电能质量的全过程监测和预防检修

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。