综合电力监测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的综合电力监测方法和装置是根据电功与电功率的相关性，应用计算机技术，采用把电功对时间微分的方法，计算出电功率，从而简化了测量系统的结构，降低工程造价百分之五十左右。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于电力系统监测、监控装置领域，适用于发电厂(站)，变电所的工况测量。目前国内外电力系统监测装置在完成反映运行工况的电参量包括有功功率P(t)，无功功率Q(t)，有功电量Wp(t)，无功电量Wq(t)，电流I(t)，电压V(t)等测量时，采用的原理框图如图一所示。图中有功功率、无功功率、电流、电压分别通过相应的变送器转换成直流信号，再通过A/D模数转换成数字量，用计算机采集处理。采用上述方式存在如下问题1、以测量原理和方法讲，由于采用等周期采样，用采样点的瞬时值来代表整个采样周期的其它瞬时值，而其它点的瞬时值可能与采样点的瞬时值偏差较大。2、无论被监测值是否有变化，或变化快慢，都要以同样的周期采样。3、由于采用了大量的变送器，使系统结构复杂，环节增多，施工维护量大，工程造价高，易造成事故，限制了监测装置的普遍应用。我国目前绝大部分60KV以下的变电所和小型发电厂还未能装上自动监测装置，直接影响电力系统的安全运行和经济调度。本专利技术的目的是提供一种不需功率变送器而完成功率采集的微机负荷综合电力监测的方法和装置。为实现上述目的，本专利技术的具体技术措施如下图(4)表示脉冲电度表产生的脉冲序列，脉冲周期△t与脉冲周期内的平均功率P的关系为P＝ (W)/(△t) -(1)上式中W表示脉冲电度表每个脉冲所代表的电量，是一个常数，△t表示脉冲周期。所以，只要能测出每一个脉冲前沿时刻ti，进而通过计算相邻两个脉冲前沿的时间差△t＝ti+1-ti-(2)就可以根据(1)式计算出平均功率(P)。由计算机、脉冲和脉冲时间间隔采集接口、A/D模数转换接口，开关量输入输出接口，标准通讯接口电路，电压变送器，有功脉冲电度表，无功脉冲电度表、和实时多任务的操作系统，应用软件包组成的综合电力监测装置。完成有功功率、无功功率、电流、电压、有功电量、无功电量的采集。不需要功率变送器而实现了对电力系统的监测。下面将结合附图详细描述本专利技术的细节。附附图说明图1为已有技术的框图，其中(1)是计算机，(2)是A/D接口，(3)是脉冲采集接口，(4)是电压变送器，(5)是有功功率变送器，(6)是无功功率变送器，(7)是电流变送器，(8)是有功脉冲电度表，(9)是无功脉冲电度表，(10)是电力系统工况。附图2为本专利技术的综合电力监测装置原理框图，其中(1)是计算机，(2)是脉冲及脉冲时间间隔采集接口，(3)是模数转换接口，(4)是电压变送器，(5)是有功脉冲电度表，(6)是无功脉冲电度表，(7)是电力系统工况。附图3为脉冲及脉冲时间间隔采集电路原理框图，其中(1)是计算机，(2)是带清零端的D型触发器，(3)是八输入端与非门，(4)是三输入端或非门，(5)是八输入端与非门，(6)是三-八译码器，(7)是八位锁存器，(8)是放大整形电路，(9)是机械式或电子式脉冲电度表。附图4中，ti，ti+1……分别表示脉冲电度表中产生的第i个脉冲前沿的时刻，(p)(t)表示电功率曲线，曲边梯形的面积表示每一个脉冲所代表的电功，是一个常数，P表示在ti+1、到ti+2时间内的平均值△t＝ti+1-ti现在参见附图2，附图2中的D型触发器的D端通过限流电阻接Vcc，放大整形电路的输入端接脉冲电度表的信号输出端，经整形后的脉冲输入到D触发器时钟端，(3)、(4)、(5)共同组成一个192个输入端或门扩展电路，(5)的输出端接到计算机的INT端，来自脉冲电度表的脉冲前沿使触发器翻转，在Q端产生一个下降沿，经(3)、(4)、(5)后产生一个中断信号，计算机响应中断后立刻通过译码器(6)产生一个清零信号，使Q端变成高电平，开放中断扩展电路，接着计算机一方面将相应的脉冲量累加，完成电功测量，一方面通过内部时钟读得当前时刻ti+1，完成并减去前一个脉冲前沿的时刻ti，求得相邻两个脉冲的时间差△t。再通过一个除法运算P＝ (W)/(△t) 计算出△t时间内的平均电功率。无功功率Q与有功功率的测量原理及方法完全相同。电流I可通过下式加以计算I=P2+Q23V]]>其中P为有功功率，Q为无功功率，V为电压。应用上述方法的该装置配备的脉冲及脉冲时间间隔采集接口，能够以中断方式实现对192乘M(M等于计算机提供的外设中断口数量)路的来自脉冲电度表的脉冲量分别累加，以实现电量的采集，同时把每一脉冲前沿对应的时刻ti精确地记录下来(其误差不超过1毫秒)，并通过计算机处理，计算出两个相邻脉冲前沿的时间差△t。上述的脉冲及脉冲时间间隔采集接口，采用了脉冲放大整形电路，带清零端的D型触发器与三级门电路组成中断扩展电路。来自脉冲电度表的脉冲经放大整形后输入到D触发器的ClOk端，D输入端经限流电阻接Vcc。Q端接373锁存器，Q端接八与非门的一个输入端，CLE端接三八译码器的输出端。脉冲电度表发出的脉冲经整形放大后，其前沿使触发器翻转，Q端产生一个负跳变，经三级门电路后产生一个中断信号，计算机响应中断后执行相应的例行服务子程序，一方面通过三八译码器产生一个清零信号，使Q端恢复到高电平，开放中断电路。一方面通过内部时钟读得当前时刻ti+1，并减去前一个脉冲前沿的时刻ti，求得相邻两个脉冲的时间差△t。根据电功率等于电功时间微分的原理，采用把脉冲电度表每个脉冲所代表的电量除以两个相邻脉冲的时间差△t所得到的平均电功率代替离散采样的瞬时电功率的方法，取消了传统测量装置所需的大量的有功功率变送器，无功功率变送器，简化了测量系统的结构。该监测装置，可以实现电力系统遥测、遥信、遥调、遥控。除实现变电所当地监控功能外，还可以与上级调度中心联网、构成SCAD系统。此种采集方式可以与现行的变送器采集方式兼容，故可互为备用，从而使系统的冗余度大大提高。该监测装置采用了计算机误差补偿技术，实现了对脉冲电度表的线性进行补偿，提高了电度量的测量精度，使通过该方法测量出的电功率精度高于电度表的标称精度。如电度表的标称精度为1.0级，电功率的测量精度可达0.5级。应用本专利技术可产生如下明显效果①取消传统的测量装置所需的有功功率变送器、无功功率变送器，电流变送器及安装变送器所需的变送器屏。②节省安装变送器屏所占的主控室面积，解决了老变电所由于安装变器屏而需要扩建主控室的问题。③省掉了连接变送器所需的大量控制电缆，减少施工量一半以上。④由于不涉及到二次回路，避免了由于在二次回路上作业造成的事故，减少了二次回路的负载，提高了测量精度。⑤工程费用减半，并节省运行维护费用。⑥对于重要的测量点，可以与变送器采集方式互为备用，可以使系统的冗余度大大提高，确保测量的准确性、可靠性。以一个变电所有20条线路为例，按常规装置需20块有功功率变送器，20块无功功率变送器，20块电流变送器，两列变送器屏，1.200米连接电缆。功率变送器每块按1.000元计算合四万元，电流变送器每块按300元计算合陆千元，变送器屏按陆千元计算，合壹万贰千元，电缆每米按8元计算合玖千陆佰元，总计节省人民币陆万柒千陆佰元，不包括节省主控室面积和安装等费用。权利要求1.一种综合电力监测的方法，其特征在于以中断的方式将来自脉冲电度表的脉冲量分别累加，以实现电量的采集，同时把每一脉冲前沿对应的时刻ti精确地记录下来，并通过计算机处理，计算出两个相邻脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合电力监测的方法，其特征在于以中断的方式将来自脉冲电度表的脉冲量分别累加，以实现电量的采集，同时把每一脉冲前沿对应的时刻ｔｉ精确地记录下来，并通过计算机处理，计算出两个相邻脉冲前沿的时间差△ｔ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：娄志仁，许云峰，
申请(专利权)人：许云峰，娄志仁，姜云程，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]