電力監控系統研究

摘要：電力使用狀況是評估機臺生產狀況的參考因素之一，文章所述研究使用電力監控系統建立設備安裝及量測，進行搜集生產設備滾壓與液壓式沖壓機的生產信息。文章使用電力生產設備作為量測，并建立電力量測系統量測與安裝作業流程，介紹系統連接與相關機臺設定以及協助個案公司對生產設備了解分析生產時所產生的相關問題。

關鍵詞：電力監控系統；量測系統；量測設備；電力生產設備；沖壓機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM723 文章編號：1009-2374（2015）29-0009-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.005

1 量測系統與設備簡介

電力使用狀況是評估機臺生產狀況參考因素之一，本研究使用電力監控系統建立設備安裝及量測，進行搜集生產設備滾壓與液壓式沖壓機的生產信息。通過搜集的電力參數經由GPRS系統傳輸后，協助搜集出在信息及判斷生產異常的時間點與情況。

2 量測設備簡介

本研究使用的監控設備為PA310電表，作為電力參數等數據搜集，并利用GPRS模塊板應用于遠距離傳輸信息，比流器為提供量測設備電流的參數功能。

2.1 PA310電力量測儀器

其設計應用于一般單、三相系統的電力監控與負載調查，可長時間記錄不停電作業的電力負載狀況，具有量測范圍寬廣、裝置方便、雙向計量和標準通訊接口等特點，其規格如下：輸入電壓：相對相電壓96～418V；輸入電流：CT?10（60A），可選配CT?16（100A）、CT?24（200A），最大可達400～1000A；輔助電源：AC～110V/220V；額定：<0.001Ib；頻率：50/60Hz；接線方式：自動判斷，可接1P2W、1P3W、3P3W-2CT、3P3W-3CT、3P4W；通訊：RS485，half duplex isolated、Baud Rate：9600，19200、通訊協議：Modbus；輸出：Wh；雙向計量：kW、kWh、kVAR、kVARh；負載記錄：2組，第一組最多可存12種資料，第二組最多可存8種數據，每一種數據、儲存時數最多達104天（以每15分鐘一筆的狀態下）；量測值：VA-N，VB-N，VC-N，VL-Nave；VA-B，VA-C，VC-A，VL-Lave；IA，IB，IC，Iave、PFA，PFB，PFC；kWA，kWB，kWC，kWtot；kvarA，kvarB，kvarC，kWtot，kVA，kVAB，kVAC，kVAtot；Wh+，Wh-，VArh+，VArh-，Vah；Hz；kWh精度：

PF=1，<0.5%；PF=0.5，<1%；尺寸：110（W）×75（H）×120（L）mm；操作溫度：0℃～50℃；接線端子：2×10，符合IP20。

2.2 GPRS通訊板

當手機撥號時，訊號傳遞首先連上BTS，再繼續傳到BSC以及MSC。BSC（Base Station Controller）又稱企業全能服務器，一臺服務器包含企業電子化的軟硬件。BTS（Base Transceiver Station）又稱為基站收發臺，其主要功能是進行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立。Zigbee又稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸的無線網路協議，主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網絡節點、支持多種網絡拓撲。MSC（Mobile Switching Center）主要是作為網絡間交換功能服務器，將傳送進來的撥號信號交換到另一個MSC或公眾有線電話，進行整個聯機系統的建構。

2.3 CT夾（比流器）

主要用于量測電流與連接儀表和保護組件，并可將大電流以一定比例精確地轉換成較小電流。一般要求不嚴苛時，兩種用途可共享一具CT。

3 系統操作步驟

此步驟應用于搜集完電力參數或第一次設定機臺，相關的機臺讀取分析數據與改變設定，提供讓管理人員或維修人員后續作業。

第一，目前使用RS485轉232，轉接器與PA310電表必須要有電源供應，此時轉接器上電源顯示燈應為啟動，PA310電表屏幕顯示為啟動。

第二，將轉接線接上PA310電表。

第三，接上USB至計算機，待數秒后計算機屏幕右下方出現額外驅動訊息。

第四，打開軟件，使用2.26版與4.0版，兩版本都可以將數據讀取出來，而4.0版增加相序圖可供判斷接線是否錯誤。

第五，打開軟件后點選聯機，數秒后聯機下方紅色區塊換顯示成綠色，且電表序號時間會提供，將鮑率設定為9600或19200的顯示。

第六，若為第一次開啟電表設定，選擇左下方圖示PT以CT比率改寫，設定完后必須再點選一次設定，電表才會記錄，如圖2所示：

第七，正常狀況軟件會依照目前接線情形判斷顯示其狀態，若是實地接線，計算機顯示判斷不正確，可以對軟件進行修正，修改完畢之后需再次點選接線方式設定，以得到正確數據。

第八，若要改寫機臺記錄時間，先點選下方Load Profile設定，之后點選時間，設定完之后需再點選確認一次。

第九，機臺設定完畢后，讀取之前所記錄的數據，先點選下方Load Profile基本數據，設定要讀取數據筆數之后點選Read and Save，就可以將資料讀出，讀取時轉接器上顯示燈會閃爍，讀出數據放在LP Data數據夾中，以Office Excel呈現數據。

第十，讀取完數據之后即可關閉軟件，之后拔取USB連接線，并將轉接器的電源供應關閉，數據未讀取完畢或機臺未設定完畢之前，不可直接拔除USB或是關閉電源和切斷機臺與轉接器的聯機等，以防機臺數據存取錯誤或是設定錯誤。

4 系統分析

第一，先點選LP Data文件夾，選擇.scv檔案，前面第一段為電表序號，之后是讀取日期以所選取Group，方便使用者在尋找與使用時判斷。

第二，開啟檔案后第一列為讀取時間，下方則會以起始程序中所選取資料排列。從圖3可以知道，在2013年7月22日下午1點48分開始進行量測，量測間隔為1分鐘讀取一筆數據，如圖3所示：

第三，在分析時依照所需數據和量測目的選取，并分析機臺運作功率消耗，了解機臺消耗過程有無異常

狀況。

第四，選取kWh（interval），并選擇適當時間與量測范圍進行分析，選擇完畢之后可以使用折線圖或是其他所需圖示以方便判斷。

參考文獻

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作者簡介：陳顏基（1983-），供職于丹東東港供電局，在讀研究生，研究方向：電力安全監察。

（責任編輯：周 瓊）