絕緣可靠性的提高，以及電網可靠性的要求，科學技術的發展，絕緣在線監測的方法也在不斷發生變化。國內外研制出了一系列可實用的在線絕緣監測儀器或裝置。高壓電氣設備在電網中具有舉足輕重的地位，如果其絕緣部分缺陷或劣化，將會發生影響設備和電網安全運行的絕緣故障或事故。因此，在設備投運后，現階段的做法是根據設備狀態進行評價以確定停電試驗和檢修，以便及時檢測出設備內部的絕緣缺陷，以防止發生絕緣事故。但是，隨著電網容量的增大，高壓電氣設備的急劇增加，傳統的預防性試驗和事后維修已不能滿足電網高可靠性的要求。同時，由于高壓電氣設備的絕緣劣化是一個累積和發展的過程，在很多情況下預防性試驗已無法發現潛在的缺陷。

1. 絕緣在線監測的基本原理

高壓設備絕緣在線監測技術是在電氣設備處于運行狀態中，利用其工作電壓來監測絕緣的各種特征參數。因此。能真實地反映電氣設備絕緣的運行工況，從而對絕緣狀況做出比較準確的判斷。高壓電氣設備絕緣在線監測主要檢測參數是電氣設備的介損值，其測量原理大都使用硬件鑒相既過零比較的方法。目前的絕緣在線監測產品基本都是用快速傅立葉變換的方法來求介損。取運行設備PT的標準電壓信號與設備泄露電流信號直接經高速A/D采樣轉換后進入計算機，通過軟件的方法對信號進行頻普分析，僅抽取50HZ的基本信號進行計算求出介損。這種方法能很好的消除各種高次諧波的干擾，測試數據穩定，能很好地反映出設備絕緣變化。對于設備物理量（如變壓器油溫、氣體含量等）的在線監測則是通過置放化感器探頭的方法采集信號，并轉換成數字信號送入計算機分析處理。

2.在線絕緣監測系統的軟件研究

2.1 開發軟件的選用

對電力設備的介質損耗、泄漏電流、等值電容、運行電壓等參數實施不間斷的在線監測，其數據量是非常龐大的。以半小時采集50 條數據計算，一個月的數據累計就達36000 條。程序設計語言選用 C++Builder3，它是Borland公司推出的程序開發軟件 。利用它開發的應用程序具有較強的數據庫功能。在一個由10000 條紀錄組成的數據庫中尋找一條紀錄，僅需幾秒種。

2.2 主控程序結構

主控程序主要包括數據查詢、自動分析、遠程通訊、系統管理、幫助五大程序模塊。

1) 數據查詢該模塊包含設備選擇、查詢時間選擇和檢則參數選擇三項。可對避雷器的 A、B、C 三項的泄漏電流、運行電壓和主變套管、耦合電容器、電流互感器的A、B、C、O 四相的介質損耗、泄漏電流、運行電壓、等值電容等參數的任意時間段內的數據進行實時分析。并可根據分析數據畫出相應圖像，監測者可根據圖像準確地分析出設備的運行情況。當監測設備的數據超過警戒值時，程序會自動啟動報警裝置，提醒值班人員對事故進行及時處理。

2) 自動分析系統對每一種設備的A、B、C、O四相的所有參數數據進行自動分析，并列“數據自動分析系統”表中。

3) 遠程通訊遠程通信是由調制解調器(MODEM)聯接到電話公共交換網絡或企業局域網(INTRANET)上來完成計算機之間的遠程數據傳輸的。使技術人員不必親臨現場就可在管理部門的計算機系統中根據最新數據對變電站設備的運行情況作出分析，并可遠程遙控監測程序的執行方式。

4) 系統管理系統管理模塊包含設備管理和數據管理兩部分。設備管理允許管理人員添加或刪除監測設備，數據管理提供了刪除和備份數據功能。

3.高壓電氣設備的絕緣在線監測

與傳統的定期停電預防性試驗相比，在線監測可大大提高電氣設備測試的真實性和靈敏度，在設備的運行狀態下進行直接測試，不必安排停電預試，可及時發現設備的絕緣缺陷，連續掌握設備絕緣變化趨勢等。同時，在線監測還可以根據設備絕緣在線監測結果選擇不同的試驗周期，提高試驗的有效性。

3.1變壓器的絕緣在線監測

目前，變壓器絕緣在線監測主要監測其絕緣油中分解氣體含量和的局部放電。一種監測變壓器油中溶解氣體分析 (DGA) 的裝置，利用聚合物薄膜實現將特征氣體 H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 從油中分離，采用新型催化酶氣體傳感器檢測氣體含量，能判斷變壓器是否存在過熱、放電等異常及故障類型。

3.2電容型高壓電氣設備的絕緣在線監測

對于電容型高壓電氣設備 (CT、CVT、OY、變壓器套管) 主要監測其交流泄漏電流、等值電容、tgδ值。研究和大量試驗充分證明，監測交流泄漏電流可以靈敏反映容性設備的整體受潮程度，監測檢測介質損耗角正切值 (tgδ) 對早期局部缺陷反映靈敏。俄羅斯、烏克蘭等國家對超高壓 CT已不采用 10kV 下測量tgδ的離線測量方法。

3.3氧化鋅避雷器的絕緣在線監測

氧化鋅避雷器主要監測其閥片受潮及老化。從80 年代開始，日本的LCD - 4 型阻性電流測試儀和東北電力試驗研究院研制的MOA - RCD 型阻性電流測試儀在電力系統廣泛使用，這兩種產品既能帶電檢測，又能在線檢測運行電壓下的阻性電流和其它參數。目前，一種能安裝于避雷器接地引下線上測量運行電壓下泄漏電流和記錄避雷器動作次數的避雷器在線監測儀大量投入運行。

3.4GIS 的絕緣在線監測

GIS 的在線監測有機械、化學、電的檢測方法。機械方法采用一個高靈敏性的壓電加速傳感器和超聲波傳感器，來檢測在局部放電或在絕緣故障時產生的機械振動和彈性波，德國LDA - 5/ S超聲探測器能有效地檢測 GIS內的危險局放源。化學方法采用 SF6 分解產物的氣體分析，來檢測局部放電和局部過熱。

4.開展高壓電氣設備絕緣在線監測技術的意義

在經濟高速發展的今天,停電會降低供電企業的供電可靠性, 對社會會造成負面的影響,也對用電的企業造成一定的經濟損失。另一方面停電會降低設備的運行效率,造成對資源的浪費。高壓設備絕緣在線監測系統的應用，既能對帶電設備的絕緣特性參數實時測量，又能對獲取數據進行分析處理。比如可以通過測量避雷器在運行中的容性電流和阻性電流變化情況，掌握其內部絕緣受潮以及閥片老化情況。還可以測量CVT、耦合電容器、套管等容性設備的泄漏電流和介質耗損，來掌握其內部受潮和絕緣老化及損壞缺陷。測量充油設備絕緣油的內部可燃性氣體變化情況，掌握設備內部有無過熱、放點等缺陷情況。

5 .結束語

在線監測技術是供電單位實行狀態檢修的基礎和唯一技術手段，應當進一步推廣使用絕緣在線監測技術，基于信息融合技術和嵌入技術組成internet的在線監測，可以進行數據和圖文傳輸及遠程診斷，有利于實現電氣設備狀態的綜合管理，及時的發現故障隱患，避免發生事故，具有巨大的經濟和社會效益。現階段無線通訊技術、計算機技術、傳感器技術的發展也為高壓電氣設備絕緣在線監測技術的發展提供了有力的保證，為實施超高壓電力線路絕緣子等以前沒有研究與開展的在線監測技術提供了條件。

篇5

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.117

1 引言

目前，煉油化工企業通常采用只能在腐蝕破壞作用不大或者不可能提高抗腐蝕過程控制的情況下使用的一些監測手段。然而大多數的工廠希望能夠通過使用工藝防腐的方法（例如：緩蝕劑）或者其它的處理設施（例如：脫水裝置）來減少腐蝕，并保證重點設備和管道的腐蝕狀況和介質條件置于有效的監控之中，這樣只有通過在線、實時的監測技術來獲取各種關鍵的腐蝕數據，并進行數據分析，及時了解裝置腐蝕狀況及變化過程[1，2]。

課題基于在線監測系統的優勢，針對某煉油廠兩套常減壓裝置重點部位為對象，建立了一套實時電化學在線腐蝕監測系統。系統實現了對監測部位的實時顯示總體腐蝕速率（mm/a）、點蝕系數、B值、腐蝕機理因子等參數，以滿足公司降低腐蝕危害，實現安、穩、常、滿、優生產的需要。

2 腐蝕在線監測系統組成

2.1 硬件系統

腐蝕在線監測系統由探針、腐蝕變送器、數據轉換模塊、數據處理軟件系統組成，系統結構圖見圖1所示。系統主要功能是采用探針監測管線、設備的總體腐蝕和局部腐蝕的變化，了解設備的腐蝕趨勢和評估工藝防腐效率，并指導調整注劑使用。探針采取數據由分析軟件進行數據處理，繪制總體腐蝕速率曲線和局部腐蝕狀態曲線，顯示腐蝕趨勢和具體腐蝕數據，及時防止危險，提高設備的運行效率。

系統路由過程為：探針->變送器->安全柵->腐蝕通訊集中器->數據服務器。每套裝置單設一臺服務器，服務器放置于控制室內，通過電纜進行數據傳輸。現場每個變送器可向服務器各布設一條雙芯屏蔽電纜，該電纜可同時提供電源回路和通訊回路，且具有較強抗干擾能力。每套裝置單設一個機柜，機柜內放置安全隔離柵、腐蝕通訊集中器、24VDC電源模塊，其中，腐蝕通訊集中器集成HART解析以及HART轉RS232通訊轉換功能。

2.2 腐蝕監測系統軟件

在線監測數據通過電化學腐蝕在線監測技術，通過電化學腐蝕測量變送器采用諧波失真分析、標準的LPR（線性極化電阻）和ECN（電化學噪聲）等方法來實現腐蝕速率和腐蝕因子的監測，變送器通過 4-20mA與HART協議實時輸出給服務器。系統可同時輸出四個參數，包括總體腐蝕率、點蝕系數、斯特恩-蓋里常數（B值）、腐蝕機理參數，并可進行組態分析，同時應用集成技術將實時工藝操作參數進行分析，有利于管理人員分析對比，見圖2所示。詳細分析參數含義如下。

（1）總體腐蝕率（PV）。該參數單位是mm/a，量程0～2.5mm/a，該參數直接反映現場被監測設備的腐蝕環境狀態。

（2）點蝕系數（SV）。該參數為無量綱參數，量程0～1;是一定性分析參考值，當監測值小于0.01時，被監測系統發生點蝕的風險是非常低的;當監測值大于0.1時，被監測系統開始發生點蝕，所以我們通過各種措施來控制該參數，使之不大于0.1。

（3）腐蝕常數B值（TV）。該參數單位是mV，量程5～60;此數據是通過諧波失真測量得到的，它們提供腐蝕過程中陰極和陽極活躍程度的變化。

（4）腐蝕機理因子（CMI）。該參數單位是?A/cm2，量程-50～50;我們可以通過該參數來判斷被測系統的腐蝕環境。運用該參數可分析我們注劑在腐蝕防護中的作用，對注劑的使用情況做出實時評價。

3 腐蝕監控系統監測點設置

3.1 腐蝕監控的選點總體原則

腐蝕監控位置的確定直接決定著腐蝕監測效果的好壞。一般來說，對設備管道真正造成威脅的是局部腐蝕，因此如何監測到設備管道腐蝕相對嚴重的部位，也就是探針安裝在設備和管線的合適位置就顯得十分重要[3]。通常需要注意以下幾個腐蝕嚴重的部位：

（1）有水凝結的部位，尤其是水凝結開始的部位，如常減壓塔頂冷凝冷卻系統空冷器的出口及水冷器的出入口。

（2）介質需要緩釋劑的工藝，如循環冷卻水系統。

（3）設備管道高湍流區域，如管道的彎頭等。

（4）事故發生頻繁的設備管道，即依據歷史經驗選取監測部位，

3.2 腐蝕監控選點部位

依據選點原則和設備條件，對某煉油廠兩套裝置進行在線監測選點，結果見表1所示。

4 腐蝕監控管理系統特點

（1）基于電化學探針前端采集。電化學探針采用線性極化腐蝕監測的原理，具有監測迅速的特點，可以準確測量電化學參數B值，且有較高的精度。

（2）與工藝過程參數變化同步分析。根據腐蝕速率變化與工藝條件變化的相互關系，為生產計劃的編制、工藝操作指標的修訂提供數據支持。

（3）評價防腐效果。對工藝防腐措施，緩蝕劑、中和劑的應用效果做出評價。

（4）預測設備壽命。通過腐蝕監控可以掌握設備正常運轉時的腐蝕速率，可以預測設備的使用壽命，做到既安全又經濟[4]。

5 結論

基于科學選點，前端探針安裝，中間過程數據采集及數據軟件分析，建立針對高含硫煉化裝置的腐蝕在線監測系統，將腐蝕監測作為腐蝕控制的前期保障，經過在某煉油廠的實際應用，實現對受監測設備和管道的腐蝕狀況進行24小時不間斷的監測和評估。對煉化設備的腐蝕監測系統的建立，是完善系統的管理設備腐蝕與防護的重用部分，最終達到實時了解設備腐蝕情況，降低運行風險，減少維修停產損失、降低生產成本，實現裝置的安穩長滿優運行的目的。

參考文獻：

[1]卜全民，溫力，姜虹等.煉制高硫原油對設備的腐蝕與安全對策[J].腐蝕科學與防護技術，2002，14（06）：362-364.

[2]周敏.中國石油煉化企業腐蝕與控制現狀[J].腐蝕與防護，2012，33（02）：62-68.

篇6

中圖分類號：X93 文獻標識碼：A

腐蝕參數、腐蝕速度以及設備腐蝕狀態均是煉油裝置中在線腐蝕監測技術需要掌握的基礎，技術人員通過掌握這些基礎性工藝與測量數據從而了解煉油裝置所處環境的變化以及遭受腐蝕的狀態，從根本上找到適合不同介質環境的腐蝕監測技術。

1 煉油裝置中在線腐蝕監測技術的作用

煉油裝置中在線腐蝕監測技術具有十分重要的作用，其在現實生活與實際生產中起著決定性的意義。

1.1 通過評價緩蝕劑效果選擇合適的緩蝕劑

在煉油生產過程中，緩蝕劑在工藝中的優化數據能夠體現生產的需要，二在線監測技術能夠對優化數據進行評價，從而選擇合適的緩蝕劑。

1.2 對原油混煉技術的指導

原油性質的不同在混煉的過程中會增加其酸性值，從而使設備受到腐蝕。應用在線腐蝕監測技術能夠迅速發現原油混煉時PH變化的情況，從而進行控制，在諸如緩蝕劑的過程中改善相關工藝，從而合理配置原油的比例，使電脫鹽的效果增強。

1.3 定點測厚結合在線監測隊檢修過程進行指導

在線監測具有實時性與準確性的優勢，因此在覆蓋范圍內，其能夠通過收集到的多參數數據繪制腐蝕曲線圖，從而分析煉油裝置中腐蝕變化的情況，制定解決方案，進行全方位的診斷。定點測厚具有靈活性，其余在線監測相結合，能夠對重點部位實施監控，從而避免重大泄漏事故的發生，完善檢修計劃。

2 煉油裝置中在線腐蝕監測技術的應用

煉油裝置中常見的在線腐蝕監測技術共有四種，其原理不同，因此應用的場合以及特點也不盡相同。根據實際情況，選好關于PH探針監測、電阻探針監測、電感探針監測、電化學監測的監測技術型號。

2.1 電阻探針監測

電阻探針監測需要應用的儀器以及零件為在線監測儀器、金屬絲、溫度補償試片。當金屬絲被腐蝕后開始變薄，便可以通過在線監測儀器檢測出來并排除因金屬絲的溫度異常而產生的不利影響。電阻探針適應于各種工況范圍與介質，但是靈敏度較低，測量的周期長，又因金屬絲受到腐蝕后所產生的產物具有導電性，因此影響了其測量結果，沒法對腐蝕速度的瞬時性進行記錄。

2.2 電化學探針監測

電化學探針監測也是通過測量腐蝕速度來進行監測的一種技術，其與電阻感應不同的是，電流指標（流經電極表面）是其確定腐蝕速度的標準。這種方法測量周期短、速度快，不會像電阻探針監測般測量腐蝕減薄量，但是其在監測過程中受到環境的限制，必須在水中傳導才可進行。

電化學方法也包括電化學噪聲技術，當金屬局部腐蝕后，便可以通過兩個同質金屬獲取其之間通過的電流量，然后在利用其它方法分析局部腐蝕的情況。

2.3 PH探針監測

不同介質酸具有不同的堿度，因此H+敏感選擇的電極也不同，根據其電極的異同情況檢測介質酸的堿度，而且PH探針監測器一般情況下應該在壓力≤0.4MPa，溫度≤70℃的環境下運行。

2.4 電感探針監測

電感探針監測分為高溫管狀電感探針、低溫片狀電感探針、低溫管狀電感探針三種。電感探針的測量依據是探針被腐蝕的深度，探針腐蝕的越薄，其所引起的磁通量變化就越大，這種變化直接影響到金屬腐蝕的速率，從而得出不同介質在腐蝕過程中的周期性變化，從而體現其顯示出這種監測方法的靈敏度。一般情況下，片狀結構以及管狀結構是電感探針的兩種結構形式，其分類是由管徑決定的，片狀探針應用于

3 選擇監測點

硫化物、氯化物的低溫電化學腐蝕以及硫化物的高溫化學腐蝕是煉油裝置發生腐蝕的兩大主要類型，前者是中全面腐蝕的體現，因此在選擇監測點時必須關注相關腐蝕的流程、重視腐蝕分布的區域、對高溫設備的材質進行監測、應用相關防腐工藝與技術，從而避免腐蝕所產生的傷害。

后者由監測到的視點可以發現，其具有均勻性腐蝕的特點，因此在煉油裝置的產品分離系統化、常減壓蒸餾、延遲焦化的過程中便應該選擇監測點。在安裝監測點時，不僅應該按照相關腐蝕原理進行安裝，還應該考慮到在線觀測的維護與評價便利性。由此，在線監測點的設置應該為一閉路循環系統，監測點選擇適宜，有利于煉油裝置中在線腐蝕監測反應的速度以及收集參數數據的準確性，提高了該系統的即時性。

4 在線腐蝕監測技術的發展方向

煉油裝置中在線腐蝕監測技術的發展方向應該建立在需求與應用實踐的基礎上，并根據基礎性要求擬定發展方向。

要想實現復合監測技術，必須提高在線監測技術的可靠性、精度以及靈敏度，將多種不同類型的參數利用一根探針進行監測，從而實現在線監測的簡便化，減少了在線監測的程序。多參數監測是未來監測技術的發展趨勢，只有實現腐蝕發生發展過程監測、腐蝕影響過程監測、腐蝕事故監測、腐蝕結果監測等全面的腐蝕監測，才能夠擁有系統化的監測技術。

將收集到數據采用高科技手段進行智能化分析，然后建立與其有關的腐蝕數據庫，深入分析與挖掘相關數據，為技術發展提供理論性、決定性依據。

要想提高煉油裝置中在線腐蝕監測技術的自動化控制能力，就必須將腐蝕數據作為參考，并以此為參考點進行研究，提高在線腐蝕監測的力度，促進煉油裝置的科技化改進與發展。

結語

本文通過對煉油裝置中在線腐蝕監測技術的作用進行了具體分析，并且就其應用與監測點進行了恰當的選擇，從根本上總結出在線腐蝕監測的未來發展方向，為我國化工業的發展開辟了一條簡便、快捷、安全的生產道路。

參考文獻

[1]龐喆龍，馬新飛.煉油裝置在線腐蝕監測技術狀況[J].石油化工腐蝕與防護，2008，25（1）：62-64.

[2]易軼虎.在線腐蝕監測技術在煉油裝置中的應用[J].石油化工腐蝕與防護，2012，29（5）：44-46.

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1、概述

隨著我國電力工業發展和環保要求，火力發電廠的鍋爐都裝有脫硫設施。應用最為廣泛的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術。脫硫塔的液氣比是決定脫硫塔效率的主要參數，液氣比大，意味著煙氣與脫硫劑接觸面積大，有利于SO2的吸收，但液氣比太大，容易導致霧化效果不佳，不利于脫硫。為維持脫硫塔正常運行，必須對煙氣流量參數實現準確測量，及時調整供液量；同時鍋爐排出的煙氣流量，也是國家實現大氣污染控制，需要監督的重要參數。

由于脫硫系統進出口煙道截面大，流場不均勻，正常運行時，無法對煙氣量進行準確測量。近年來，操作人員進行脫硫塔調整一直停留在依靠觀測鍋爐負荷、煙道靜壓、引風機擋板開度、單點流速測量等間接的監測手段上，不能提供特大截面流量的準確數據，對指導脫硫塔運行和脫硫劑量的調整缺乏準確依據，造成很大操作不便和資源浪費。

2、國內外煙氣流量測量方式對比

目前國內外大型煙道的煙氣流量的測量主要采用以下方法：

（1）靜壓測量法。該方法利用流體力學的伯努力方程，即假設在全壓相等的前提下，動壓等于全壓減靜壓，通過測量靜壓來對比動壓。由于煙道中的煙氣含有大量的飛灰及腐蝕性氣體，動壓測量的取樣環境較差，故該傳統的流速測量裝置很難達到理想的測量效果。

（2）引風機調節擋板開度法。該方法通過對引分機進口調節擋板做特性試驗，以調節擋板開度確定煙氣量。測量簡單、直觀，無需其它附屬設備。存在的問題：要求風門開度指示與擋板的實際位置建立起一一對應的關系，實際上難以保證；風門開度與風量、風速之間的非線性關系、受風道阻力等影響，相同開度煙氣量差別很大，無法以此定量確定風量和風速。

（3）單點流速測量法。該方法在煙道內安裝文丘里等測速元件進行測量，由于該元件只能單點安裝，采集信號缺乏代表性，不能準確反映整個截面的流速和風量，因此誤差很大。

（4）煙氣分析三原子氣體法。此方法利用各種煙氣分析儀器，測得干煙氣中三原子氣體的成分，再通過已知的煤種元素分析成分，計算得到的干煙氣量，再根據煤的水分和燃煤量，計算煙氣量。此種方法與煤種有關，由于電廠燃煤變化較大，因此會引起較大的誤差。

（5）煙氣分析過量空氣系數法。此種方法也是一種間接測量方法。通過各種煙氣分析儀器，測得干煙氣中過量空氣系數，再通過已知的煤種元素分析成分和燃煤量，計算得到煙氣量。此種方法也與煤種有關，同樣會引起較大的誤差。

3、解決方案

通過對上述存在問題的分析、研究，得出如下結論：從測量的理論和技術上要實現鍋爐的煙氣流量的準確測量，必須同時滿足以下條件：（1）要保證測量的準確、穩定，即有誤差限作保證，需要一個基本的測量條件，對于煙氣流量動壓測量裝置也是如此，即需要一定長度整流直風道。（2）測量裝置應具有測量條件要求低、輸出信號穩定、局部阻力小、含塵氣流管道平均風速（多點、網格法）的特性。（3）要具有防止結露、防止含塵氣流堵塞、防止磨損和腐蝕的傳感元件的結構措施。（4）在以上基礎上，利用微差壓傳感器、先進的數據采集系統（或直接進入DCS系統）和計算機處理技術，對動壓信號進行必要的修正，以數字量和模擬量的方式顯示在計算機屏幕上，指導運行人員操作調整。

為此，我們把多個靠背管按矩陣排列布置于同一煙道截面，對該截面各位置進行全面測量。

將煙氣流速測量裝置安裝于煙道中水平直管段內，當煙道內有氣流流動時，迎風面受氣流沖擊，在此處氣流的動能轉換成壓力能。因而迎面管內壓力較高，其壓力稱為“全壓”。背風側由于不受氣流沖擊，其管內的壓力為風管內的靜壓力，其壓力稱為“靜壓”。測速裝置測量全壓與靜壓之差壓為“動壓”，動壓經換算即可得出介質的流速和流量。全壓與靜壓信號經傳壓管引至電容式微差壓變送器，微差壓變送器輸出4～20mA模擬信號至DCS系統進行數據處理與數值顯示。

每個靠背管測速儀均裝有整流消旋裝置。該裝置有兩個作用：一是當流場紊亂的煙氣進入套管后，使之整流消旋，減少干擾，有利于穩定、準確測量動壓；二是在整流消旋裝置套管前端裝有變徑管段，當煙氣進入變徑套管，截面面積由大變小，流速加快，可提高測量精度。

在動壓、靜壓取樣管內裝有自動清灰裝置，該裝置在煙氣流動的風力作用下可自由擺動，不斷撞擊取樣管內壁和內孔，以達到清除內部積灰的作用。

將單個靠背管測速儀與豎直管段相連接，起到均衡壓力的作用，成為均壓腔體。

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中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2016）34-0038-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.019

當前我國電力系統的工作人員依舊是采用人工現場抄表的方式統計和分析電能量數據，工作效率低，人員配置多，人為錯誤發生率高。電能計量裝置在線檢測技術的出現和應用改善了這一不利局面。其可以防范竊電、實施狀態檢修，為電量的錯誤計算和追收提供了證據，提高了計量裝置的穩定性、可靠性、準確性。以較少的物力人力來管理更多的用戶，是電力企業發展的內在要求，也是現代用電管理的發展方向。

1 電能計量裝置的常見問題

根據國家的《電能計量裝置技術管理規程》，電能計量裝置包括各種二次回路、計量用電壓、電能表、電能計量柜及電流互感器等。參照現場運維的過往經驗，電能計量裝置故障一般集中在電流互感器及其相二次回路、電壓互感器、電能表等方面。而且無論故障的形式如何，在數據的分析處理上都會體現為一次、二次側功率、電流和電壓因素等參數發生異常變化。綜合現場工作的經驗，大致可以把電能計量故障類型分為以下三種：（1）電流互感器異常，包括電流互感器二次回路、二次開路超差、短路等；（2）電壓互感器異常，電壓互感器發生超差、二次側斷相、一次側熔絲熔斷。二次回路異常，二次回路出現連接出錯，表現為功率因素異常、電流異常、電壓異常等現象；（3）電能表異常。根據對集抄系統大用戶電能表的統計，一般常見的事故現象有正向無功、反向有功、反向無功、正向有功倒走或不走，總電量與峰谷平電量不匹配，電能表計量超差，電能表計時超差，電能表計費時段錯誤，電能表顯示異常，電能表斷相、失流、失壓、逆相序等。

2 電能計量裝置在線監測的特點

集抄系統大用戶的電能計量裝置在線監測系統，其數據運行主要是通過采集多維度計量裝置及用電信息采集系統來完成，通過主站軟件進行分析、處理、計算后，采用圖表形式反映出來的一套系統體系。該系統能對計量裝置的運行工況進行實時監控，計量裝置運行出現異常能及時被發現，使計量裝置故障持續時間得到有效降低，彌補了在傳統計量裝置運行管理中存在的不足，提高經濟效益，實現生產效率的最大化。

電能計量裝置智能診斷系統與在線監測可以實現采集設備故障分析、計量裝置的異常分析、各類事件的在線監測和分析、異常流程處理、用電異常分析等功能，還可以為采集設備和計量設備運行質量的評價提供統計數據論證。通過對用電信息采集系統，電能計量裝置可對多個電量參數進行檢測，對電能表的接線錯誤、失流、失壓、斷相、超差等二次回路故障能夠及時報警，有利于縮短故障處理時間。電能計量裝置在線檢測系統主要有以下四個特點：

2.1 豐富的異常指標專家庫

計量裝置的異常指標專家庫主要包括對采集裝置異常、用電異常和計量裝置異常的判斷標準和定義，還可以看情況根據需要對其進行完善和增補。異常指標專家庫的建立和健全可以智能分析和診斷各種計量裝置運行的異常，為計量裝置在線監測提供了有效的監控手段及數據支撐。

2.2 采集并發送用戶用電情況

將用戶的用電情況通過信息采集終端進行采集并發送至主站。主站的監控人員從網絡計算機屏幕傳回的畫面報警或分析，提取用戶用電信息，與該用戶歷史數據進行分析比對，判斷該用戶的電能計量裝置是否正常運行。

2.3 可連續監測

電能計量裝置在線監測系統可對計量裝置運行狀況進行連續監測和分析，對計量異常能及時返現，降低了電量丟失的可能性。通過電量的采集，自動對線損進行計算，使主、配網線損壞管理更為快捷、便利。

2.4 分析判斷異常

電能計量裝置的異常智能診斷分析包括采集裝置異常分析、用電異常分析、異常白名單管理、電能異常分析等功能，可以通過采集系統采集的電能、電量、負荷示值和設備類型、事件、參數值、檔案等數據，利用異常分析專家庫中的分析模型，對數據進行計算、統計和分類，快速判斷出現故障或異常的原因。

3 大用戶集抄系統的在線檢測方法

電能計量裝置是由很多種高精度設備搭配組成，要想對其運行狀況進行準確檢測，難度系數很大。并且因為人員故障分析能力、采集終端質量以及電力系統復雜性等因素的制約，加上終端具有預警性，一旦出現異常，就會向主站發出警報，這無疑降低了故障處理效率，增加了故障處理難度，要想快速做出判斷，必須運用更科學的方法進行分析。在分析采集系統的數據的過程中可以得出結論，目前，系統平臺的分析重點和采集上來的數據種類還停留在采集數據是否完整、終端設備是否在線的層面上，并未深層地發掘其下的各類計量裝置監控的運用、數據的利用以及用戶的用電特性監測方面的能力，對計量裝置的運行狀態尚不能自主監測。建立在目前可采集數據的基礎上，為提升集抄系統在線監測的能力，以下對在線檢測系統進行分析：

3.1 計量裝置的超差分析

計量裝置超差現象主要表現為互感器和電能表的超差誤差。以往檢測超差結果都是利用計量標準器具，當現場處于缺少標準計量器具的情況時，遠程檢測不可能對超差結果進行十分精確的測量，但是可以利用一些簡單檢測方式進行粗略估算，這在一定程度上也能對超差進行及早發現，盡量避免出現計量的重大誤差。

例如如果用戶自行安裝了主、副電能表的計量點，對兩塊電表測出的電量進行比較分析可以得到數據，根據相關規章的規定，一般電能表準確度等級不應相差1.3～1.5倍。對于電壓互感器、電流可通過對一次側電流、電壓來分析監測情況，再對一次、二次電壓電流的比值進行分析，可以大致預估出結果。

3.2 防竊電分析

作為一種通信方式來說，采集系統是安全可靠的。其在反竊電工作中可以發揮極為重要的作用，搜集用戶竊電的信息及證據，并將內容及時發給主站。

立足于大用戶計量裝置的角度來看，竊電方式總結起來可以概括為兩種：（1）改變流經電能表的電流、電壓值；（2）對電能計量裝置進行破壞，使其喪失準確性。通過比對分析采集平臺搜集的用戶負荷異常曲線以及分析失流、失壓的異常對電流和電壓造成的影響，已經可以掌握其竊電依據。但根據目前已經發生竊電案例來看，對于反竊電工作，采集系統基本是被動的，即當現場出現竊電后，再到系統中找尋證據，這距離實現主動式的反竊電監控的目標還有較大差距。

本文通過分析提出兩種方法：（1）對負荷曲線開展主動監控。用戶出現竊電行為，其現場負荷往往會在竊電狀態和正常用電狀態之間來回切換。集抄系統平臺可對負荷曲線進行繪制，使系統可以主動分析負荷曲線，如果負荷曲線出現突減或突增異常且長期運行的最小與最大負荷之間的差距超過50%，則該用戶很可能出現竊電行為，應納為重點監控對象范圍；（2）防范有竊電前科的用戶再次作案。可利用經傳感器啟動的攝像頭或紅外熱像儀器，對已有過竊電前科的用戶進行監視，當出現異常時，終端可將警報及現場設備采集的各類圖像發送到主站，主站再對其進行重點監控。

3.3 功率因素分析

從電能表功能的定義來看，電能表內部會對每日的負荷數據進行凍結。在電能表的監測工作中，并沒有深入研究探索電能表的存儲功能，而對于多功能電能表而言，其表內存儲的月末電量及符合數據的準確性將有可能對電費出賬、線損管理等工作產生直接影響。在正常的用電情況下，普通用戶的功率因數一般在0.9以上。用戶的用電特性中如果帶有感性或容性特征，功率因數根據相應的情況發生相應的變化。遠程管理終端通過從計量裝置處采集的電量數據進行分析，可以對相應的功率因數進行計算，從一定程度上可以反映出用戶的用電特性，為判斷用戶用電是否出現異常提供依據。

4 對電能計量裝置在線檢測的建議

根據當前的基本國情，一次性建立完善的電力檢測系統的條件尚不充分，還有很多地方需要改進，主要為三個方面：（1）提升系統的實時功能；（2）研究開發監測手段；（3）提高管理水平。

4.1 提升系統的實時功能

從客觀角度出發，用電采集系統目前利用數據的程度不高。對于大量的報警信息，分析人員往往只能被動甄別，確認后再進行查詢。要想對系統的實時分析能力進行提升，首先系統對報警信息進行統計、分析、歸類，這樣分析人員對數據進行有類別、有主次的排查，很大程度上可以使監測能力和工作效率得到提高。

4.2 研發新型監測手段

目前，國內許多電力公司都有自己對于現場監測的方法與管理技巧，對于同一監測內容也存在不一樣的監測方法。國內各省市電力公司電能計量中心，可根據各自電網自身特點，從自身實際情況出發，具體問題具體分析，開發與自身情況相適應的現場監測手段。

4.3 完善現有類型終端功能

嚴格加強驗收工作，做好消缺工作，提高在線率。這就是通常所說的“兩頭抓”，一是源頭，一是現場。可嘗試與無線通信方面的專業檢驗機構進行聯合，嚴格對終端通信模塊的驗收程序進行把控，增加檢測手段，對不合格的終端產品不予出廠。

5 結語

電能計量裝置在線檢測系統通過對電流互感器、電壓表、電能表等數據進行檢測，可以實現對電能的故障判斷、自動校檢、防竊電監測、記錄分析等功能。有利于改善大用戶集抄系統的故障檢測困難、檢測手段單一、管理水平落后等問題，為電量追補提供依據，極大地提升了計量裝置的維護管理和監測能力。

參考文獻

[1] 劉志勇.一體化電能量綜合采集與管理平臺在黃岡電力的應用[J].電力信息化，2013，（2）.

[2] 賀東明.電能量數據異常管理平臺的設計研究[J].自動化與儀器儀表，2012，（4）.

[3] 羅慧，郭予紅，朱惠娣.鄭州供電公司電量采集系統的工程實現[J].計算機光盤軟件與應用，2012，（12）.

篇9

1.引言

高壓開關設備是電力系統中重要的控制設備和保護設備，設備中的斷路器任務是根據電網運行的需要把電力設備和線路投入或退出運行，或者將發生故障的電力設備和線路從電網快速切除，以保證電網中無故障部分正常運行。因此，一旦高壓斷路器出現故障，就有可能造成電力系統的更大的故障，嚴重時會造成重大損失[1，2]。

在我國，10KV級高壓斷路器大多數用于金屬封閉開關設備（成套電器），受工作環境所限，基本都不具備在線監測的能力。但是就高壓斷路器而言，由于機械原因造成的故障（包括拒合、拒分和誤動）占70%～80%。操動機構和傳動系統的故障以及電氣控制及輔助回路的故障是造成拒合、拒分和誤動故障的主要原因。因此，對高壓斷路器進行機械特性在線監測，可以及早的發現斷路器故障原因，對減少開關事故和方便工作人員檢修有重要意義[3，4]。

本文在研究和分析了10KV級高壓斷路器故障原因的基礎上，提出了一種針對某公司生產的BPC-12/1250-31.5型永磁操動機構高壓真空斷路器機械特性在線監測裝置的設計方案，實現了對斷路器機械特性的在線監測。

2.裝置總體設計方案

2.1 設計目標

高壓斷路器機械特性可進行監測的參數較多，但受電磁環境等條件的約束，實際可以進行在線監測的參數并不太多。本文通過分析高壓斷路器各種故障的故障率，結合高壓開關出廠檢驗儀器的國標《DL/T846.3-2004高電壓測試設備通用技術條件第三部分：高壓開關綜合測試儀》中的要求，選取斷路器的行程、超程、剛分（合）速度、分（合）閘時間、彈跳次數、彈跳時間、平均速度和動作時間這些特征量進行在線監測[5，6]。

2.2 總體設計方案

在線監測裝置包括傳感器、信號處理電路、CPU處理模塊和通信隔離電路組成，裝置整體結構如圖1所示。

本文選用電阻式位移傳感器獲取位移信號。當斷路器動作時，電阻式位移傳感器會產生阻值變化，即為斷路器的動作信號。傳感器一般安裝在斷路器外部，可不影響設備的原有性能及可靠性[7]。在此，將直線位移傳感器安裝在動作觸頭的電磁鐵附近，有電磁鐵帶動懸臂梁與狀態指示器一起動作，角位移傳感器安裝在動觸頭動作的轉軸一端，傳感器安裝如圖2所示。

位移傳感器產生電阻信號的變化，經信號處理電路轉換為電壓信號，可供CPU處理器進行數據采集。分合閘指令信號和輔助觸點信號經開關量輸入電路傳送至CPU處理器，用來控制開啟CPU的AD采集以及反映開關的分合閘狀態。CPU選用TI公司的TMS320F2812型號的DSP為主處理器，DSP對采集到的分合閘信號及相應的運動過程信號進行數據采集、運算之后，進行就地顯示監測參數，并通過RS485通信將監測參數上傳至上位機監控軟件。

3.裝置硬件設計

3.1 DSP處理板電路設計

DSP系統有電源電路、時鐘電路、復位電路、JTAG仿真接口電路、片外程序存儲器、通信電路、時鐘芯片電路、液晶顯示電路和其它引腳處理及未用IO引腳處理電路9部分組成。電源電路為整個DSP系統供電，DSP需要直流3.3V和1.8V電源，，其中3.3V供給IO等外設，1.8V供給DSP內核。TMS320F2812的上電次序是外設先上電，內核后上電。電源電路采用TPS767D318為核心芯片，其輸入為+5V，輸出電壓為1.8V和3.3V，滿足DSP上電要求，具體電路如圖3所示。

3.2 信號處理電路設計

信號處理電路主要對直線位移和角位移傳感器信號進行處理，包括基準電源電路、直線位移信號調理電路和角位移信號調理電路。由于傳感器輸出信號為線性電阻信號，實際處理信號為電壓信號，系統電源受外部干擾影響，穩壓精度稍低。在此，本文采用穩壓管TL431進行穩壓，其精度較高，可用于作為基準電源，輸出為電壓+4V，其電路原理如圖4所示。

高壓斷路器的位移信號是由電磁機構驅動傳動機構傳遞的運動信號，參考相關標準可知，其運動信號為低頻信號。由于工作現場環境復雜，易受外界電磁環境等干擾，在此，本文選用二階有源巴特沃斯低通濾波器濾除干擾信號。由斷路器的機械性能標準規定知，斷路器機構行程為8±1mm，超程為3.0～4.5mm，動作速度

濾波器的設計應滿足，在通帶內信號有盡可能小的衰減，且濾波曲線平坦，在阻帶內將信號盡可能衰減。斷路器機械運動的最高頻率為37.5Hz，將濾波器的轉折頻率設計在保證37.5Hz信號幅值衰減允許情況的最低頻率。二階巴特沃斯濾波器的標準傳遞函數為：

由式（2）巴特沃斯濾波器的傳遞函數特性知，當ξ=0.707時效果較為理想，此時頻率響應的幅頻特性不存在諧振峰，且具有最陡峭的衰減特性，查巴特沃斯濾波器的衰減特性曲線，得出此時轉折頻率取在60Hz附近可滿足要求。對濾波參數進行歸一化設計，取，二階有源巴特沃斯濾波器設計公式為[8]：

式中，、為電阻和電容的計算參數，為截止頻率，為品質因數。

DSP的AD采集端要求輸入信號范圍為0～3V，因此，需將濾波后的信號調整在0～3V范圍，并對其限壓保護。信號調理電路如圖5所示。

3.3 開關量輸入電路設計

開關量輸入信號包括分合閘動作指令信號和斷路器狀態輔助觸點信號，為保證裝置的安全性和可靠性，本文采用光電耦合芯片TLP521對開關量信號進行電氣隔離，然后送至DSP的中斷端口，其電路原理圖如圖6所示。

4.裝置軟件設計

高壓斷路器機械特性在線監測的軟件設計包括系統初始化、AD采集、數據處理、顯示和通信等程序。系統上電后首先進行初始化，根據輔助觸點狀態來判斷當前分合閘狀態。當有分合閘動作中斷信號產生時，啟動AD采集程序，并對數據進行FIR濾波后，計算速度信號、平滑濾波、計算特征參數，并將特征參數上傳至上位機，同時進行就地顯示。系統程序流程如圖7所示。

5.裝置測試結果分析

系統裝置的測試以BPC-12/1250-31.5型配永磁操動機構的高壓真空斷路器為實驗平臺。在實驗室將信號處理電路部分連調測試，對分合閘動作分別進行多次實驗。用示波器抓取分合閘動作信號的波形如圖8所示。

其中，CH1為直線位移信號，CH2為角位移輸出信號。直線位置傳感器位于操控結構的懸臂上，運動過程中信號變化明顯，由波形圖看出，在分合閘動作時，有明顯的彈跳波動。角位移傳感器在動作過程中轉動的角度較小，傳感器阻值變化范圍較小，彈跳波動不明顯，該傳感器輸出的信號需進行進一步校正后使用。

將機械特性在線監測裝置整體聯調，選用直線位移信號進行機械特性在線監測輸入信號，經過多次實驗，取其中一組典型監測參數如表1所示。

通過分析多次實驗數據分析，誤差不超過2%，可滿足機械特性在線監測的精度要求。

6.結語

高壓斷路器機械特性在線監測裝置可有效的監測斷路器分合閘動作時的特征參數，并且可以將監測參數通過RS485進行數據上傳。裝置有測量精度高、實時在線和數據通信等優點，而且有著良好的抗干擾特性，可用于智能開關柜等配有高壓斷路器的電氣設備中進行機械特性在線監測。

參考文獻

[1]范興明，鄒積巖，陳昌龍，叢吉遠.基于DSP的真空斷路器狀態參數在線監測裝置[J].電力系統自動化.2005，29（8）：99-103.

[2]Satish Natti."Risk Based Maintenance Optimization Using Probabilistic Maintenance Quantification Models of Circuit Breaker".D.Ph.Thesis.Texas A&M University.2008.

[3]錢家驪，袁大陸，楊麗華，張節容，關永剛.高壓開關柜——結構計算運行發展[M].北京：中國電力出版社， 2007.

[4]呂鋒，曹國臣.基于DSP的斷路器在線監測與診斷系統[J].儀表技術與傳感器，2008，6：52-54.

[5]郭媛媛，榮命哲，徐鐵軍，王小華.基于雙CPU的斷路器在線監測裝置主控單元的研制[J].電氣技術，2005，12：20-23.

[6]Maricel ADAM，Adrian BARABOI，Catalin PANCU.” Monitoring and Diagnostic System for High Voltage Circuit Breakers”.International Conference on Electromechanical and Power Systems，2007.

篇10

引言：

在電力系統中，電能為發電與用電的計量標準，電能的測量記錄不但核定出電能所用數量，而且也將電力系統的運行狀況檢查出來。目前，隨著各行各業的飛速發展，人們對電能的需求以及電力系統運作的要求也越來越高。然而，電力計量中存在的查表操作錯誤、檢測不及時等問題，直接導致了各種事故的發生。在此種形式下，為保證電網運行的可靠性與安全性，電力工作人員應當加大電能計量操作的優化力度，通過應用先進的計量裝置在線監測技術及電能計量遙測系統，促進電網系統朝著智能化方向改變。

1.電網計量裝置在線監測技術相關要求

1.1在線監測技術的終端計量設備

在電網計量裝置中，作為核心設備的終端計量設備不但需要及時收集電網接入的所有計量點的校正信號，而且還需主動、精確處理分析這些數據信號，并將整合的數據信息進行儲存。此外，終端計量設備還應對本地與遠程系統之間的通訊功能進行支持，使得兩地可以通過網絡進行數據的傳輸與參數的修改，確保遠程控制系統的順利進行。因此，對終端計量設備提出了設計模塊化、功能多樣化的要求，且保證計量裝置的所有系統均被遠程測量覆蓋，從而對終端設備功能進行個性化的配置[1]。

1.2通信網絡

通信網絡包括PSTN、光纖、無線等幾種主要網格，為主站管理中心與現場終端計量設備交流數據的橋梁。應用的通訊網絡不但需要滿足主站與現場設備之間的工作需求，而且還應當在不斷增加電力協議與子站點的環境中，使計量裝置在線監測系統完全兼容Modbus協議、TCP/IP協議等多種通信協議，在促進工作靈動展開的基礎上，確保在通信條件不同的情況下，各種通信方式的順利開展[2]。此外，隨著當前電力事業的發展，以及對通信完整程度、精確度的要求不斷升高，通信網絡在滿足上述要求的同時，還應確保電力系統的應用端口能夠進行靈活拓展，從而實現新興用戶需求的充分滿足。

1.3主站的系統

計量裝置在線系統的監測管理中心即為主站系統，其擔負著下載匯總、統計分析、儲存各個站點數據的任務，因而必須具備非常強大的數據管理功能，能夠及時分析并反饋電網異常運行的狀況及報警提示信息。此外，主站系統還需在分析各個子站點需求的基礎上，向其提供精確的數據及報表，并為其監測工作開展歷史數據查詢與現場跟蹤等操作，從而保證遠程控制終端設備能夠進行正常運作。與此同時，主站還必須滿足能夠與營銷系統進行對接的要求，在滿足遠程瀏覽需求的基礎上，為遠程計量設備的工作需求提供必要的支撐。

2.電能計量遙測系統應當具備的功能及其建設

電能計量遙測系統的框架具體如圖1所示，該系統的技術載體為計算機及通信技術，運作核心為數據庫，通過對遠程各用戶的電能信息進行自動采集，從而實時監測電力系統的運行及電能的用電情況，最終實現電網計量工作的遠程化與智能化。本文以下對電能計量遙測系統應當具備的功能及其建設展開研究。

2.1遙測系統應當具備的功能

其一，遙測系統應當對電力應用的個性化需求進行充分滿足，并根據相關規章制度對重點用戶提供差異化服務，對普通用戶提供標準化服務，確保用戶及時獲得供電動態信息、用電政策等相關詳細資料。

其二，遙測系統應對用戶的電能信息進行全面收集，清楚并掌握動態用電情況，避免漏電、偷電等問題的發生。通過分析電力系統的實際電能狀況，實時監控電力負荷，并對電力系統負荷進行自主調整，將用電峰谷時期錯開，從而促進電網安全性及穩定性的提高。

其三，遙測系統應根據用電需求，開展有針對性的抄表取數工作，確保電力系統缺損曲線的平緩、有序。同時，為避免拖欠電費的發生，還應對欠費用戶進行技術的停電處理。

其四，計量遙測系統能夠根據電源點的不同開展分時電能計量工作，通過及時反饋最大電壓、電流、功率等數據，以及最大用電需求量，促進電能計量工作朝著集約化的方向發展。

2.2遙測系統的建設策略

（1）系統建設前，根據用戶的實際要求將傳統電能表裝置更換為多功能電子式電能表，在保證此種電能表與遙測中心的數據達到一致的同時，嚴格執行系統的監控指令。

（2）完成系統安裝后，嚴格調試所有模塊，將電能計量時間過長、數據補抄能力偏低、報警程序出現失誤等已存在的，或可能發生的問題進行挖掘與優化，從而促進電能計量工作的有效改進。

（3）認真統計所有電能計量點，對遙控系統覆蓋范圍中的素有發電廠、變電站的資料建立檔案，實行統一管理，并將其與SCADA EMS系統的記錄檔案進行核對，比較TV/TA變化、通訊方案等信息，將差異數據詳細記錄下來，及時與現場進行核實，從而確保各站端與主站檔案信息的一致，為計量遙測系統提供可靠的數據信息。同時，將系統的報表功能進行拓展，允許系統修改生成的表報[3]。

（4）建立系統后，專門的負責人員跟蹤分析遙測系統，并逐月核對自身記錄的資料與系統獲取的電能計量資料，確保收集的信息與現場設備信息的一致。

3.結束語

目前，為適應時代的需求，電網應朝著數字化、智能化的方向發展。作為電網重要組成部分的計量裝置，通過應用在線監測技術對電力進行計量，應用遙測系統實現站點電能計量的控制，有效促進了電網的改進與發展。因此，電力工作人員應對在線檢測技術的各項要求進行充分掌握，并通過選擇合理的技術設備，實現先進電能遙控系統的建設。

參考文獻：