电力仪表设计应用参考

关键字：电力仪表，电气参数测量，电能消耗统计，电能质量分析，状态监视及控制。 随着信息技术和计算机技术的不断发展，目前电力仪表已经有简单的电气参数测量设备转变为集测量、监视、控制、分析和通信为一体的智能设备终端。此时，当我们在进行配电系统的设计时，根据需要实现的系统应用功能选择合适的电力仪表则成为我们必须考虑的问题。 现在的电力仪表都可以实现哪些应用功能呢？带着这个疑问，就让我们以斯威尔电气提供的SWL303电力仪表为例详细说明吧。 应用功能一：电气参数的测量脱离了电气参数的测量，我们则不能把这个设备叫做电力仪表了。毕竟电力仪表的鼻祖还就是测量电气参数。目前的电力仪表（或者我们常说的智能电力仪表）可以实现单个间隔丰富的电气参数测量。仪表在采样的原始数据（三个电流和三个电压）基础上，可以依此计算成或者是衍生出频率、功率因数、功率等更多的电气参数。例如：SWL303的基本电气参数就包含了三相电流和平均电流三个相电压和平均相电压，三个线电压和平均线电压�各相功率因数和系统功率因数�系统频率各相有功功率和总有功功率、各相无功功率和总无功功率、各相视在功率和总视在功率因此我们可以发现，一只电力仪表可以实现对一个电气间隔电气参数的全面测量。 功能二：高精度的电能计量以前的时候，我们要实现对用电设备电能消耗的统计，第一反应就是装上电度表。需要统计有功电能消耗就装个有功电度表，需要统计无功电能消耗就装个无功电度表。现在这些电能消耗的统计功能都被集成到电力仪表里面了，不仅如此，还得到了升华。我们以SWL303的电能消耗统计功能为例。它可以实现四象限电能消耗统计：�输入有功电度、输出有功电度、净有功电度、总有功电度�输入无功电度、输出无功电度、净无功电度、总无功电度电能消耗统计数据可以通过脉冲的方式输出，也可通过通信的方式输出电能消耗精度达到0.5级，完全满足企业内部电能消耗统计的要求。可以说是在只安装电力仪表，而不用单独增设电度表的情况下实现企业电能量的管理。功能三：电能质量分析这个功能在以前是被大家忽略的，为什么呢？因为大家早年对于电能质量关注不够，基本停留在能把灯点亮、把机器转起来的要求上。而现在谐波干扰设备越来越多、尤其是精密用电设备越来越多，这些精密用电设备对于电能质量要求更高。在这种情况下，我们开始越来越关注电能质量的问题。随着微处理器技术的不断发展并被应用到电力仪表上，现在电力仪表可以实现一些电能质量分析的功能。以SWL303-X-C仪表为例，其具有如下功能：�三相电流、电压不平衡度�各相电流、电压2~31次谐波各次谐波含量，电流电压总谐波畸变率�K系数、波峰系数、电话谐波因子等功能四：状态监视及控制电力仪表在实现上述功能的同时，集成了数字量输入功能和继电器输出功能。它们可以派什么用处呢？数字量输入即对开关量信号的采集，通过此接口我们可以用电力仪表监视断路器的分闸、合闸状态，弹簧的储能状态、断路器的故障信号（接点输出）等。我们用电力仪表在现场采集这些信号，并通过通信接口把这些信号传送给监控主机，这样在监控主机的显示界面上就可以看到电气间隔的这些状态信号了。继电器输出可以派什么用处呢？它有两个用途：1）遥控输出（遥控合闸、遥控分闸）电力仪表的两个继电器输出，可以用其中一个作为遥控合闸的命令输出，一个作为遥控分闸的命令输出。但是这个遥控的输出是必须和通信接口配合使用的，毕竟没有通信网络，则遥控的桥梁无法搭建哦。2）越限告警输出我们前面说到电力仪表可以测量丰富的电气参数，我们可以利用这些电气参数和继电器输出实现该参数的越限告警。例如：我们可以在仪表上设定，当电流超过4.5A的时候告警，并同时输出告警信号（继电器常开接点闭合）。同样的道理，其他电气参数也可以参与告警功能、告警可以是过上限告警，也可以是低于下限告警。除了电气参数可以参与告警外，数字量输入也可以驱动告警。我们以SWL303-X-4DI-2DO-C为例，此仪表具有4个开关量输入和2个继电器输出。 同时，我们还要清晰的知道，电力仪表都可以配置上通信接口，通过通信接口，我们可以把仪表的所有电气参数测量数据、电能消耗统计数据、电能质量分析数据、电气设备状态信号共享给监控主机或者第三方监控系统。 综上可以得出结论：当我们在一个电气间隔准备安装电力仪表的时候，我们要清晰的知道，它起码可以实现上述的的4个功能。 换一个角度，我们从用户需求的角度再重述一下仪表的应用。当我们想对用电设备进行电能消耗的统计，此时可以用电力仪表来实现。我们再通过通信网络，就可以构建电能量管理系统了。我们想对电源进线或者某重要进线间隔的电能质量进行监视，则可以通过安装电力仪表来实现。我们准备构建一套电力自动化系统，并通过此系统实现对电气间隔的遥控操作，此时我们可以用电力仪表的继电器输出功能再配上通信接口来实现。不过在做此设计时，断路器必须具有电动操作机构。那就更不用说，如果我们要对某电气间隔的电气参数做一个全面测量的话，电力仪表则成了我们首要的选择。 结束语：上述文字我们介绍了目前电力仪表比较常见的应用，也是目前主流电流仪表能够实现的应用功能。电力仪表的一个重要优点就是它基于微处理芯片的硬件平台，可以通过基本的数据采集实现广泛的应用功能。其他功能还包含：波形捕捉、剩余电流监视、4~20mA模拟量输出等。电力仪表功能的不断扩展和延伸，不但丰富了配电管理的应用功能，更是为实现同样用户需求提供了更多的选择。