摘 要：介绍了监测电能质量的一种新技术，全过程监测及其工作原理，该新技术为计算机技术和测量仪器的结合，通过连续跟踪监测、收集、记录、存储电能质量的信息，建立起系统电能质量的数据库，辅以相应的通信软件和分析软件，在供配电系统和用电设备运行失效之前，捕获到早期的故障信息，以便于安排预防检修。
关键词：电能质量；监测；预防检修
电能质量与国民经济的各个部门和人民日常生活有着密切的关系和重要意义。电能作为一种商品，具有它本身的特殊性，电能的生产和消费必须同时进行，且电能的生产、传输和使用设备必须紧密地连接在同一电网上。因此，作为电力部门的产品——电能的质量，不仅与电力部门有关，而且与成千上万的电力用户有关。
电能的质量，通常以供电电压的频率、偏移、波动、闪变、间断、塌陷、尖峰、谐波洹⑷嗖黄胶舛群透咂蹈扇诺认钪副昀幢碚鳌５缒艿闹柿浚唤鋈【鲇诜⒌纭⑹涞绾凸┑缦低潮旧恚执ひ祷难杆俜⒄梗尤牍玫缤陌氲继寤涣髌骱头窍咝愿汉桑不崦飨缘馗扇呕蚪档团涞缤械牡缒苤柿俊ＲＶす玫缤械缒艿闹柿浚匦胗傻缌ι棵藕徒尤氲缤械墓愦蟮缌τ没Ю垂餐ΑＮ吮Ｕ瞎┯玫缢降暮戏ㄈㄒ妫Ｖさ缤陌踩诵校さ缙踩褂没肪常匦爰忧康缒苤柿康募嗖夤芾怼?BR>连续收集、记录、存储电能质量的信息，可以帮助供电公司在规划中正确地改善供用电系统的基础结构，提高系统运行的稳定性以及合理地扩大系统的容量和确定投资水平。
供电公司和工业用户都已建立起相当规模的供用电基础结构和设施，当供用电系统发生故障或被损坏，需要更换的情况下，无论供电公司或工业用户都要承担巨大的经济损失。
随着现代科学技术的发展，电能质量监测的新技术——全过程监测的出现，使电能质量监测的意义赋予了新的内容。通过全部时间内连续的跟踪监测，建立起表征电能质量的，真正有用的数据库，在供配电系统和用电设备运行失效之前，捕获到其早期的故障信息，以便在毁灭性打击之前，提醒人们对供、用电设备的运行状态进行调整和预防检修。
1 全过程监测
1.1 全过程监测的必要性
已有的电能质量监测仪品种虽然较多，但所记录的数据只能是局部和片面的，真正有用的信息往往难于捕获到。例如，1997年7月2日夜，天津某公司大型电弧炉配套用的静态无功补偿装置(下称静补)发生TCR电抗器闪络和三次滤波器烧毁个别电容器的故障。7月20日晨，该套静补装置又发生了更大的故障，该公司被迫停产，停产期间产值损失达4亿5百万元。事故后华北电力科学研究院迅速派员参与研究分析，提出了静补装置在修复期间保证电弧炉能迅速恢复生产的具体措施。经过3个月的运行，证明所采取的措施正确有效。静补装置虽已恢复正常运行，但在事故中毁坏严重，事故原因至今不明。如果进行电能质量全过程监测，把有用的信息记录下来，经过综合、对比和分析，在这些配用电设备运行失效之前，捕获到其早期的故障信息，及时调整系统的运行状态和提前检修，有可能避免这两次事故的发生。
要把监测电能质量的各种仪器同时安装在一起使用，不仅费用昂贵，而且在时间和空间上也是有困难的。本文提出的全过程监测新技术，可以解决这一问题。全过程监测仪能够提供电能质量全方位各种参数的综合测量，与以往各种形式的监测仪相比，所需费用较低。另外，全过程监测仪能不断自行调节门槛阈值电平，以便使记录事件的捕获速率与存储器容量相匹配，实现全过程监测和记录。
1.2 全过程监测仪的主要特征
1.2.1 测量宽度
全过程监测仪具有测量电能质量全面指标的能力，其中包括，电压和电流有效值、阻抗，与电力消耗有关的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、位移因数、最大需量、电能以及电压偏移、电压频率。对于暂态干扰能够监测下列3种事件：
Ⅰ 类事件：在0.5 ms～10 ms之间的电压瞬变；
Ⅱ 类事件：在10 ms～2 s之间的电压干扰；
Ⅲ 类事件：大于2 s的有效值电压事件，如下陷、隆起和中断等。
全过程监测仪还能监测三相电压不平衡、电压波动和闪变，系统中接地回路电流、母线电压和线路电流的各次谐波分量幅值和相位，总谐波畸变率(THD)和谐波功率流向。
1.2.2 测量深度
全过程监测仪采用高速数字信号处理器，在每一个基波周期中可以测量各种有效值以及基于同一周期的其他各项参数，逐周期地测量，连续记录存储，不丢失数据。对于电压和电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、最大需求功率、真功率因数、位移功率因数、总失真度，三相不平衡度、频率、波动和闪变等参数，可获得长时间累积图。所记录的数据，主要以电子文件方式输出(包括文本形式和图象形式)，故而提供了以各种有效途径交流信息的机会。全过程监测仪可方便地以电力容差曲线为背景作出各种事件的记录。工作人员可以快速而且容易地按事件发生的时间或性质，在已记录的图象中找出所要的事件。全过程监测仪具有监测参数阈值的自适应功能，门槛电平可根据事件活动出现的几率不断地自行调整，无需工作人员干预，即可保证监测仪在监测期间能捕捉到最需要的事件。数据的收集和分析，报告的编写可以由全过程监测仪的轮询软件等来完成。
全过程监测仪所获得的数据，可以形成各种参数指标的、完整的数据库。通过将过去的数据与现在的数据进行比较，可预见事故可能发生的时间，对已变质的供用电设备状况预先报警，在设备损坏之前，进行调整和检修，即预防检修。
2 系统结构
在已有的配电站设计中，用于开关柜的安装式仪表传统设计只提供电能消耗和有效值的参数，没有表征电能质量或谐波的表计。现有的便携式电能质量监测仪，虽然测量仪器与计算机的外围设备(如键盘、磁盘驱动器和CRT等)结合起来了，但没能成功地利用目前遍布于国家机关、企事业单位、金融和商业系统的个人计算机(PC)网的特点，来简化数据的传输、整理、分析，以及报告的编写。电能质量全过程监测仪能综合监测电能质量的各方面指标，而且紧密地与个人计算机相连接，充分利用现有计算机网的作用，可以经济方便地安装在供电公司的变电站或者用户配电站中。用以太网能够连接安装在供电区和用户基地上的关键位置的各台监测仪。如果监测仪安装在较远的现场，可以通过电话线和调制解调器来通讯联系。全过程监测仪的原理方框图如图1所示。
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