電氣自動化設備檢測裝置創新設計與應用

李長安

摘要：本文所研究的電氣自動化裝置監測儀，主要參考《DL500-2009》中關于電氣自動化裝置監測儀使用技術條件的相關要求，并參照電力執行標準中對于電氣自動化裝置監測設備在精度方面的要求，設計了一套能源供給和監測載體一體的檢測設備。本文所設計的檢測設備，充分利用現代電子技術、計算機技術、遠程通訊技術等當代前沿科技實現對于單相電氣自動化裝置監測儀的遠程檢測 [1]。從電氣自動化裝置監測系統的構成、工作原理、實現功能、性能指標及檢測流程等方面，對電氣自動化裝置監測儀的檢測裝置系統結構進行了介紹。

關鍵詞：電氣自動化裝置監測儀;檢測裝置;系統架構

1電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的系統構成

本裝置的主要功能是實現單相電氣自動化裝置監測儀的遠程實時檢測，具有系統一體性、高精度性等特點，設備的電源供給通過DDS（直接數字頻率合成技術）所產生的呈正弦波形的數字電氣自動化裝置信號實現，進而能夠實現電氣自動化裝置信號頻率及幅值的實時調整。其供能原理是：將電源信號引入16位D/A數模轉換模塊和濾波模塊，進而得出與需求相同頻率和幅度相同的模擬正弦波形數字電氣自動化裝置信號，再通過功率放大電路將其變成0.05級精度50Hz的220V標準電氣自動化裝置作為電源。在設備的控制系統中裝高精度的工頻交流數據采集裝置（該裝置由FPGA和12位高速AF模數轉換模塊構成），同時系統中還設置有GPRS/GSM遠程通訊模塊，控制中心就可以通過GPRS/GSM模塊向FPGA發送相應的命令從而實時控制輸出電氣自動化裝置的值;同時，GPRS/GSM模塊還能將設備輸出端的電氣自動化裝置情況實時反饋給控制中心，從而使監測人員能夠隨時掌握設備電源供給情況，進而進行實時調整。在日常工作過程中，電氣自動化裝置監測設備需要進行檢測時，控制中心通過GPRS/GSM模塊發布開關命令到FPGA控制器，實現電氣自動化裝置監測設備在市電和標準電源之間進行任意轉換[2]。

2電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的主要功能及特點

本裝置能夠實現實時遠程控制輸出電氣自動化裝置的值，調解控制范圍在標準輸出值±10%之間，進而實現對市政用電不同的監測需求;本裝置能夠把電氣自動化裝置的上、下超限時間進行詳細記錄，從而能夠為電力部門對市政電網的統計監測提供有效參考;本裝置的接口中有RS232接口，能夠便捷實現電氣自動化裝置監測裝置的數據通訊，同時裝置的系統中擁有數據比較分析功能，能夠把電氣自動化裝置監測裝置所監測到的數據利用RS232模塊傳輸給設備，再將實測數據與監測數據進行對比分析，即能發現所監測電氣自動化裝置的工作狀態是否正常。本裝置擁有遠程的通訊功能，裝置本身裝有GPRS/GSM通訊模塊，利用該模塊的遠程通訊功能實現設備對于輸出電氣自動化裝置的實時條件，進而對電氣自動化裝置監測設備進行調節;本裝置使用的供能電源能夠實現遠程程序控制，輸入電源的頻率和幅度都能夠進行調節，且其諧波畸變率比較低;本裝置的輸入電氣自動化裝置可以進行調節，調節范圍為45Hz～55Hz，且其線性度較好。

3電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的構成及性能指標

3.1電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的構成

電氣自動化裝置監測裝置的基本結構中有GPRS/GSM遠程通訊模塊，從而能夠有效實現裝置遠程通訊的需求;裝置具有RS232接口，能夠實現裝置與PC之間、電氣自動化裝置監測裝置本身的數據傳輸功能;裝置的輸入能源為0.05級的標準電氣自動化裝置，并且能夠在一定范圍內進行調整;裝置還配備有LED顯示系統[3]，實時顯示監測裝置輸出電氣自動化裝置的頻率和幅值;裝置還配備鍵盤接入端口，可以實現手動調節監測裝置輸出電氣自動化裝置頻率和幅值;裝置配備電氣自動化裝置切換模塊，實現市政電氣自動化裝置和標準輸入電氣自動化裝置之間的隨時切換;裝置還有AD模數轉換模塊（12位），能夠對輸入電氣自動化裝置進行實時收集;裝置裝有模擬放大電路，能夠實現對由FPGA所產生的正弦信號功率進行放大。

3.2電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的性能指標

本裝置的標準電氣自動化裝置頻率為50Hz，其頻帶寬度為45Hz～55Hz，其調節的細度為0.01Hz;電氣自動化裝置相位調節范圍為0.00～359.990，且其調節的細度為0.010;本裝置的系統時間能夠依據手動或者遠程遙控手段進行即時設定，而且在一般正常工作狀態下裝置的時間精度應小于0.2秒/天，在斷電狀態下時間精度應小于1秒/天;裝置能夠設置具體電氣自動化裝置進行測試。如果電氣自動化裝置的調節出現問題，則可通過裝置中的遠程校準模塊進行電氣自動化裝置調節，通過監測電氣自動化裝置和校準返回電氣自動化裝置之間進行比對，若其誤差不超過設定電氣自動化裝置的±10%，則測試成功。

4電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的結構及工作流程

4.1電氣自動化裝置監測儀檢測裝置的系統結構

在電氣自動化裝置監測裝置的系統構成中，最為關鍵的部分是0.05級單相程控電氣自動化裝置源和GPRS/GSM遠程通訊模塊;裝置中的程控電氣自動化裝置源則由程控信號發生器（主要為FPGA控制控制器）、（16位）D/A數模轉換模塊、濾波電路及功率放大電路構成，而裝置中的（12位）A/D模數轉換模塊則用于收集輸出端220V標準電氣自動化裝置，并通過GPRS/GSM遠程通訊模塊將數據傳回控制中，進而進行監測比對。

4.2檢測裝置的工作流程

電氣自動化裝置監測裝置通過遠程通訊模塊將命令傳遞給執行模塊，進而控制裝置進行電氣自動化裝置檢測，并利用模塊切換將裝置監測的電氣自動化裝置轉換到裝置終端的標準電氣自動化裝置輸出端，此時再利用裝置的RS232接口把檢測到的數據實時傳輸出去。當遠程檢測裝置收到數據后，裝置就會把傳輸數據與監測數據進行比較。若比較結果的誤差在系統允許的范圍內表示該裝置處于正常工作狀態，此時裝置所傳輸回的結果可認定為“合格”;若比較結果的誤差在系統允許的范圍外表示該裝置處于異常狀態，此時裝置所傳輸回的結果認定為“不合格”。與此同時，這些比較結果都會被傳輸到控制中心服務器中，工作人員就能夠按實際需求對電氣自動化裝置檢查裝置的精度進行校準。

結束語

檢測裝置在將校表狀態和電氣自動化裝置數值傳回控制中心的同時，還會把該裝置的機器ID號傳回，此時若該裝置的工作狀態存在異常，工作人員就能夠通過ID號快速定位到出現異常的裝置，從而進行及時的、有針對性的處置，這樣就省去了排查異常設備所耗損的人員和物資成本，進而提高了電氣自動化裝置監測裝置的工作效率，避免錯檢、漏檢情況的出現。

參考文獻

[1]王莆，楊子力，等.便攜式電氣自動化裝置監測儀智能檢測裝置工作原理及使用注意事項[J].電力設備管理，2018，9.

[2]臧景茹，王晶晶，等.關于電氣自動化裝置監測儀全自動檢測平臺的研究[J].華北電力技術，2017，9.

[3]郭晶，季愛明.NRSEC3000在電氣自動化裝置監測儀安全防護中的應用[J].電子設計工程，2015，17.