【摘要】：随着综合自动化的发展，交流采样装置已经取代其他指示仪表和电测量变送器，被广泛应用于变电站的远动、继电保护、综合自动化等系统。通过在电力系统中的应用表明，应用交流采样方法开展数据采集，然后经算法运算后能够得到电压、电流、有功功率、功率因数等电力参数，这种方法具备较好的稳定性和准确性，因而对交流采样测量装置进行现场检定具有重要意义。
【关键词】：交流采样；测量装置；现场检定
引言
社会在发展，时代在进步。电网容量越来越大，尤其在工业，经济发达的地区尤为明显。对多功能电参量测试仪器的要求也随之越来越高。多功能电参量测试仪器如何快速准确地采集电压、电流、功率、功率因数等各项参数并且对这些参数进行实时监控和管理己经成为了至关重要的问题。
1.交流采样测量法
伴随着计算机的普及，智能仪器和网络化测试技术的发展，测量仪器仪表的内容和设计方法有了较大的改变。目前测量仪器中普遍使用计算机技术。采样测量技术也应运而生。这种测量技术利用了大规模集成电路A/D转换器，同时更多的利用了微处理的软件和测量算法，完成了被测信号的测量。更优越的是采样测量技术应用于仪器设计中，使仪器的功能大大增强。而且硬件更加简化。
采样测量法也可叫做数字采样测量法，英文为DigitalSampleMeasurement（DSM）。从采样测量理论和技术的发展历史来看，同步采样法、非同步采样法及准同步采样法都日趋完善，并且大量用于电力系统变电站二次仪表和设备当中，工业三相三线、三相四线多功率电能表及电器测试的实验仪器中也都采用了这些理论和技术。其他采样法也都是在针对这三种方法的特性基础上提出的，目的是提高运算速度，解决测量精确度于运算速度的矛盾等。现在对参数的测量方法主要有模拟电路测量法和采样计算式测量法两大类。
交流采样测量法，即依据一定的规律进行被测信号瞬时值的采样，再通过一定的数值算法求得被测电参量的值或其它参数值。交流采样法与直流采样的主要差别是利用软件功能替代硬件功能，测量准确度和测量速度是是否采用交流采样法的两个条件。
2.交流数据采集系统
2.1采样定理
交流数据采集过程所遵守的规律称取样定理。采样定理能够表示采样频率和信号频谱的关联，其可以作为连续信号离散化的根据。采样定理的形式有很多种，目前应用最为广泛的是频域采样定理和时域采样定理。依据采样定理，最低的采样频率至少是信号频率的2倍。基波的频率为50Hz，谐波为100阶次，信号频率为5kHz。所以采样频率为10kHz。
2.2数据采集系统程序
交流系统交流侧电气性能参数采集系统的软件设计的主要程序语言是LabVIEW。LabVIEW中的VI程序由二部分构成:前面板、程序框图、VI图标/连线板。前面板作为VI程序的操作界面，其主要功能是作为VI程序的交互式输入以及输出端口，前面板的创建一般适由输入控件以及显示空间共同完成的。输入控件包含按钮、旋钮、转盘等输入装置，利用输入空间进行仪器输入装置的模拟，从而为程序框图提供数据；显示控件主要有显示灯、图表等显示装置，其是模拟仪器的输出装置，主要作用是现实程序框图所获取或者生成的数据。
2.3数据采集系统程序前面板
前面板控件位于前面板控件选板上的输入控件和显不控件可用于创建前面板。控件的种类有:数值控件、图形、罕符串、数组、枚举控件等等。
2.4数据采集系统程序框图
LabVIEW内有多种控件，每个控件用直线相连。完成了前面板创建以后，可以利用程序框图进行源代码的添加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆程序框图主要是由各类图形化源代码集合而成，其主要负责VI程序运行方式的控制。程序框图代码是采用图形化代码来进行程序框图对象的控制。
3、交流采样测量装置现场检定
交流采样测量装置基本误差的检定采用标准装置的输出值与被检装置测量值直接比较的方法进行。装置测量值应读取上传数据口的厂站端读数，读取装置显示值时要对站端后台监控机显示的测量数据同步进行核对。交流采样测量装置现场基本误差检定分在线（实负荷）检定和离线（虚负荷）检定。在线检定是指使用标准装置对现场的交流采样测量装置实施在运行工作状态下的在线测量比较，给出被检交流采样测量装置有校准点的误差；离线检定是表示在离线状态下采用标准装置进行现场交流采样测量装置的检定。
3.1交流采样测量装置现场离线（虚负荷）检定
将三相标准源、标准表以及控制系统组合成一个检定装置。检定时先把三相交流电源电压输出并接，电流输出串接连接至被测交流采样测量装置和标准表，控制系统与标准表、交流采样测量装置和检定装置用RS232通信线或其它通信方式连接起来，检定装置输出电量接入标准表，所测得的值通过通信线路送到控制系统作为标准量Ex；交流采样测量装置测得电量作为被测量Exc，然后通过误差计算公式对采样装置的基本误差进行计算。
基准值是为了规定交流采样测量装置的准确度而作为参比基准的值。对于单相输出的测量装置，基准值就是输出量，是输出范围较高标称值与较低标称值之差。对双向输入的测量装置标称值是单相输入标称值的1/2。
在进行基本误差检定过程中，被测量值是通过多种通信方式传输到检定装置的控制系统，因此，交流采样测量装置的通信规约必须与检定装置的控制系统通信规约一致。
3.2交流采样测量装置现场在线（实负荷）检定
（1）在线检定过程中三相的交流电源需要改为线路的PT、CT二次端，控制系统无法对PT、CT起到作用。
（2）在线检定是对负荷点的基本误差进行测试比对，不可以认为的对检定点进行设置。
（3）在进行在线检定时经常会出现负荷不稳定的情况，在低电压线路中负荷不稳定的情况更加明显，采取的通信规约不同时所获得的测试数据方式也有差别，其时间也不定，从而会出现交流采样测量装置测出的数据和标准表测出的数据（进行误差计算时）有可能不是同一个数据点，也就是说所测得的误差可能不同步。
（4）由于测得数据存在非同步性，如果负荷波动大于2%/min或者谐波占比大于10%时，这种情况下检定数据仅仅只能当作参考，若需结果更为精确，就需要在负荷变化较小时（负载电流低于标称电流的10%）或功率因数低于0.5时用离线检定方式进行。
（5）当被测量稳定后，进行不少于3次的测量，取其平均值作为测量结果。
结语
传统的交流采样测量装置监测方式为周期性现场校验，该方式存在着运行管理粗放不规范、工作效率低、故障发现及排查难度大、监测时效性差等问题。随着数字技术的发展和集成电路水平的不断提高，数字采样测量技术会越来越展示出在高准确度测量领域的优势，特别是在交流信号测量领域会大有用武之地。
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论文作者:刘恩慧
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
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