论电压监测仪及其回路改造的必要性

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摘要：电压监测仪自安装运行以来，实时监测着电压质量。尽管仪表已经过了三次更新换代，但仍存在着许多不尽人意的地方。笔者结合电压监测仪第四次大规模的改造工作，提出了改造的必要性和有效性。此次改造包括对电压监测仪仪表本身和其传输方式的更新、在回路上加装小型断路器、将传输功能变为远程网络即时监控，对电网的运行有重要的意义。 

关键词：电压监测仪  运行状况  整改方案  效果  发展前景  1 电压监测仪的发展史及其有关资料  1.1 电压质量的重要性  电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力系统的安全与经济运行，对保证用户安全生产和产品质量以及电器设备的安全与寿命有着重要的影响，电压质量合格率已作为各级供电、发电企业上等级、达标的主要考核指标。对电压的记录，从以往的人工手抄发展到通过现代电子技术实现对电压的自动监测、分析、统计、打印。  目前我公司电压监测仪实时监测着所辖变电站110kv电气化铁路专线及10kv母线电压。电压监测仪已成为了电压监测的主要工具，为电力发展做出了贡献。  1.2 发展过程  1.2.1 记录式电压监测仪（第一代）：它从电压互感器引入被监测电压，用电压比较器判别电压超上限、超下限，由三排走字轮分别累计电压超上限时间、超下限时间及总监测时间，由人工计算出合格率，不能直接显示电压，使仪表的复校、测试鉴定比较麻烦，电压分析能力亦受限制。  1.2.2 统计式电压监测仪（第二代）：起初采用z80为cpu的统计式电压监测仪，最后发展到智能型统计式电压监测仪。  1.2.3 第三代电压监测仪：在第二代产品上作了很多的技术努力，功能比第二代更强大。  1.2.4 第四代电压监测仪：实现对电压的自动监测、分析、统计、打印，目前正逐步改造。  1.3 主要技术要求  1.3.1 使用条件要求  ①环境温度：-5～40℃。  ②相对湿度：40℃时 20%～90%。  ③大气压力：79.5～106.0kpa（海拔2000m及以下）。  1.3.2 外观要求  ①监测仪的面板应整洁美观，字迹清楚醒目，各显示器及调整器件应安装得当。  ②监测仪的外表面应光洁而无明显的机械损伤和涂覆层剥落等现象。部件安装正确，牢固可靠，操作灵活，各紧固部位无松动。塑料件无气泡、变形等缺陷。  1.3.3 功能特性要求  ①具有监测电压偏差及直接或间接地统计电压合格率或电压超限率的功能。  ②记录式电压监测仪能贮存与显示电压超上限累积时间、电压超下限累积时间及电压监测仪总时间。  ③统计式电压监测仪的功能特性要求：a有按月和按日统计的功能，能显示或打印合格率及合格累计时间、电压超上限率及相应累计时间、电压超下限率及相应累计时间，至能贮存前一月和当月，前一日和当日的记录；b具有典型日监测数据显示打印功能的监测仪，其典型日可任意设定，一般不少于三日；c可按规定调显或打印贮存的各项记录与统计值；d在打印时不得对其他功能产生影响；e可显示年、月、日、时、分、秒，并能自动转换。  1.3.4 精度要求  ①在正常使用条件下，应保证监测仪在被监测额定电压un±20%范围内，其综合测量误差rc≤±0.5%。  ②在正常使用条件下，整定电压值的上限值和下限值基本误差均为rz≤±0.5%。  ③在正常使用条件下，监测仪的灵敏度k≤0.5%。  ④在正常使用条件下，监测仪内时钟误差每天不大于±1s或每年不大于±5min。  2 改造前电压监测仪及其回路存在的不足  2.1 仪表本身的时钟不准确的问题，使统计数据时间偏移；仪表显示屏笔划残缺不全的情况；仪表系统本身有统计数据紊乱的现象，丢失数据或统计数据不全，不能反映母线的正常运行情况。  2.2 2007年7月23日，110kv西演变电站10kv 5号母线电压监测仪内部短路，造成电压互感器计量保险熔断，直接影响了电能表的正确计量。  2.3 因为没有专门的刀闸与保险，给检修和试验带来不便。有相当一部分变电站端子排接线密集，频繁拆接线容易造成电压互感器二次短路或接地。  2.4 改造前的电压监测仪需要使用电话线进行数据传输，使得远传读取数据需要较长的时间，还需要专门的设备。而且长期占用班组的微机，给班组的管理工作带来一定的影响。另外远传数据有一定的技术含量，运行人员还需要多次培训，有时还仍然不能保证熟练掌握。由于电话线传输中存在不畅通的情况，在远方读取数据时不能保证随时准确地完成。  2.5 端子排的老旧问题，标识不规范（如图1）。  2.6 电压监测仪安装位置与运行设备，给运行人员操作带来了不便；端子排距离太近，给消缺工作带来了困难（如图2）。  3 电压监测仪的改造方案  3.1 进行仪表更新  3.1.1 更换为第四代智能型电压监测仪，功能更强大。  3.1.2 更新后电压监测仪的主要技术指标：  ①显示值相对误差：＜0.5%  ②统计精度：≤0.02%  ③灵敏度：＜0.5%  ④分辨率：＜0.01v  ⑤时钟误差：1s＜24h  ⑥通讯波特率：19200  ⑦功耗：＜3va  ⑧监测电压：ac（110v、220v、380v）±20%  ⑨绝缘电阻：＞19mω  ⑩泄露电流：＜0.5ma（交流有效值）  ■外型尺寸：230×145×72（mm）挂式  ■重量：0.8kg  3.1.3 对dt7-g设置并进行校验  3.2 加装小型断路器  3.2.1 在端子排和电压监测统计仪之间加装小型断路器：  该断路器的额定开断电流值为1a，当电压监测仪发生故障时断路器提前动作，不影响电压互感器二次回路及其设备正常工作。  加装断路器后的优点：①检修工作方便；②当电压监测仪进线发生短路或接地时，有效地阻止了事故的蔓延，保证了其它设备的正常运行；③遇到监测仪死机或缺陷时，无须从端子排停电，新型的dt7-g电压监测统计仪断电重启即可消除故障；④方便带电周期试验工作，节约时间又安全。  3.2.2 规范电压监测仪的安装位置：  加装在公共测控屏后方，与其他设备保持一定的距离，既方便了运行人员操作，又增加了安全性，原理图如图3：  3.3 端子排改造  3.3.1 规范微机打印标识，使接线更标准化；  3.3.2 接口更整齐，防止和其它回路误重叠接线；  3.3.3 使实物图和二次接线图更好的吻合，方便了线路的查找。  3.4 收集信息：  在电压监测仪及其回路改造过程中对安装位置、监测点、电压监测仪型号、状态、接线方式等进行统计，以方便后期的各项工作。  4 改造后的运行效果  4.1 降低了消缺次数  改造后我们统计了2009年7～9月份的电压监测仪及回路故障次数为0，与改造前2008、2007年7～9月份比较，大大的降低了电压监测仪及回路的稳定性，极大的提高了电能电压质量的监测和统计（如下表）。  4.2 完善了网络传输  此次安装的dt7型仪表和计算机网络相连组成了一个电压监测网络传输系统，具有对电网电压进行实时监测、数值统计和分析、报表输出、远程网络传输的功能。方便有关部门随时对其进行远程监测。  4.3 方便了修试工作  此次电压监测仪的改造，极大地方便了我们检修人员的维护与试验工作，也方便了运行人员的使用及数据抄收工作，对我公司电压质量的实时监测、数据统计具有重要的意义。  5 电压监测仪发展前景  5.1 向“傻瓜”型转变，维护要方便  ①能够自动显示出错信息，并按键恢复正常。  ②采用插拔式结构，便于维修和更换部件。  ③加强软件设计，能够配以自动诊断功能。  5.2 具有更多的扩展功能  充分应用软件技术，增加选择监测电压的时间片段，使仪表具备更多的功能供用户选择。  6 结束语  伴随着电能质量监测的指标不断提高，就要求对监测的方法和技术不断去改良和优化，此次电压监测仪及其回路的改造，在一定程度上提高了电能质量的监测能力，防止了电压监测仪短路造成电压互感器二次保险熔断的事故。充分说明了这次提高电能质量监测的必要性、合理性和有效性。  参考文献：  [1]《电压监测仪订货技术条件》.中华人民共和国行业标准  dl500-92.  [2]gb12325.电能质量.供电电压允许偏差.  [3]gb4793.测量、控制和实验室用电气设备的安全要求.仪表外观要求检查.  [4]gb6587.电子测量仪器基本安全试验.