电压监测仪范文

电压监测仪范文第1篇

关键词： GPRS；电压监测仪；应用

中图分类号：TM933.2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）0110150－01

为了保证电网的安全运行，了解电网运行状况，需要对电网的电压运行参数进行实时监测。而电压是电能质量的主要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行具有重大的影响，给用户提供优质的电能是保证用户安全生产、产品质量和设备使用寿命的前提条件之一。电压监测仪就是一种用于监测电压变动的仪表，可应用于各类电压等级的电压实时监测功能，具有报警不可靠电压及不合格电压的功能。

1 电压监测仪的选用

电压监测仪是电压监测的主要手段，早期采用的是走字表底型记录电压时间的电压监测仪，它自TV引入被测电压交流为100V，用电压比较器判断电压超上限、超下限，有三排走字轮分别累计电压总监测时间、超上限时间及超下限时间，由人工计算求出电压合格率。20世纪80年代国内开始使用了第二代电压监测仪——统计式电压监测仪，这种电压监测仪以数码管显示电压的最大值、最小值、超上限率、超下限率、合格率等数据。抄表方式从人工抄表、IC卡抄表、掌上电脑抄表，发展到通过MODEM电话线远传，一直到近几年采用GSM短信、GPRS传输数据的抄表方式，提高了电压监测管理的自动化水平。

现代的电压监测已从模拟电路完全过渡到数字电路，从单纯的电压监测发展到具有谐波测量，分析的功能，从单纯的电压合格统计到分时、多时段的电压合格的监测分析。储存的历史数据达到两个月的每5分钟电压值，叁年的月有效电压、谐波畸变率。电压监测仪已不仅是作为合格率的单一统计仪表，已发展成具有多功能的监测，分析的仪表。在电压监测仪上使用GPRS通讯与其它通讯方式比较有取数快捷，方便的特点，因此目前广西电网公司梧州供电局采用的是GPRS电压监测仪。

2 电压监测仪的组成及原理

GPRS电压监测仪的框架结构上说分为交流信号采样，有效值运算放大器，压频转换，单片机运算、统计，大容量不挥发静态存储器，显示分为数码管和液晶两大类。面板上有薄膜按键作为手动查询数据和仪表各项参数的设定。

交流采样部分：主要功能是隔离交流高电压与内部电路。用坡莫合金的电压互感器无畸变地进行物理上安全隔离，利用交流有效值运算放大器作为前置放大，然后用V-F变换成数字信号。

单片机部分：仪表选择用AT89C55WD增强性能的单片机作为处理数据的核心，程序固化在内部20K Flash存储器中，高精度的时钟芯片产生的秒脉冲作为单片机中断源。达到每天误码率差在1S之内。根据国家对电压监测仪的标准要求，采样的电压数据是每秒一次，再对60秒作算术平均，取60秒的平均值进行相关的统计的基本样本值，记录电压超标的累计时间，和极值发生时刻。单片机作为数据处理的核心，编制严密的程序是保证仪表能准确、稳定的保证。

3 电压监测仪的安装流程

由于作者亲自参与了GPRS电压监测仪的校验、安装和调试，所以对安装整个流程非常熟悉，现简单介绍其安装流程。

1）检查仪表外观无破损，侧面系数标签和仪表标识应完整，附件中有天线一根。

2）确认SIM卡已开通GPRS和拨号语音功能。

3）打开仪表面板，插上SIM卡，检查卡座是否锁紧，卡在卡座内是否位置正确。

4）对照小面板内侧的接线图指示，以实际电压插好S4跳线。打开仪表下方的接线盖，左下方的白色方框内是跳线夹，插在左侧监测380V、中间监测220V电压，右侧监测110V电压。在本局安装的电压监测仪选用380V、110V两档电压值。

5）仪表大面板装上，表后的挂板螺丝松开拉开挂板后拧紧螺丝，挂表在安装位置。

6）在仪表上面的天线座内拧上附件中的天线，检查是否拧紧到位。

（注意事项：上述操作时应无电操作。）

7）两根电源线接入相应电压的接线孔内，拧紧螺丝。把小面板装上。如不能在无电下接线，应先用绝缘胶带包好线头，不要发生短路，火线碰壳等事故。

监测不同电压，将电源线接入相应的端子内。

RS232为掌抄通讯口。

8）通电后仪表应有显示，观察网络指示灯应闪亮（600ms亮-600ms灭），然后是单闪（75ms亮-3s灭），表示仪表在寻找网络，几分钟后开始双闪（75ms亮-75ms灭-75ms亮-3s灭），表示仪表已成功登陆GPRS网络。在信号不好的地区，可能登陆的时间会长一点，有时达十几分钟。可断一次电，再重新上电，并换用长天线。

9）做好额定电压，上限电压，下限电压，仪表系数，仪表号等参数设定。如果不符合要求应更改，更改后的数值是在设定全部结束后才能生效。否则是不能生效的。注意如果设了密码，在设定开始应输密码，否则参数更改也是无效的。

10）设定后应再检查所有参数正确无误。等一分钟后面板才能以新设定的电压值显示。

11）检查时钟的时间是否当前时间。误差大应当重新设定，应再次检查是否正确。

12）用手机拨打SIM卡的卡号。在一声振铃后，关掉手机。网络指示灯应长亮（0.5s）一下，紧接着继续长闪一下，其余时间都应当双闪。表示网络基本上是通的。

13）服务器软件的安装，并在用户电脑上进行使用测试。

4 结论

通过两年时间的平稳运行，GPRS电压监测仪的应用提高了电压监测数据的准确性、真实性和完整性，有效地减少了管理人员统计和录入数据的时间，加大了分析，便于对合格率较差的监测点制定相应的整改措施，有效地提高了供电电压合格率的管理水平。运行两年一直控制着良好的电能质量，电压综合合格率都超过95％，保证了电网的安全运行。

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电压监测仪范文第2篇

关键词 电压监测仪 运行状况 整改方案 效果 发展前景

一、电压监测仪的发展史及其有关资料

（一） 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。

（二）主要技术要求

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）。

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。

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：①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；②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；③在打印时不得对其他功能产生影响；④可显示年、月、日、时、分、秒，并能自动转换。

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？0%范围内，其综合测量误差rc≤？.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≤？.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？s或每年不大于？min。

二、改造前电压监测仪及其回路存在的不足

（一）仪表本身

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。

（二）母线电压监测仪

2007年7月23日，110kv西演变电站10kv5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。

（三）刀闸、保险

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。

（四）电压监测仪

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。

（五）端子排

端子排的老旧问题，标识不规范。

（六）电压监测仪

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。

三、电压监测仪的改造方案

（一）进行仪表更新

1、更换为第四代智能型电压监测仪，功能更强大。

2、更新后电压监测仪的主要技术指标：

（1）显示值相对误差：

（2）统计精度：≤0.02%

（3）灵敏度：

（4）分辨率：

（5）时钟误差：1s

（6）通讯波特率：19200

（7）功耗：

（8）监测电压：ac（110v、220v、380v）？0%

（9）绝缘电阻：>19m%r

（10）泄露电流：

外型尺寸：230？45？2（mm）挂式

重量：0.8kg

3、对dt7-g设置并进行校验

（二）加装小型断路器

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。

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。

（三）端子排改造

（1）规范微机打印标识，使接线更标准化；

（2）接口更整齐，防止和其它回路误重叠接线；

（3）使实物图和二次接线图更好的吻合，方便了线路的查找。

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.

电压监测仪范文第3篇

[关键词]农村地区；电压监测仪；电网建设；检验方法

中图分类号：TM933.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0087-01

随着农网改造的不断深入，用户对电力系统的要求相比较过去也有了很大程度的提高，当前这种大形势下人民不仅仅要求少停电甚至是不停电的，而且对电网的安全用电已经电能质量的要求也更高了。就目前而言，如何使电能质量能够满足用户需求已成为供电企业首要解决的问题。通过以往大量的实践结果表明，

电压质量高低不仅仅会直接决定用电设备的性能能否达标，也影响电力系统的使用年限是否长久。除此之外，如果电压过高会对电力没备的安全构成威胁，电

压过低则对于电网的安全稳定运行也是不利的，因为相关企业和工作人员需要合理的把握好这个度才行。

一、电压监测仪的具体应用

为了搞清楚这个问题，我们可以从以下几个方面进行分析：（1）合理选用电压监测仪。作为电压监测的重要手段之一，在过去很长一段时间里使用的是走字表底型的电压监测仪（主要用于记录电压时间），它是用电压比较器对来判

断电压是否达标（主要是看电压是否在合理的范围内），另外，有三排走字轮分别累计电压时间―超上限时间、总监测时间与超下限时间。检测出来之后由相关工作人员计算出电压合格率即可。自上个世纪八十年代我国开始使用了统计式电压监测仪，它是以数码管来显示电压的最值 超上下限率等数据。其中一个比较具有进步意义的地方在于用抄MODEM电话线远传替代了人工抄表与电脑抄表的方式。随着时代的进步与科技的发展，近些年来采用了GSM短信与GPRS 的抄表方式，这在很大程度上提高了管理水平和工作效率。而且随着时间的不断推移，具有现代化意义的电压监测已从过去模拟电路朝着到数字电路方向发展。当前的电压监测仪不但可以进行统计仪表是否合格的工具，与此同时已成具有多功能的实时监测与分析的仪表。事实已经充分证明，如果我们在电压监测仪上安装和使用GPRS之后取数起来会非常和方便快捷，这是因为如此，得到了各大电力企业的广泛应用；（2）电压监测仪的工作原理。就一般的说，GPRS电压监测仪主要由交流信号采样，压频转换，有效值运算放大器等共同组成。其中交流采样部分主要使用内部电路与交流高电压的有效隔离。具体地说，就是用坡莫合金的电压互感器实施物理隔离（无任何畸变地），交流有效值运算放大器通过前置的方式进行放大，然后用V-F变换成数字信号。根据当前我国对监测仪的标准规定，采样的电压应当是每秒一次，然后除以六十（一分钟为六十秒）作算术平均来进行基本样本，然后分别记录电压超标的累计时间和最大值与最小值发生的准确时间；（3）电压监测仪的正确安装。结合自身多年的实践经验，应当严格按照几大步骤进行。首先仔细检查仪表外观有无破损现象（包括侧面系数标签和仪表标识）。然后确认SIM卡已开通语音拨号与GPRS，如果没有开通要立即开通。确保已经开通之后，接下来就是将仪表面板打开，插上SIM卡，认真仔细的检查卡座锁紧与否。最后比对小面板内侧的接线图相应指示，以电压的实际值插好型号为S4的跳线。打开接线盖（仪表下方的），左下方的白色方框内是跳线夹。一般地说，插在左侧的是用于监测三百八十伏特、中间监测两百二十伏电压 ，右侧是用于监测一百一十伏电压。再用两根电源线分别接入与之对应的接线孔内，将螺母固定好。倘若在这个时候无法在断电的情况下接线，应用绝缘胶带将线头包好，以免在以后发生短路等安全事故。这些都做好之后，就可以拨号，如果一声振铃后马上关掉手机，此时网络指示灯应当长亮半秒，紧接着长闪一下（以后都会是双闪）。最后就是安装服务器的相应软件了，安装好以后测试成功就可以正常使用了。

二、电压检翻仪的周期性检测

就这一点而言，应当包括以下几个方面。

1、检查外观

首先，要保证电压监测仪的美观，表面不要有任何的污垢与不洁之处，字迹应清楚显示在人们的眼前，各显示器件应安装在正确的地方，如果发现有错误要及时予以纠正并且妥善处理。然后检查仪器名称、出厂编号、制造厂名、通用标志等。最后是要保证电压监测仪的外表面没有明显的涂层剥落和机械损伤现象发生。以及塑料件无变形和气泡现象发生。

2、测试基本安全值

具体地说，首先要测试绝缘电阻。用五百伏绝缘电阻测试仪来测量电压监测仪所有电气回路的绝缘电阻，应在电压施加后一至两分钟之间准确读取绝缘电阻值，其值一定要大于五兆欧。然后测试泄露电流。取检测电压为额定电压的百分之一百一，泄露电流一定不得大于3.5毫安。最后测试介电强度。将一千五百伏正弦交流电压加在电压监测仪的外壳与各电气回路之间，不间断的持续六十秒（也就是一分钟），值得注意的是，试验过程中不应有击穿或飞弧的情况发生。

3、检测灵敏度

众所周知，在检测统计误差的过程中。相比过去，对监测仪电压的上下限（在电压合格区域）的统计灵敏度提出了更高的要求。通常而言，统计灵敏度指的是当电压监测仪在被测电压比设定的电压最大还要大，或者是比最小还要小的直接反映。在不出现意外的情况下，电压监测仪的灵敏度K一定不得大于百分之零点五。

4、测试功率损耗

电压监测仪接到电压互感器的二次侧。通过它反映一次电压的相关参数。鉴于此，监测仪信号输入端的功耗必将会在很大程度上对互感器的负载特性构成直接性的影响。这样一来就会加大互感器二次回路的电压降，从而导致测量误差产生，就这一点而言，检测功耗这一环节必不可少。在正常使用条件下，监测仅自身的功率损耗应不会大于3V・A。

三、结束语

综上所述，随着时代的进步与科技的发展，电压监测仪由于具有方便、快捷而且实用的特点，已经得到各大电力企业的广泛应用。而且通过大量的实践结果表明，随着GPR S电压监测仪的普遍应用，在很大程度上提高了电压监测数据的真实性和完整性，与此同时还很好地减少了管理人员录入和统计相关数据的时间，为将来对合格率较差的监测点进行分析和整改提供了重要依据，大大有提高了供电电压的管理水平。从而保证了电网的安全运行，为大众的日常生活以及生产做出应有的贡献。

参考文献

[1]马玉林，李慧杰.基于PQDIF的集成电能质量监测系统的研究与应用[J].广西电力.2009，（03）.

[2]雷尔美，刘碧波.电压监测仪远程传输系统方案选择与应用[D].第四届全国电力系统无功/电压技术交流研讨会，2010.

[3]张倩.电压监测仪在电网运行中的应用[J].硅谷.2012，（01）.

[4]刘秀敏.智能电力监测仪的研究[D].中国科技博览.2011.

电压监测仪范文第4篇

关键词：电压监测仪；电力系统；电压值；电力系统；供电质量

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0067-03

1 概述

电压监测仪主要针对电网的质量进行检测，它能够对所监测到的数据进行记录和存储，并且按照监测到的时间统计出电压的最大值与最小值，每天都要进行监测，所记录的数据有电压发生的时间、电压监测仪所监测到电压的最值。电压监测仪需要按照一个周期进行检测。

2 监测技术要求及监测条件

2.1 监测技术要求

监测过程中对精度的要求比较严格，在正常运行的条件下，确保电压监测仪在被监测的过程中电压可以控制在一定范围之内，上下不能有太大的差距，误差也不允许太大。对于整个电压值的上限与下限也不能差距过大。对于可靠性的要求，对于监测仪器中所有所使用的原件需要完全按照标准来安装，监测仪无故障时间最好能够达到2万小时。对数据的采集，必须要采集到有效的数据，采集的周期最好是一秒一次，并且能够记录和存储。一分钟可以作为一个统计单位，可以作为代表监测系统。对于安全的要求，在正常的大气条件下，绝缘的电阻不能够小于5Ω了，并且仪器被测试的部位需要承受2500V电压。监测仪器可以在极限的温度下，保证能够持续24小时的工作，能够满足相关的技术要求。对于外观的要求，电压检测仪器的表面需要整洁美观，并且字体最好是清楚醒目，每一个零件都要安装固定，操作需要便捷。保证电压监测仪的表面光洁，不能出现明显的损伤的情况，每个零件的安装都必须要正确，并且要牢固可靠。每一个零件都不能松动，塑料也不能出现变形的情况。

2.2 使用条件

电压检测仪的使用条件有：温度要求在

-15℃～55℃之间，对湿度的要求在20%～90%，对大气压力的要求是79.5～106.0kPa。对工作电压和额定电压的数值要求是100V、220V、380V；工作电压一定会出现偏差，偏差要控制在20%以内，工作电压要在50Hz以内。对于一些特殊情况的极限使用条件，环境温度要控制在-35℃～60℃之间，湿度要控制在90%。

3 检测方法

首先是外观的检查。电压检测仪器不能处在一个工作状态中，才能够进行检查，主要检查的项目有字迹、面板、部件安装等等。面板要保持美观整洁、字迹要清楚醒目、各个部件要安装妥当、操作需要灵活、表面要光洁、塑料不能够出现变形等情况。

其次要进行安全的测试。对电阻的测量，保证电压监测仪处在一个非工作的状态，电源电压的外壳必须是绝缘的，电阻也要是绝缘的，对电阻的大小进行控制，不能小于5MΩ。对电流进行测试，要求电压的额定电压在110V，电压监测仪的电源与外壳之间，电流不能大于0.4MA。

4 功能试验与要求

4.1 基本功能试验

被检验的电压监测仪进行实时监测时，主要检查是否具有统计的功能，是否具有时钟检测的功能，是否能够对时间进行记时，是否能够对时间进行累计，是否能够累计合格率，是否能够记录电压最大最小值和所出现的时间。是否具有通信功能，使用何种方式来通信的，是否按照管理中心对电压的规定来完成的检测，检验电压检测仪器是否具有整点统计的功能，日期是否可以任意设定。被检验电压检测仪器是否具有警报功能，是否能够在年月日时分秒之间进行自动的转换。被检验电压检测仪器是否具有自动恢复的功能，恢复时间是多少，在允许条件之下，能否正常工作。被检验电压检测仪器的短信通信系统是否能够被拒绝和删除一些垃圾短信功能。

4.2 准确度测试

4.2.1 基本误差测试。对电压监测仪器要进行调节，使其额定电压的值在120%以内，并且要将所读取的电压值显示出来，能够计算出实际电压值与额定电压值之间的误差以及偏差的多少。

4.2.2 综合误差测试。设置一个开始的时间，确保电源输出的电压是额定电压，将电压监测仪启动起来，对所监测的电压进行调节，保证电压是在一个被允许的范围内，若是超出规定是不能够被显示的，等到检测时间满10分钟后要立即切断监测电压的电压，查看电压的数值，记录最大与最小的电压值。

4.3 功能要求

4.3.1 数据统计的功能。数据统计的功能，需要按照月和日进行统计，需要充分显示出电压的合格率，能够满足累积的时间、电压超上线率与超下线率以及相对应的累积时间，并且至少能存储三个月，即上个月、当月、下个月，保证每一天的电压值都能够记录出来，能够显示12个月统计的

数据。

4.3.2 统计数据记录的功能。整点数据记录能够具有数据统计记录的功能，并且能够显示至少三个月的整点数据，每一天都要保证是24小时。对统计数据的功能，要及时地记录最大和最小值及其出现的时间，至少记录三个月。

4.3.3 记录停电数据。停电数据的记录，主要记录停电的时间，要显示出至少三个月的停电时间记录表，对停电和来电时间仔细记录。

4.3.4 失电保护。失电保护能够保证电源充足供应，保证后备电源的供电能够充足，保证保护的时间不能够少于一年。仪器在正常使用的情况下，自身就会有消耗，不能小于3A。仪器电源还需要具有自动恢复功能，恢复时间要小于2秒钟。

4.3.5 电压监测仪显示功能。电压监测仪具备一定的显示功能，监测仪一定会显示出所监测到的电压值，显示电压值会每隔两秒钟重新刷新一次，显示的位数是4位，所显示的值不能有太大的误差。并且仪器需要具有独立的通信接口，具有远传的功能。

4.3.6 数据的处理功能。对于后台软件处理的功能可以用三种软件来采集处理，并且必须要按照国家通信的标准来完成监测，所监测到的结果必须要对外开放，这样更加便于调试和维护，能够直接操作后台的软件，对相关数据的参数设置更加方便，对控制参数进行维护。

4.4 电压监测仪试验要求

所有的电压监测仪器都需要按照相关的标准来进行实验，监测的地点必须是国家认可的检测中心，所有的检测必须全部通过，每台监测仪都要通过技术部门的审核，并且要提供合格的监测报告，报告中包括外观的监测、安全性能的试验、运行试验、功能试验、性能试验。

5 结语

最近几年，电网在不断发生改革，并且领域在不断的扩大，在电网工作的过程中，需要对电压运行的参数进行实时的监测，电压监测仪主要就是监测电压变化的仪器。对电压进行监测，主要就是要保证电网运行的安全，保证电压的质量，给用户提供一个优质的电能服务。做好电压监测仪的监测工作是十分必要。

参考文献

[1] 柳艳，彭凯.电压监测仪在电网中的应用及其周期检测[J].科技信息，2008，（35）：414-785.

[2] 陈卫峰，邓小颖，吕天文.基于STC12C5A32AD新型电网电压监测仪的设计与实现[J].仪表技术，2009，（9）：41-43.

[3] 陈卫峰，邓小颖，吕天文.新型电网电压监测仪的组成和驱动程序设计[J].现代电子技术，2010，（3）：131-133.

[4] 李静，李海荣.电压监测仪数据接收故障处理[J].科技信息，2011，（21）：336-337.

[5] 朱遇元，涂萍.网络电压监测仪系统设计分析[J].计算机与现代化，2011，（6）：108-111.

[6] 张靖.电压监测仪在电网运行中的应用[J].硅谷 ，2012，（1）：150.

电压监测仪范文第5篇

关键词:电压监测仪;STC12C5A60S2微控制器;实时时间;交直流变换

中图分类号:TP29 文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2010)03-131-03

Design and Implement of New Voltage Monitoring Instrument Based on STC12C5A60S2

CHEN Weifeng,DENG Xiaoying,LV Tianwen

(College of Physics Science and Technology,Yangzhou University,Yangzhou,225002,China)

Abstract:A design based on micro-controller STC12C5A60S2 is introduced because of the demand of monitoring the real-time voltage on power grid.This system consists of the voltage data acquisition module and the display module,which can display the real time and real-time voltage.It contains the functions as below:warning when the voltage beyond or above the limit and the setting of ratio and system coefficient,and the statistic of the voltage etc.The latest and high effective 1T8051 single chip microcomputer and memory are used to fasten the speed of execution and storage.The program is edited by the high-level language,which contains the subroutines such as initialization of the system and the key scanning,handling of menu and statistic of the voltage.

Keywords:voltage monitoring instrument;STC12C5A60S2 micro-controller;real time;D/C conversion

0 引 言

电压监测系统是对电网电压质量进行监测并自动记录的智能化仪表系统,为统计电压的合格率及其他参数、反映电压质量的管理提供正确的数据[1]。电压监测系统的最小组合为一台智能电压监测仪。通过仪表的使用,即可实现对电压监测点的各种电压参数进行测量并记录,同时给出电压合格率、电压偏高不合格率、电压偏低不合格率等计算结果。电压监测系统的另外┮恢肿楹鲜怯傻缪辜嗖庖羌由系缈ā⑼ㄑ痘及上位计算机等配套设备组成。电压监测仪所记录的数据很多,通过仪表键盘来查询抄录十分耗时耗工,而直接用小打印机打印也有许多缺点和不便之处[2]。本系统可实现电网电压集中监测,并有查询、统计报表、电压越限报警、典型工作日设定、系统变比和电压值误差系数可调整等一系列功能[3]。

1 系统设计

采集模块以高性能微处理器STC12C5A60S2为核心[4],由信号变换、实时时钟、串行通信和大容量串行存储器等模块电路构成。整个系统结构组成如┩1所示。

图1 系统结构

STC12C5A60S2是宏晶科技今年新推出的一款处理器,全面兼容传统的51系列。STC12C5A60S2是┮桓鍪敝/及其周期,增强型51内核,速度比普通的8051快8～12倍。工作电压比较宽,为3.3～5.5 V。增加第二复位功能引脚,并且具有外部掉电检测电路,可在掉电时,及时将数据保存进E2PROM。内部有1 280 B的RAM数据存储器。芯片内部有E2PROM功能,擦写次数达10万次以上。具有ISP/IAP功能,8通道10位高速ADC,速度可达2.5×105次/s,2路PWM还可作2路D/A使用。内部已经集成了独立的波特率发生器,此系列单片机串行通信的速率可以不由内部定时器T1的溢出率来决定,这样可以让T1来实现定时或者计数的功能。此系列的单片机还有双串口的功能,一个串口可以被系统使用,剩下的串口可以用来作系统程序调试信息的输出,避免一个串口被占用的情况下,只能使用I/O口去模拟UART时序的麻烦。

监测系统是弱电系统,而电网电压一般是220 V左右的交流电,不能由系统直接进行测量。必须把测量的电压通过带缓冲器的降压器,降至3～4 V的交流小信号。

降压之后的电压信号为交流小信号,再通过真有效值转换芯片AD536转换成有效值相等的直流信号并输出[5]。

AD536转换输出的直流信号通过V/F变换芯片LM331输出其直流信号所对应频率的数字脉冲,供单片机进行采集,从而单片机计算出直流信号的大小。在本设计中没有采用传统的A/D转换器把模拟信号变成数字信号,而是采用LM331进行V/F变换[6]。

V/F变换的电路图如图2所示。

图2 V/F变换电路图

LM331的动态范围宽,可达100 dB;线性度好,最大非线性度失真小于0.01%,工作频率低到0.1 Hz时尚有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达12 b;电路简单,只需接入几个外部元件就可方便构成V/F变换电路,并且容易保证转换精度[7]。根据上面的电路和数据手册可以得出LM331输出频率的计算公式:

Fout=Vb2.09 VR2+R1R41R5C4

LM331输出的数字脉冲通过光耦TLP521进行隔离,再送入单片机的定时器T1进行计数。定时器T0用来定时,每隔1 s钟单片机在T0的定时中断服务程序中读取T1计数器的值,因为间隔是1 s,所以读出来的值就是LM331输出脉冲频率的大小。由上面的公式可以计算出AD536输出的有效值Vb,进而可以推算出此时测量电网电压的大小[1]。

根据要求,此系统需要记录历史电压。这里选择铁电存储器FM24C512,它是一款容量高达512 KB的非易失性存储器,它采用了先进的铁电处理技术[8]。原理图如图3所示。

图3 FM24C512原理图

FM24C512以总线速度进行写操作,无须延时。┫乱桓鲎芟咧芷诳梢粤⒓纯始,无需进行数据轮询,最高总线频率高达1 MHz。另外,FM24C512具有比E2PROM高得多的写操作次数。而且,因为写操作不需要在内部提升电路写电路的电源供电电压,所以,在写操作过程中,FRAM比E2PROM消耗的功率要低得多。

FM24C512使用I2C通信协议,简化了与微控制器的接口电路。它使用极少的管脚,占用极小的板空间,只使用两个管脚和处理器进行通信,一个是时钟线SCL,另一个是数据线SDA。因为所使用的主处理器没有相关的I2C通信接口,所以只能用两个I/O口去模拟I2C的时序。时序图如图4所示。

图4 FM24C512工作时序图

在记录历史电压时,实时时间芯片DS1302产生的时间作为记录电压的参考[9]。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5～5.5 V。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式┮淮未送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品,与DS1302兼容,但增加了主电源/后备电源双电源引脚,同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力[10]。它与单片机的连接如图5所示。

DS1302与CPU的连接只需要三条线,即时钟线(SCLK)、数据线(IO)、复位线(RST)。相应的时序图如图6所示。

图5 DS1302与单片机的连接

图6 DS1302工作时序图

根据图6,就可以编出相应读取DS1302时间的子程序。

uchar Rd_1302(uchar add)

{

uchar ucda;

Ds_Rst = 0;//先把复位口拉低

Ds_Clk = 0;//再把时钟口清零

Ds_Rst = 1;//把复位口至高,准备写入地址

Input_Byte(add);//设定操作寄存器的地址

ucda = OutPutByte(); //读出相应寄存器数据

Ds_Rst = 0;//把时钟线恢复至低电平

return ucda; //返回读取的数据

}

为了增强人机的交互性能,选用金鹏电子的OCMJ12232液晶显示模块作为系统的显示部分。OCMJ12232的显示方式为点阵图形,可以显示任意图形或者汉字,内带8 192个中文点阵,具有并行和串行两种接口方式。本设计采用了串行接口方式,具有占用I/O资源少,编程简单等特点。

2 流程设计

系统程序由显示模块、按键扫描模块、频率计数模块、记录统计模块、系统菜单模块等组成。在软件编写过程中,记录统计模块较为复杂,其算法为:程序判断是否到了下一秒钟,如果没有则继续采集电压再进行判断,否则进行有关电压秒记录的处理;接着判断是否到了一分钟,如果没有则退出,否则进行有关电压分钟记录的处理;下一步再判断是否到了一小时,如果没有则退出,否则进行有关电压小时记录的处理;以此类推,还

要判断是否满了一天、一个月的情况。其中,还需要判断是否是典型工作日,每个月可以设置三个典型工作日,典型工作日中每个小时的记录都被保存下来,以便用户查看。流程图如图7所示。

图7 软件流程图

3 结 语

本文详细介绍了基于STC12C5A32AD的电压监测系统,适用于0～480 V交流电压的监测。本设计已经完成了设计和调试,并通过了客户的验收,成功运行在电网公司的监控大厅。

参考文献

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[9]朱杰斌.时钟芯片在电压监测仪校验装置中的应用[J].微计算机信息,2006,22(2):288-290.

电压监测仪范文第6篇

【关键词】智能化；电压；监测；IEC61850

【中图分类号】TM56；TP277

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0257-02

0　引言

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站作为智能电网的重要环节，也是今后变电站发展的主要趋势。据悉，国家电网将在“十二五”期间投资建设大量智能变电站，可以预见，在不远的将来，智能变电站将在全国电网系统遍地开花。基于EC61850标准体系的智能变电站在提升信息化、自动化、互动化水平的同时，也对传统一二次设备提出了新要求和带来新挑战。

变电站电压合格率是衡量供电电压质量一个重要指标，是国家电网优质服务的重要内容，也是电监会电力监管的关键指标。传统电压监测仪作为统计电压合格率主要仪表，已经越来越无法满足智能变电站的技术要求。传统电压监测仪的电压输入量均为传统模拟量输入，而智能变电站大量采用非常规互感器，不再提供模拟量输出接口，因此，设计能够适应智能变电站需求，无缝接入电压合格率管理系统，并实现智能化应用的新型电压监测系统是当前非常紧迫的课题。

1　智能电压监测系统功能需求

根据电压监测仪相关标准规范，结合智能变电站技术特点，设计的智能电压监测系统需具备以下功能：

支持对非传统互感器二次输出采样。智能变电站广泛采用了电子式、光纤式等非常规互感器，其一二次转换和二次输出跟传统互感器相比，不论是原理上和形式上均有较大差异，突出表现在二次输出由模拟电信号变为光电数字信号。输出的光电数字信号通过合并单元MU的处理，以IEC61850-9-2等规范和格式上送采样数据。因此，智能电压监测仪必须支持对IEC61850-9-2等协议规范的电压数字信号的分析和解读，实现对智能站电压电信号的采集，从而解决传统的电压监测仪无法接入智能化变电站的问题。

实现采样数据的就地统计分析。传统统计型电压监测仪接入模拟信号后通过模数转换，获得采样数据后进行处理，而智能统计型电压监测仪则从MU单元获得数字信号后无需模数转换，直接进行处理，并实现电压数据监控、采集、统计、集抄、告警和数据远传等功能。

实现智能化高级应用。长期以来，传统仪器仪表功能较为单，越来越无法满足智能变电站建设需求，随着新技术的发展和应用，对其进行技术升级成为可能，通过智能化改造，使其具备智能化特征，从而服务电力安全生产，提高安全效益。提高智能化方面，主要从信息化、自动化、互动化方面进行探索。

具备电力安全防护隔离功能。智能电压监测仪从厂站采样值传输网采集电压数据，将数据处理后再通过信息网上送到电压合格率管理系统，因涉及两个安全控制区，根据相关管理规定，在生产控制大区与管理信息大区之间必须设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向单向安全隔离装置，因此电压监测网还需考虑电力二次安全防护问题。

实现电压合格率统计报表功能。电压合格率的基础管理工作的载体是各种报表的制作，采集和存储的电压数据，需要进行统计分析，实现终端测点管理和配置，统计查询、报表自动生成、终端远程维护，工况信息监视和告警事件查询等功能。

2　项目总体架构

2.1　项目架构

智能变电站电压监测系统由智能电压监测仪、Ⅱ区电压前置子系统、正反向隔离设备、数据库与WEB服务器、以及通讯系统组成。智能变电站电压监测接入总体结构图1所示：

2.2　安全防护与安全隔离

安全Ⅱ区与Ⅲ区间横向隔离根据二次安全防护规定需采用单比特硬件隔离装置。Ⅱ区与Ⅲ区间横向隔离部署在变电站侧，由于主站系统中统计处理子系统与前置子系统间需双向交互，所以应采用正向、反向隔离装置。

2.3　与合并单元交互

智能型电压监测仪与合并单元间的物理接口为光纤以太网接口，通过遵循IEC61850规范的网络交换机进行数据交换。接入母线的电压信号，每段母线有独立的电压合并单元，通过多模光纤经交互机送至智能电压监测仪。

3　电压监测原理及功能设计

3.1　电压监测原理

智能型电压监测仪通过间隔层网络从合并单元获取IEC61850—9-2母线电压的波形采样数据，经过计算、统计得到电压合格率数据，再进行存储、显示，最终通过网络上行通道与主站系统通讯。数据流向及原理如下图所示：

3.2　电压监测数据处理流程

电压监测仪采集到数据后，根据《DL／T　500-2009电压监测仪技术规范》相关要求，对电压监测统计十二项指标进行计算、统计、存储。监测仪软件的统计分析过程，遵循以下流程：

3.3　电压监测仪的功能实现

采集功能。能够遵循／EC61　850-9-2规范获取一个合并单元的三个电压通道波形采样数据，按照10周波数据进行积分运算得到电压有效值。

统计功能。按照《DL／T　500-2009电压监测仪技术规范》要求进行电压合格率的统计，分别按照日和月进行统计：合格率、超上限率、超下限率、统计时间、合格时间、超上限时间、超下限时间、最大值、最大值发生时间、最小值、最小值发生时间、电压平均值，共十二大项。

通讯功能。与合并单元通讯，通过100M／1000M自适应以太网接口与合并单元按照IEC61850-9-2规范进行数据交换。与主站通讯通过100M／1000M自适应以太网接口与主站前置机进行通讯。

存储和显示功能。存储容量满足1分钟间隔、30～90天存储周期的要求，月统计数据及季统计数据可保存一年以上，并具有可扩展性。掉电后数据存储可在10年以上。存储数据可以通过装置面板方便读取和显示。

告警功能。监测仪具有各种事件记录并提供上报功能，能够记录测点来电、停电及越限记录。

维护功能。支持现场或远程维护，包括bash，busybox，tinylogin，telnet，ftp，scp等。支持远程参数设置，如上下限值、结算日的远程设置。

远程升级功能。电压监测仪可以响应远程升级应用程序指令，接受对升级数据，自动更新装置程序。

运行记录。能够自动记录监测仪复位记录，监测仪停电记录，包括停电发生时间、持续时间，按日、月统计的累计停电时间及停电次数，电压异常记录。

自检和自恢复。通过装置自检程序，循环自检，一旦发现异常可以通过设置软启动进行装置重启，恢复设备正常功能。

以上功能的均可通过成熟的软硬件构架实现，构架图如下：

4　智能电压监测系统的特点

1、完全遵循智能变电站标准体系，按照IEC61850规范接入的智能型电压监测仪，实现对智能变电站电压监测，解决了传统的电压监测仪无法接入智能化变电站的问题。

2、商性能的软硬件平台、数字化智能化接口，具备扩展监测谐波、简谐波、三相不平衡度、波动与闪变等电能质量指标的能力。传统的电压监测仪只能监测电压合格率指标，一方面不具备扩展其他电压相关指标的检测能力，另外一方面由于其采用固定模拟通道输入方式，无法扩展采集电流信号的能力，更不具体监测电能质量中与电流、功率等相关的指标。

3、减少周期性校验复杂度，可以轻松在现场完成校验工作。智能型电压监测仪为纯数字化处理，不像传统电压监测仪那样需提供高精度的标准源来校准模拟器件老化、衰变而引起的误差，只需通过数字化校验即可。

4、智能型电压监测大大提高了维护性、稳定性和可靠性。一方面，智能型电压监测仪整机除电源外全部为弱电系统，在安装调试、维护过程中均不需要直接涉及传统的PT回路，提高工作的便利性和工作效率，降低事故概率。另外一方面仪器整机为数字化部件，稳定性和可靠性方面都要比传统的电压监测仪有很大的提升。

5　结论

智能型电压监测系统根据智能变电站特点，在传统统计型电压表的基础上，采用新技术，实现对IEC61850-9-2电压数据的直接采集和处理，采用单比特硬件隔离装置隔离安全Ⅱ区和Ⅲ区，将电压数据上送到电压合格率管理系统，并实现信息化、自动化和互动化高级应用，从而实现对智能变电站电压采集和管理。

参考文献

[1]Q／GDW　383—2009，智能变电站技术导则，国家电网公司，2009—12—25，

[2]国家电力监管委员会第5号令，《电力二次系统安全防护规定》，2004—12—20

电压监测仪范文第7篇

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关键词：重金属在线检测；C8051F060；恒电位仪；BDD电极

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.1.008

引言

随着工业的发展，重金属对水质的污染越来越严重，微量的重金属就可以使人体产生中毒和其它危害症状，实时在线监测水质重金属的含量成为当务之急。光谱、质谱、中子活化、分光光度等几种方法在连续监测及现场测定方面受到很大限制，电化学伏安法[1]得到的是直接可以测量的电信号，仪器设备简单，易于实现自动化。以电化学分析方法作为测试方法，开发研制低成本、高精度、实时在线连续监测的仪器是环境监测发展的必然趋势。

水质重金属监测仪结构及工作原理

水质重金属自动监测仪包括简单信号发生器、恒电位仪[2]、弱电流采集处理部分、三电极体系、单片机系统及外扩部分、泵阀的控制部分、上位机及人机界面，整体结构图如图1所示。该检测仪中的函数信号发生器输出的电压通过恒电位仪加载到三电极系统，使工作电极（WE）的电压精确保持在需要的电压上，采集对电极（CE）与工作电极（WE）回路产生的微弱电流信号，并记录过程中的伏安曲线，并通过上下位机记录存储处理数据。根据电化学溶出伏安法，曲线中峰电流的大小在一定条件下与被测离子的浓度成正比，峰电位与被测离子的种类特性有关，从而定性定量地分析出重金属离子的种类和浓度[3]。

简单函数信号发生器的设计

函数信号发生器有几种实现方法，可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，但是功能较少，精度不高，调节方式不够灵活，也可以利用专用直接数字合成DDS芯片[5]的函数发生器，能够产生任意波形，但成本较高。

为了给恒电位仪提供多种类、易实现的电压信号，设计了一种简单可行、精度高、成本低的简单函数信号发生器。该系统利用C8051F060单片机的I/O口模拟SPI通信口来控制16位高精度数模转换芯片DAC8831[6]，DAC根据预先输入的D/A控制字将数字信号转换成模拟电压信号，结合外部运放可以实现单极性（0～VREF）和双极性（-VREF～+VREF）两种输出模式，恒电位仪中使用有正负两种极性的电压，故采用双极性输出。

恒电位仪设计

恒电位仪就是维持参比电极与工作电极之间的电位差恒定的电子设备。把工作电极接虚地，可以防止寄生信号的干扰，从而提高了电路中电流和电压的稳定度和精度。这样恒电位仪就变成了保证参比电极没有电流流过的前提下，把参比电位加到比较器的反向输入端，在运放的同向输入端加控制电压作为基准电位，运放的输出端接对电极形成电压闭环负反馈调节系统。反向输入端的电位随同向输入端的电位变化而变化，因此同向输入端电压恒定时，电极中电流变化时，参比电极电位相对于工作电极电位任何微小变化均将为电路的电压负反馈所纠正，从而达到自动恒定的目的[7]。

弱电流采集处理

检测仪的软件设计

检测时序

检测仪上下位机通过Modbus协议[10]进行通讯，完成仪器检测整个过程。时序流程图如图4所示。

提高检测仪的检测能力

通过软件的编写控制DAC芯片产生不同的电压扫描波形[11]：线性、差分脉冲等波形[12]，为了提高仪器检测重金属离子的检出限，采用差分脉冲电压扫描方式消除背景电流的影响，提高监测仪在检测低浓度重金属溶液的能力，差分脉冲波形如图5所示。

在Keil软件中编制差分脉冲扫描部分软件如下：

void scan（uint dac_begin，uint dac_ end，uint speed，uint step，uint dac_basic）

{

adcnum0=0；

控制精度测试

通过调整电压数字量来改变模拟输出电压值，使用Thurlby 1905a对系统电压Vout输出端进行检测，预设电压与实测电压数据对比如表1所示。

由表1分析可知，系统Vout输出电压可以实现-4.096V～+4.096V连续变化，且实际误差小于等于0.2%，分辨率也可达到1mV，完全满足恒电位仪中高速扫描对线性度、稳定度及分辨率的要求。

测试实验结果

在0.1mol/L的盐酸电解质下，测试不同浓度的重金属铅离子溶液响应的伏安曲线和线性度如图6所示。

由检测结果可知，设计的重金属监测仪测试的重金属铅离子溶液时有明显的伏安曲线响应，检测浓度可以达到0.2ppm，实现了低浓度水质重金属的电化学方法检测。

结论

通过实验结果数据得知，自行设计的基于C8051F060的重金属检测仪实现了实时自动在线、价格低廉、检测速度快、检出限低等特点，在国内研究实时自动在线的水质重金属检测仪领域开辟了新路径。

参考文献：

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电压监测仪范文第8篇

关键词：变电站；直流系统；绝缘监测仪；自动巡检

中图分类号：TM934

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）16-0110-02

电力系统中直流系统采用对地绝缘运行方式，直流系统一点接地故障属于严重缺陷，必须及时处理，否则当发生两点同时接地时，可能造成保护装置和安全自动装置的误动作和拒动，烧毁保险，造成直流回路断线。因此，当发生一点直流接地时需要有一套装置给运行人员提示的告警信号，这就要求该装置必须能对直流操作电源系统进行在线监测，当某一点发生接地时，立即发出报警信号，工作人员在得到信号后立即查找并排除接地。直流系统绝缘监测仪应运产生，但是大部分的装置不能自动适应两段直流母线的分、并列运行方式，一般采用在二次接线上利用手动开关或母线联络开关辅助接点切换停运一套装置的接地方式，有的甚至不设置手动开关，通过断开一套装置接于直流母线的熔断器而停运装置。总结以前装置的缺点，新乡科海电气成套有限公司研制了KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪，并在各个电厂及变电站得到了广泛应用。目前，我班组所负责维护的变电站中，直流系统全部是正负110V电压。其中220kV兆通变电站、220kV正西变电站和220kV陈庄变电站应用了KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪。此装置使用智能性好，人机交互方便，但是应用过程中产生了新的问题。此问题就是它在自动巡检时会引起直流电压的变化，而且变化幅度很大，已经对直流系统的运行造成了影响，以下将做详细分析。

1　装置工作方式及引起电压变化的原因

分析

1.1　工作方式

该装置具有三种检测方式：自动巡检、平衡巡检、不平衡巡检。平衡巡检是利用平衡电桥及各支路的漏电流传感器，检测母线及支路的接地情况；不平衡巡检是利用不平衡电桥检测；而自动检测主要是利用平衡电桥进行检测，当有接地发生时，平衡电桥被破坏，系统将自动启动不平衡检测，以准确检测出接地支路及其接地阻抗值。在自动检测的工作方式下，设备每月定时（但是厂家人员现场整定为2个小时）进行一次零点扫描（本装置采用磁调制原理，做成有源传感器，当一次侧有电流变化或有电流冲击时，会发生剩磁变化，这种剩磁变化会造成电流、电压放大器及A/D转换器的直流偏移，导致选线装置零点不断漂移，需及时调节装置的零点及传感器特性，才能保证监测仪的精度及稳定，以消除漏电流传感器的零点误差。现场实际测量直流母线电压的结果表明，当装置进入自动巡检时，电压开始不断变化，持续数分钟。

1.2　原因分析

直流系统是对地绝缘的系统，也就是正负极之间的电位差是个恒定值，当系统未发生接地时正负极电位处于平衡状态，即与地之间的电位差相等。然而绝缘监测仪的零点处是接地的，该零点处与直流母线之间的等效阻抗随着剩磁变化和零点调节而变化，而且变化范围很大，当装置进入自动巡检时，该零点处与直流母线之间的等效阻抗开始变化，这就破坏了直流系统正负极之间的平衡，正负极之间的电位差恒定，那么正负极各自对地的电位差就会变化。现场实际测量，正极对地电位变化范围是20V至200V，负极对地电位变化范围是-20～-200V。这过程持续数分钟。

2　直流电压变化对电力系统稳定运行的影响分析

2008年220kV兆通变电站发生一起由继电保护人员误操作引起的一条220kV线路跳闸事故。该起事故的经过是，该继电保护人员改完定值后用万用表测量压板电位时，他首先用带电的压板上口测试万用表的良好性，此时他误用了万用表的电流档位，相当于将压板上口接地，直流系统一点接地，引起了事故跳闸。通过现场反复模拟验证，得出了结论：只有当直流绝缘监测仪进入自动巡检时，且负极电压变化到-160V～-200V之间时，将压板上口接地就会造成了跳闸。对此做了严格的原理分析，跳闸原理图如下图所示，图中，1和2分别表示压板下口和上口；其他保护是指母差保护、断路器保护等；安全自动装置是指联切装置、远切装置等。

为了防止直流一点接地造成跳闸事故，在220V直流系统中，一般要求跳闸线圈两端电压在达到160左右时才能跳闸。当直流系统未发生接地时，如下图所示，当2处发生接地，跳闸线圈两端得电压差为110V，不足造成跳闸。当直流系统绝缘监测仪进入自动巡检时，当直流负极电压变化到-160V至-200V之间时，跳闸线圈两端得电压差为160V至200V，足以造成跳闸。

从下图中可以看出只要线路保护、其他保护和安全自动装置后至跳闸线圈任何一处发生直流接地时，当直流系统绝缘监测装置进入自动巡检时就会造成跳闸事故。线路保护、其他保护和安全自动装置后至跳闸线圈所经环节多，其中端子箱处是发生直流接地概率最高的地点。可见，直流系统绝缘监测仪在实际运用中还存在着严重的隐患。

此外，直流系统绝缘监测仪进入自动巡检，引起直流电压变化时，直流变化量还会启动录波器，而且录波时间长达数分钟，这时电力系统如果发生故障，录波器就会丢失关于此次故障的录波。

3　结论及建议

鉴于KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪在实际运用中还存在着隐患，并且还影响着录波器的运行，提出以下建议：

第一，当装置发出直流接地告警时，运行人员应立即停运直流系统绝缘监测仪。

第二，将录波器的直流电压量启动录播的定值合理化，直流系统绝缘监测仪进入自动巡检时不应启动录波。

第三，将直流系统绝缘监测仪进行升级，发出直流接地告警后立即自动永远停止自动巡检程序，直至接地故障消除后。

参考文献

[1]　新乡科海电气成套有限公司． KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪技术说明书[S]． 2005．

电压监测仪范文第9篇

【关键词】高精度电流表 避雷器 在线监测仪 误差分析 应用

在电力系统中，氧化锌避雷器在线监测仪在使用过程中是与氧化锌避雷器配套使用的，在使用时将其串接在接地回路中。监测仪中的毫安主要在监测运行电压环境中利用漏电电流进行使用，它在使用过程中主要的目的是对避雷器是否已经受潮、内部元件是否已经发生劣化及老化进行判断。监测仪中的动作计数器在使用过程中主要是对过电压次数进行记录。因为在线监测仪在使用过程中与氧化锌避雷器的稳定运行直接相关，所以对它性能好坏进行判断是非常重要的。在日常检修工作中有关避雷器在线监测仪的试验通常情况下是在离线的条件下进行的。首先将接地回路中的避雷器拆离，在拆离的过程中不仅要对工作存在的安全因素进行考虑，同时要对工作过程中会耗费的检修力量进行考虑。这无疑使工作的安全性得到了增加。本文在这样的背景下，对基于高精度电流表的避雷器在线监测仪的实际应用进行探讨，同时对误差分析进行研究，下面就让我们一起走入本文的研究之中。

1 在线监测仪的误差解析

校验试验应该在在线监测仪正常运行的前提下进行，研制的校验专职一定要具有两种性能：首先要对泄漏电流的毫安表进行反映，其次主要用作电压次数动作技术器。在校验装置研制成功之后用于避雷器在线监测仪误差的分析。

1.1 概要的装置原理

在线情况下，为了能够对避雷器的泄漏电流进行准确的测量，与其并联的电流表的内电阻一定要比监测仪的内电阻要小，这样才能利用高精度电流表对电流值进行测量，同时判断在线监测仪本身的电流值是否与其相近。高精度电流表在使用过程中需要与在线监测仪避雷器接地端并联，将从监测仪中分流下来的泄漏电流进行测量。高压发生器主要在模拟雷击过电压中应用，如果出现高压应该对在线监测仪的动作计数器进行观察，看它是否会发生动作。

我们应该结合高精度的要求对其进行考虑，与以往的经验相结合，我们在实际工作中使用的是FLUKE专用电流表，为了使内电阻可以比避雷器在线监测仪的内电阻小，我们在电流的选择过程中针对几种FLUKE电流表进行了实验，通过试验我们最后选择了电阻最小的某规格的电流表，将这种标准数显电流表作为研究过程中测量校验装置的电流表。将已经选好的电流表作为测试装置，使测试装置能够保证低内阻与高精度；在研制过程中主要需要将动作计数器校验实现。在电流输出端的作用下，同时对离线校验避雷器在线监测仪进行操作；将交流电和直流电为仪器提供电源，检修范围得到了扩大，校验装置在不同等级电压测量中都是使用的。

1.2 设定监测方案

避雷针特有的在线监测，主要是辨识电流表泄露出来的电流。通过查验变更着的这种电流，来判别避雷器现有的总状态。惯用的监测方式，包含总体范畴内的泄露查验法、阻性电流特有的三次谐波法、检测中的补偿法。若发觉了相间干扰，通常应能测定相间电容，为此应当安设某规格的软件。然而，电压表征出来的高次谐波，还没能消除这一影响。

采纳数字化特性的测定方式，就会潜藏着细微误差，它表征为相角误差、对应着的幅值误差。这样的状态，来自处理器自有的采样误差，密切关联着采样频率、预设的分辨率。

为此，把总泄露电流特有的监测方式，与阻性基波特有的电流法整合在一起。采纳某规格下的变压器、体系架构内的采集卡，实现在线态势下的监测。

2 避雷器在线监测仪的安设及运用

我们选择了多个变电站对在线监测仪校验装置展开了深度的试验，试验过程中同时包括在线监测仪和校验装置之间的接线问题以及具体试验的全过程等。

2.1 安设的总体框架

采纳了PCB特性的电路板，当成在线监测仪依托的系统。模拟器衔接着的器件，被布设在电路板固有的中上侧。数字电源及独立架构下的电源走线，预设了单点接地这样的布设方式。传感器固有的接口、规模偏大的插接件，都布设在体系架构中的边缘方位，便利了接续的焊接及衔接线路。为抑制住分信号线特有的共模干扰，安设的每路信号，都依循平行布线这一总体规则，妥善予以衔接。

2.2 解析电流表的精准度

首先，对避雷器和在线监测电流表对避雷器持续电流所测量的电流值进行比较，同时对监测仪电流表的精确度与准确度进行进一步的分析，图2为试验接线图：

首先，连接测试线一段与在线监测电流表上端，同时连接试测线另一端和在线监测电流表下端。将电源打开之后，对开关设置进行转换，将其设置为“电流校验”，与此同时将“电流切换”切换至“1mA”，这时仪器液晶显示器会将输出电流显示出来，同时将其与被测在线监测电流表进行比较，如果电流一致即为合格。

2.3 模拟实验依循的流程

进行雷击模拟试验，通过试验使在线监测电流表发生动作，图3是具体的试验接线图。

首先，连接测试线一段与在线监测电流表上端，同时连接试测线另一端和在线监测电流表下端。将电源打开之后，对开关设置进行设置，设置为“动作校验”，与此同时按“动作测试”按钮，这时仪器会发出响声，同时在线监测电流表指针会出现连续的动作，这就证明了在线监测电流表是正常的。

3 检测得来的数值解析

3.1 模拟雷击关联的数据

在110kV、220kV、500kV场地中，我们所做的；雷击模拟试验都能将动作计数器性能的好坏进行准确的反映。此外，雷击模拟试验也可以将表计的好坏直接反映出来，不会受到现场电场的影响。

我们在数据分析的过程中认为，电压等级越高，设备受到现场电场的影响就会越大，从这一点来看，为了使设备测试精度得到进一步提高，我们应该积极的将抗干扰措施做好，这项工作的进行可以对微机型继电保护装置抗干扰方面的措施进行参考与借鉴。

3.2 泄漏电流关联的数据

在变电所中对三个电压等级进行监测，即110kV、220kV、500kV，监测数据如下所示：

110kV场地：校验仪测到的泄漏电流值与在线监测仪所测数据在基本上是一致的；220kV场地：校验仪得到的数据与在线监测仪所测数据同110kV场地相比误差要大一些；500kV场地：校验仪测到的泄漏电流值与在线监测仪所测数据与220kV场地相比误差要更大一些。

由以上数据我们可以看出，电压的等级越高，所测试验值与在线监测仪数据相比存在的误差就越大。在此基础上我们可以这样认为：设备准确性受到现场电场的影响很大。

4 结语

本文中所研究的系统主要选择使用的电流表是FLUKE电流表，在研究过程中与自身雷击模拟发生装置相结合，在这样的情况下，通过避雷器在线监测仪进行的校验实验就成为了可能，对各种电压等级情况展开了相关试验，并且试验均取得了圆满的成功，工作时间得到了大大的缩短，同时工作效率也得到了明显的提高。但是我们应该清醒的认识到，通过试验之后的分析我们可以看到，试验准确度会受到现场电场强度的严重影响，这一问题需要我们在今后的工作中进行不断的探索，进而使其得到根本性的解决。

参考文献

[1]陈中楣，吴英俊，刘帅，翁晖，毛永铭. 基于高精度电流表的避雷器在线监测仪校验装置的研制与应用[J].工业控制计算机，2012（05）.

[2]崔涛，曾宏，刘吕娜，许安，严结实.串补电容器用避雷器在线监测装置的设计[J].电瓷避雷器，2013（04）.

[3]易柏年，胡东.一种变电设备绝缘在线监测校验装置的设计[J].水电能源科学，2013（11）.

[4]吕泽承，邓雨荣，张炜，邬蓉蓉.光纤通信技术在容性设备及避雷器监测中的应用[J].电力信息与通信技术，2013（09）.

[5]赵斯b.浅谈氧化锌避雷器测试仪器的校准[J].河南科技，2014（06）.

作者单位

电压监测仪范文第10篇

【关键词】自动检定；指针式仪表；数字式仪表装置；电压监测仪

随着科学技术的高速发展，电测量仪器也在不断地向数字化、智能化、高度集成化、可程控化、多功能化发展。但是随着现代通讯技术的发展，许多仪器配备多种通讯接口，从外部用计算机可以对其进行控制和读数，这就为电测仪表的自动检定带来了契机[1，2]。

1、指针式仪表的自动检定

按照JJG 124-2005《电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程》的要求，电测量指示仪表的检定方法一般是通过一台标准源输出相应电量使指示仪表的指针指向某一刻度线，读取标准源的读数（一般化为格数）与指针指示的刻度值，并计算两个值之差，根据指示仪表的等级判断是否合格。这样一套系统用来检定指示仪表。成本过高，而且性能也不够稳定。所以，现在指示仪表的检定一般采用半自动：取消成像系统，由人工来观察表针示值，手动调节标准源，使指针指示在某一刻度线上，以手动确认使系统进行下一个点的检定。系统自动计算误差，判断是否合格，并出具报告。

2、数字式仪表装置的自动检定

数字式仪表装置自动检定系统结构框图中最主要的部分可归纳为——控制源的输出，自动读取原始数据，所以其关键技术和难点是通讯方面，即对仪器实现程序控制。随着科学技术的发展，同类型产品的通讯协议也在不断改进，在控制装置输出这一块就相对较复杂。

2.1数据库的应用。为了使系统具有高的扩展性和可移植性，使程序不会因修改仪表类型或修改测试参数而需要重新编码，就要充分利用数据库的优越性，将各种型号仪器的程控命令、测试参数都存储于数据库中而非固化在程序流程中.使系统的数据部分与测试部分独立运作。系统可采用OFFICE办公软件里的ACCESS数据库组件，将检定需要用到的各类参数、函数关系和程控命争等数据保存在数据库相关的数据表和对应的数据字段中，把对各种数据的分类，分别存放于不同的数据表中，通过各数据表之间的关键字，使各个数据表之间的数据能够相互关联，并且保证数据的唯一性和安全性，减少数据冗余。在建立新的检定方案时，通过设置，将此方案需要用到的新参数和关系写入数据库中。

2.2通讯设计。自动检定系统中的通讯设计主要负责PC机与标准仪器及被检仪器的通信，包括驱动设备、发送控制命令及接收原始数据。不同仪器设备的通讯协议存在差异，当然控制程序也不相同，将各类仪器的通讯设计函数用以仪器型号命名的数据表格形式写入数据库中，在设置了仪器的型号、表源模式、运行模式、波特率、延时等参数后，通过调用数据库中仪器控制所需的函数和过程，实现仪器的在线检查、系统同步处理、设置仪器初始值（例如接线方式、输出电量）或控制仪器进行某项操作（例如暂停、中断、输出等）、接收仪器回送信息、查询仪器状态等自动操作。

2.3检定过程及数据管理。根据规程的规定，仪表装置的检定流程是控制源（标准源或被检源）发送不同检定项目各量程的数据到表中，即根据选定仪器的检定项目执行自动检定。并把从被检仪器中读回的数据与标准装置中读回的数据进行比对，计算误差，根据被检仪器准确度等级和规程定义的超差公式判断是否合格，并将不合格点用特殊颜色标记；提示检定人员干预，同时自动保存检定数据和结果。每台仪器的检定数据可根据仪器编号等形式命名存储在特定的数据表格中，供将来查询或将数据库中的数据转移到按照仪器的检定项目预先编制的检定证书模板中，生成标准检定证书。对有功率检定的项目中，功率是电流电压选择性的组合，并不是所有电流电压的组合，需要在数据库中查找所检功率对应的编码来更改证书模板中的编码，避免数据转移时出错。

2.4主程序设计。主程序是整个软件系统的框架，它作为整个系统人机交互的主要部分，是数据的中转站，被测仪器的各项参数需要通过它定位到数据库，而数据库中的数据信息也需要通过它传递给测试模块，通过调用测试程序完成资源管理、驱动调用、数据处理、报表生成以及其他用户接口的功能，最终得到检定结果。

3、电压监测仪自动检定技术

电压监测仪可对多种电压信号进行采集、显示、分类统计，是电力系统监测、考核电网电压质量的必备手段之一。为了确保电压监测仪记录的准确性，需要定期对其基本误差、综合测量误差、电压监测总时间、电压超上限时间、电压超下限时间、灵敏度测试、谐波影响等项目进行检定。电压监测仪的检定项目除了电量准确度的检定外，还有综合测量误差、灵敏度等与前面所述的仪表装置的检定不同的项目，所以自动检定的实现也比较复杂。灵敏度检定：在统计误差的检测中，对电压监测仪在电压合格区域的上、下限点的统计灵敏度提出了要求，统计灵敏度是指电压监测仪在被测电压超越其设定的电压上、下限值时的反映能力。软件控制硬件系统自动调整输出值，当被检表开始报警或从报警状态停止报警，请按“Enter”键确认当前的输出值，依次测得下限返回值、上限启动值、上限返回值和下限启动值，自动计算灵敏度并显示。

4、结论

电测仪表装置自动检定技术的应用不但使检定过程更加客观、公正，科学规范，提高了检定质量，避免了人工过程的失误。而且减少了数据抄写、计算等重复性劳动，大大降低了劳动强度，提高了检定效率。

参考文献

[1]尤丽华，陶晓.量表精度自动检定仪的研制[J].工具技术，2009，43.