电力测量范文

导语：如何才能写好一篇电力测量，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

在电力线电压与电流信号进行采集测量中，电流测量相对来说更复杂一些，这不仅因为电流互感器需要更宽的动态测量范围以应付不同负载，而且电流波形中还含有很多谐波成分，所以它还必须有更宽的频率响应范围。目前的电流感应技术已不能经济有效地测量较大的电流。本文在介绍几种电流测量方法包括利用数字积分器将来自Rogowski线圈电流感应器的di／dt信号输出转换成合适的信号，并可将数字积分器方法应用于大电流计量仪表或保护电路中。

1.已有电流测量感应方案

目前有三种感应技术最为常用，分别是小电阻电流旁路、电流互感器和霍尔效应传感器。

小电阻电流旁路

电流旁路是当前成本最低的一种方案，小电阻电流旁路技术可用较低成本得到较高精度，而且电流的测量也很简单。在进行高精度电流测量时，需要考虑旁路的寄生电感，该电感量典型值为几个nH，频率较高时它将影响旁路阻抗的幅值；但它对相位的影响即使在工频条件下仍非常大，功率因数较低时会产生明显误差。小电阻电流旁路在电能计量应用中被普遍采用，但是因为电流旁路基本是一个阻性元件，它产生的热量与通过电流的平方成正比，所以这一自热问题使旁路技术很少用在大电流测量中。

电流互感器

电流互感器（CT）是一种将初级电流转换成次级小电流的变压器，它是目前大电流电子计量中使用得最多的感应器。电流互感器可以测量非常大的电流，消耗的功率却很少，但由于是磁化电流，它一般相应会有一个很小的相移（0.1°～0.3°）。如果没有校正，低功率因数下会产生相当大的误差。此外，铁芯使用的铁氧体材料在大电流下会饱和，而且磁化后铁芯还会产生磁滞现象，除非重新去磁，否则精度就会下降。

当电流涌动超出互感器额定电流，或者在电路中实际有直流元件（如驱动一个大的半波整流负载）时，互感器将会产生饱和现象。目前处理饱和问题的方法是采用磁导率非常高的铁氧体材料，然而与铁芯互感器相比，这种互感器一致性较差而且相移更大。

霍尔效应传感器

霍尔效应传感器有两种主要类型，即开环型和闭环型，电流计量中使用的绝大多数霍尔传感器均采用开环型设计以降低系统费用。霍尔传感器具有突出的频率响应特性，能够测量非常大的电流，不过这一技术的缺点是霍尔传感器输出的温度漂移很大，常常需要有一个稳定的外部电流源。

2.采用Rogowski线圈方案

一个简单的Rogowski线圈就是一个电感器，它与流过初级电流的导体之间具有互感作用。Rogowski线圈一般为气芯线圈，因此从理论上讲不存在磁滞、饱和或者非线性现象。如“图1”所示是一个Rogowski线圈电流感应器，它由N匝线圈围绕一条直导线组成，线圈与导线内电流所产生的磁场垂直

其输出电压e正比于被测电流的变化率即e（t）=Mdi／dt，要得到被测的一次电流信号i，须对Rogowski线圈二次输出的电压信号积分。

常数M表示Rogowski线圈的互感，单位为亨利（H），它表示单位di／dt下线圈输出的信号电平。线圈的输出电压取决于初级电流di／dt变化率，因为只有在磁场变化时才会产生电动势，所以Rogowski线圈不能用来测量电流中的直流分量。这种感应器能很容易测量几千安培的交流电流，这也是它能在许多大电流测量应用中非常有用的原因。因为没有铁芯，因此在很宽测量范围内都不会有非线性现象（从几安培到几百安培），频率范围宽，一般可设计到从0.1-100MHz以上。由于它靠磁场进行测量，所以这种类型传感器与电流互感器相比易受外界磁场干扰的影响。

2.1减少外磁场干扰的方法

减小多余回路面积

任何导体形成的回路都会形成磁场，所以应尽量减小多余的回路面积以降低干扰。如用图l中的螺旋形气芯Rogowski线圈检测围绕圆环的磁场时，绕组本身却构成一个我们并不希望的回路，从而使其很容易受垂直于圆环干扰的影响。

采用消除干扰的设计干扰一般都是由远端磁场产生，所以它非常均匀地分布在整个感应器上。对Rogowski线圈很重要的一点是要区分开远端的干扰和近端的信号，将线圈设计成能消除掉远端的干扰，例如螺旋线圈的圆环形状能保证当远端干扰施加到线圈上时有相反电动势出现。减小干扰要保证绕组尽可能一致，同时减小线圈的阻抗。

屏蔽

屏蔽能增加额外的保护，不过对频率低至工频的磁场进行屏蔽需要很厚屏蔽层，或者使用高磁导率屏蔽材料。如果Rogowski线圈设计得好，也可以不用屏蔽。

2.2积分器设计

模拟积分器

因为Rogowski线圈的输出与电流对时间的导数成正比，所以需要一个积分器将di／dt信号转换成i（t）函数以进行下一步处理。传统方法使用高性能运算放大器构建模拟积分器，图2是用运算放大器设计的一个简单积分器。

这种模拟技术的最大困难是积分器在长期工作和恶劣环境下很难保持一定的精度，这是妨碍Rogowski线圈被广泛采用的一个主要原因，即使在传统的大电流工业测量中也是这样。

数字积分器

为克服这一缺点最近开发出一种数字实现技术，通过对数字积分的Rogowski线圈测量的设计与现场实测表明：

数字积分器结构灵活，调节方便，只需要调整积分参数算法即可，而模拟积分器需要修改硬件。

数字积分器幅值响应特性非常接近理想值，如果采用具有片上数字积分器的IC，则以Rogowski线圈构建电能表就像使用电流互感器或旁路传感器一样简单。气芯线圈没有磁滞、饱和、非线性等问题，且在大电流应用中有很突出的性能，并可以针对模拟电路的漂移进行有效的补偿。

数字积分器的相位特性优良。模拟积分器中的模拟器件参数不同，会引入微小的相位响应变动，需要进行相位校准。数字积分器的相位响应主要由算法决定，具有一致性。

数字积分器技术的其它优点是时间和环境变化不会影响它的稳定性，这一点对户外大电流计量至为重要，因为户外的环境恶劣。

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关键字：GPS技术；电力工程；测量；准确

中图分类号：U673.37文献标识码：A

一、电力工程GPS测量技术应用特征

电力工测量工作一般要求严格，出现问题时将会引发非常严重的安全问题以及能源利用问题，因而在目前电力工程中我国施工单位纷纷采用GPS技术进行工程整体测量。由于GPS技术也具有一定的功能优势，适用范围也较为广泛，在进行测量过程中能够为各类用户连续提供动态目标的三维位置、三维速度及时间信息，方便、准确地对工程进行全方位测量。如下对GPS测量技术的主要功能特点进行详细介绍：

（一）功能多、用途广。目前GPS技术应用范围较为广泛吗，能够使用不同类型的工程项目中，同时对于测量的测速和测时都能够达到一定的快速性、方便性。因而被广泛使用在各行业测量中，电力工程测量也是如此。

（二）定位精度高。传统的电力工程测量技术由于人为操作或是简单机械操作，在部分环节上会出现一定的误差，这样就会导致测量数据的失效性，数据的不准确就会导致工程整体施工质量的降低，严重影响电力工程项目的高效进行。然而GPS技术使用过接收卫星实行全方位多点化测量，定位精度相对较高，能够准确地对工程位置进行正确的测量，有效地保障测量数据的真实性、准确性。

（三）实时定位。GPS技术能够实现三维位置测量，在进行电力工程项目测量中能能够保障定时定位，为整体工程项目建设提供有效的保障。

（四）观测时间短。传统电力工程测量技术都是静态相对定位模式，在观测时间上会有所浪费，双频机在进行接收发送中会消耗大量时间不利于工程正常进展。对于GPS技术是采用动态定位模式，每次观测只需要几分钟，整体缩短工程侧来周期，提升工作效率。

（五）观测站之间无需通视。传统的观测方法一般受到环境的影响，因而要保持观测站之间良好的通视条件，同时也要考虑测量控制网图形结构。而GPS技术对于观测站的视野通视条件只要求15度以上即可，因而不需要建立相应站与站的通视。

二、GPS在电力工程测量应用中的问题及解决方法

（一）控制点分布广泛，影响测量准确性

对于GPS测量技术而言，由于其控制点分布一般较为广泛，都处以不同的位置，这样在接收卫星信号数据处理过程中就会影响测量数据的的准确性，导致电力工程整体项目实施质量的整体降低。针对这类问题在进行电力工程测量过程中，应尽量远离大功率额电气设备，以防电频之间的干扰。同时应选择宽阔的场地进行工程测量，减少障碍物对信号的阻挡，尤其是具有卫星信号干扰的物体。

（二）平面坐标与基准坐标独立导致数据精准度降低

目前由于我国现代科技水平整体成熟度不强，在进行电力工程测量过程汇中就会出现平面坐标和基准水准独立现象，从而导致GPS技术控制点搜索中就会出现一定的问题，这样就会影响测量数据的精确度。所以在电力工程测量过程测量中应加强常规仪器对基准水准的联测，通过相应的控制措施保障GPS技术的测量的精确度，为电力工程整体提供有效的数据保障。

（三）测量过程中障碍物的干扰

由于GPS技术使用过接收卫星实现数据信号传递对工程项目进行的全方位测量，因而在勘测现场，障碍物以及干扰物体的拥挤，就会导致传递信号的不准确性和不完整性，严重降低工作效率，不能够充分发挥GPS测量技术的优势。解决措施就是测量实行时尽量在视野开阔、障碍物尤其是能产生干扰信号的物体少的场地进行，从而保障信号数据的完整、准确传递，降低信号不稳定现象的出现，实现电力工程测量整体低误差、高质量的目的。

（三）不同测量装置限制不同测量，具有一定的差异性

对于GPS技术而言，不同型号的测量装置在进行测量中会产生不同的测量成果，同时与常规的侧来那个相比较也会有所偏差，这样就影响整体工程施工。解决措施就是对侧来那个数据进行平差计算，减少过高或是过低数据的存在；二就是改正归算到高斯投影面以及归算至大地水准面环节，从而总体降低差异性的存在。

（四）兼容性不强

众所周知，CPS技术是一门新兴技术，目前对于CPS技术而言，现行没有完善的的操作规范标准，与此同时．我国目前也还没有颁布全国统一的地理信息标准格式。导致导航产品生产商所提供的电子地图格式一般会相互不兼容。

三、结束语：

社会整体不断进步，促使现代化需求产生更高的标准，加强科技技术的提升，能够有效地保障我国现代事业的快速高效发展，以应对社会整体不断发展的步伐。通过使用GPS测量技术有效地提高电力工程测量的准确性，提升整体项目的施工质量，保障能源利用的高效性，为我国电力事业的可持续有效发展提供坚实的保障，推动我国经济效益最大化模式的实现。

参考文献：

[1] 王梓.GPS技术在电力工程中的应用.《科技创新与应用》.2013年07期

篇3

【关键词】LabVIEW;电力谐波;FFT;滤波;加窗

1.引言

谐波现象主要是由大容量电力设备和用电整流或换流设备，及其他非线性负荷造成。正常低压电网信号若无污染，在示波器上显示为一个频率为50Hz的理想正弦波，一旦电压产生畸变，波形将会失真，无论谐波含量多少，都会使电力系统的功率因数下降[1]。

谐波对电力设备的影响和危害，可分为两类：第一类是对电力设备的影响，它可造成设备损坏、减少设备寿命、降低出力等;第二类是对计算机、继保及监测装置的影响，它可造成设备工作失误或性能恶化[2]。因此，保证电力系统的安全和用户用电的可靠性，实时和准确地对电网谐波含量进行测量与分析显得尤为重要。

2.系统工作原理

谐波是一个周期电气量的正弦波分量，它的频率是基波频率的整数倍，所以通常称它为高次谐波。

系统通过传感器、数据采集卡，完成电压/电流实时采集，上位机软件部分对采集到的信号进行数字滤波、加窗、FFT运算，从而计算出电参量值。

通常用谐波含有率、总谐波畸变率这两个专业名词来表征谐波的严重程度。

求模拟信号连续频谱的一般方法是对它作傅里叶变换。而任何一个满足狄里赫利条件的非正弦周期函数f（t）均可分解为傅里叶级数[3]：

（1）

式中ω=2π/T，T为f（t）的周期。

（2）

（3）

（4）

和分别为各频率成分的幅值和初相角：，。

假设用FFT算法求第n次谐波的实部和虚部分别为，，第n次谐波电压的幅值U（n）为：

（5）

电压谐波计算公式如下：

第h次谐波电压含有率HRUh，如公式（6）所示：

（6）

式中Uh是第h次谐波电压（方均根值），U1指基波电压。

谐波电压含量UH，如公式（7）所示：

（7）

电压总谐波畸变率THDu，，如公式（8）所示：

（8）

3.电力谐波测量系统整体设计

3.1 硬件电路

基于LabVIEW的电力谐波测量系统由电压、电流传感器、NI9219数据采集卡、NI USB-9162模块外盒连接器、计算机组成，系统硬件结构框图如图1所示。NI9219数据采集卡是四通道通用输入模块，可对电压、电流信号进行采集和调理，经过NI USB-9162转换，经USB接口输入计算机进行数据处理。系统可同时采集6路电压、电流信号，自定义采样模式、采样率及采样数，可显示各通道当前测量值以及整个测试过程中的最大、最小值及平均值。采集过程中，以图表的形式实时显示整个测试过程中各相位的电压、电流变化情况，并对测量的原始数据进行记录保存[4]。

图1 电力谐波测量系统硬件结构框图

3.2 软件电路

基于LabVIEW的电力谐波测量系统是利用DAQmx在LabVIEW环境中进行数据采集和分析，软件的流程框图如图2所示。

根据模块化的编程思想，将测量系统软件设计分为系统配置、数据采集、数据处理和数据存储4个部分。

系统配置环节完成NI9219采集物理通道及被测目标范围、采样模式、采样率及采样数、触发模式及触发边沿等参数设定。

数据采集环节是系统按照测量者的设定，读取模拟输入通道中多个波形数据。为防止缓冲区中未被读取的数据被提前覆盖，需协调好采样频率、缓存区大小和每次读取数据量三者间的关系。而为防止在运算中频域出现混叠现象，连续信号的采样频率fs（每一通道独立采样频率）需满足奈奎斯特采样理论，即：

fs≥2f1nmax （9）

式中f1为基波频率（50Hz），nmax为最高谐波次数。但是在工程应用中，为保证数据采样精度，一般留有一定的裕度[5]：

fs=（4～6）f1nmax （10）

数据处理环节包括数据滤波、信号加窗、谐波分析三个部分。本系统采用FFT算法分析电压谐波。为了提高检测精度，还利用加窗插值算法对FFT算法进行了修正，这样就可减少泄漏，有效地抑制谐波之间的干扰，从而精确的测量各次谐波电压和电流的幅值及相位。

图2 谐波含有率分析软件流程图

4.实验结果和数据分析

在LabVIEW环境中设计一个信号发生器，运用数据采集板（DAQ）所具有的模拟输出功能，作为信号发生器的模拟输出端口。程序使用Sine Waveform函数产生标准正弦波，模拟现实中正常的电压波形，使用Gaussian White Noise Waveform函数作为干扰源，添加在标准正弦波上，模拟受污染的电压波形，前面板如图3所示。

图3 受污染的电压波形示意图

图4 电压谐波分析示意图

正弦波加上高斯白噪声作为信号模拟输出，经过数据滤波、信号加窗、谐波分析三个步骤，电压谐波分析示意图如图4所示，模拟220KV、50Hz正弦波受到高斯白噪声污染后，测得电压谐波畸变率为0.02256%，检测的电压频率是49.99Hz，满足国家标准《电能质量公用电网谐波》[6]。

多次实验结果显示， THDU绝对误差不大于0.03%，相对误差不大于0.408%，精度较高， 实现了仪器的设计要求。

5.结束语

本文介绍的基于LabVIEW的电力谐波测量系统，THDU绝对误差不大于0.03%，相对误差不大于0.408%，精度较高。系统可实时测量电网谐波，通过计算机自动测量和采集数据，实时显示和存储数据，利用标准的数据采集模块和LabVIEW图形化开发环境，实时性较高，扩展性好，可实现快速二次开发集成，极大地提高开发效率。

参考文献

[1]林海雪，孙树勤.电力网中的谐波[M].中国电力出版社，1998：59-62.

[2]张直平，李芬辰.城市电网谐波手册[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3]李庚银，陈志业等.快速傅里叶变换的两种改进算法[J].电力系统自动化，1997，21（12）：37-40.

[4]ASAN GANI，M.J.E.AALAMI.A LabVIEW based Data Acquisition Systemfor Vibration Monitoring and Analysis.IEEE Design and Test of Computer，2002，page（s）：62-74.

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关键词：工程测量；质量；控制

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：

前言

在电力工程建设中，施工前的测量是一门实践性、专业性、技术性很强的工作，它对于电力工程的整体进度、质量、投资都具有极其重要的影响。在电力工程测量中，影响电力工程测量质量的因素有很多。因此，加强对测量质量控制，提高测量人员的技能是提高电力工程测量质量的重要环节，在电力工程测量工作中必须明确任务和作用，养成认真负责、实事求是的工作态度和作风，才能为确保电力工程测量质量打基础。1.影响电力工程测量质量的因素

与其他工程项目相比，电力工程测量有其自身的特点。测量质量的好坏，与测量施工人员的技术水平直接相关，测量仪器操作人员的操作水平将直接影响测量成果的精度。测量施工方案的确定，对测量定位精度及测量施工进度具有决定性的影响。在施工控制网及微型控制网的测设过程中，控制网的图形结构及控制点方向联测数目、方向观测的测回数等对控制网的精度及可靠性均有重要影响，但并非观测测回、联测方向的数量越多越好，技术人员对此应予以综合考虑。电力工程测量质量的好坏，还直接受现场作业环境的影响，如现场通视条件不良及风雨天气等都将直接影响测角及测距精度。测量仪器精度及各种仪器误差也会对测量结果带来不利影响。仪器问题，在电力工程测量过程中，常常会出现工程测量仪器由于管理问题而出现质量偏差。具体分析仪器问题主要有：仪器保养不够。工程测量仪器需要定期维修养护，但是由于电力工程测量任务严峻，使得对仪器的使用往往会超长规时间，并由此引起损坏，导致错误测量数据的出现。仪器管理混乱，仪器应该有专门人员管理，而且管理者应该具备一定的仪器使用知识。但是，在测量过程中，由于测量现场人员混杂就导致对仪器的管理不够重视，往往是现场管理，事后随意。测量操作失误，电力工程测量仪器属于高精密仪器设备，对仪器的操作必须要严格按照规程进行。而不严格的操作方法会降低仪器的灵敏度，使得测量工作出现误差。主要体现在工程测量人员对新的仪器设备不熟悉；工程进度要求紧迫，简单查看就匆忙操作。忽视测量质量的检验，使现有的监管控制不到位，这种情况对电力工程测量十分不利，会给工程测量埋下隐患。

2.电力工程测量质量的控制2.1电力工程测量质量控制方案。测量前的检查与控制，测量前的方案制定及准备工作，在很大程度上决定电力工程测量施工的质量，测量施工质量事前控制应是工程测量质量控制的关键阶段。在本阶段，应采取各种措施对测量施工的先决条件进行检查与控制，最大程度的消除影响测量施工质量的各种不利因素，具体应做好以下工作：确认测量人员的组成及数量。测量工作是一门技术性和专业性很强的工作，测量人员的技术水平和操作经验对测量施工质量有着很大影响。确定测量施工方案，对于具体的施工方案，可以有效改善控制点的精度、节约测量施工的人力消耗、加快施工进度。在测量施工方案审查过程中，有关人员务必到现场亲自查勘，以确认方案中控制点的位置布设合理、实用。在确认现场条件具备的前提下，负责人员应继续审查控制网的观测方案是否能够满足设计精度要求。在审查观测方案时，如果确认控制网整体精度难以提高时，应根据系统的设备安装特点及现场条件，采用独立边角自由网，以确保控制网的内部符合性，使各点位误差分部均匀，在精密工程测量中尤应注意这一点，否则将无法保证设备及工艺系统的安装精度。

2.2测量仪器设备检查控制。在电力工程测量过程中，测量仪器精度及数量会直接影响到测量成果的质量和施工进度。在具体的测量工作中应根据所承担的测量任务难易、工作量大小来确认所用仪器精度及数量是否能够满足电力工程测量任务的需要。同时，为保证测量成果的可靠性，应定期对测量仪器进行校核。还要完善测量技术，当前电力工程规模目益扩大，施工技术精度要求越来越高。因而在电力工程的施工测量中，采用原有的测量方法和手段已无法满足现在工程测量的要求。电力工程测量的管理者要有发展的眼光，结合自身发展需要，尽早引进实用的新仪器，以提高电力工程测量质量，适应现代电力工程工程快速、高效、优质的施工需要。

2.3电力工程测量施工设计文件审查控制。进行测量定位放线的依据是土建及安装施工图和己获批准的测量基准点，根据提供可靠的测量基准点，测得相关设计数据，并与施工图一致，相关人员共同对定位放线数据进行图纸会审，检查建筑与安装施工图中同一物项相对位置关系描述的一致性，在设备安装定位过程中，还应审查设计指定的安装基准点相对位置关系是否满足电力工程系统的安装精度需要，否则有可能给设备安装带来严重不利影响，使前期测量工作功亏一溃。

2.4电力工程测量质量的控制。测量先决条件检查虽然消除了大部分影响测量施工质量的隐患因素，但测量施工现场的情况是在不断变化的，测量施工方案中制定的措施在实际执行过程中能否顺利实现，还会受到许多客观因素的影响，因此，在测量施工过程中，相关人员应进行跟踪检查，以确认测量方案及各种先决条件得到了可靠执行。测量施工的事后控制。测量施工控制网或施工定位放线测设完毕后，是否达到了精度要求，应对外业测量数据进行数据处理。对测量施工控制网技术书或定位检测资料进行检查。检查过程中应注意其数据处理方法是否得当，各项观测数据有无超差或误用情况，发现问题后应及时进行整改。对于可疑的数据，应进一步确认，并应到实地进行外业复查，以确保测量数据可靠，精度满足设计要求。提高测量工作人员的测量能力。在进行施工测量质量监控时，加强对施工测量的监控。对主要的施工测量放样，一定要复测，最好采用各种不同的方法加强校核工作。

2.5制定有关电力工程测量质量的相关制度。在电力工程测量时严格遵守相关的规章制度，确保工程测量质量。要做到逐步加强，实施在各个工程测量管理环节（测量成果交接、复测、施工过程检查等）也必须执行有关管理制度、办法，以规范测量作业行为，保证测量成果质量。

3.电力工程测量中应注意的事项测量前，要对在工程检测所用到的仪器，水准尺做一次全面的检查，以防在施测的时候出现不必要的问题。仪器安置稳，在选在位置时，要选择比较坚实的地方，三角架不但要踩牢，且高度要适合观测者身高，观测过程中不要触碰三角架。全站仪架头如果不水平连接螺栓斜会造成垂球线偏离度盘中心，影响对中精度。全站仪使用方法：对中,整平方法，对中稍松开连接螺栓,两手扶基座,在架头上平移仪器,从光学对中器中观察,直到测站点移至光学对中器的刻画圈内为止(对中误差小于3mm),再拧紧连接螺栓,若误差过大,可重新移动三脚架,直到符合要求为止。整平，转动照准部,使水准管平行于任意一对脚螺旋,相对旋转这对脚螺旋,使水准管气泡居中。水准尺要立直，防止尺身倾斜造成读数偏大，要经常检查和净尺底泥土，水准尺要立在坚硬的点位上(加尺垫、钉木桩)作为转点前后视凑数尺子必须立在同一标点上。塔尺上节容易下滑，使用时要检查卡簧位置，读数是否连续完整，防止造成尺差错误。了解水准尺的刻划规律，读数应由小到大，数值增加方向(不管上下，由小到大)。如果是倒镜，读尺要从上往下读数。

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关键词：RTK技术；电力工程测量；

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

一、当前测量缺陷及RTK 技术的优势

1.1当前测量缺陷

（1）操作难度大。线路测量是电力项目建设的核心环节，测量质量在很大程度上决定了电力项目改造的成效。但过于注重施工期间的监管，工程单位忽略了线路测量其他环节的管理，使得线路勘测方案执行的难度增大。线路测量数据不准，不仅给设计人员的操作造成误导，也降低了电力线路规划方案的可行性。

（2）设备运用少。线路勘测并非简单的数据调查，而是要求技术人员制定一套完整的勘测方案，再根据工程建设的质量要求完成测量工作。因国内电力线路涉及的区域广阔，必须要采用先进的自动化设备才能获得准确的勘测数据。电力单位从成本角度考虑，为了降低线路测量费用而减少了多种设备的运用。如：线路勘测时多数以人工勘测，一些先进的电子检测仪、勘测仪器等未全面推广等，这些都影响了线路测量的准确性。

（3）定位勘测难。一般情况下，小范围电力线路测量只需安排专业人员完成即可，技术人员按照勘测要求即可完成具体的测量工作。随着城市及农村地区的改革发展，电力系统的功能结构日趋复杂化，电力线路所覆盖的范围更大、传输的距离更长，给定位勘测造成了较大的难度。其中，线路测量定位不准是最为不利的，定位失效对勘测数据的准确性有直接影响。定位勘测困难也从侧面上反映了施工单位测量技术的落后。

1.2RTK 技术的优势

（1）定位精确度高。常规仪器在作业的过程中，仪器的对中整平精度不高，定向观测的扶杆对中也会出现误差，从而产生误差的积累，最后导致整体测量出现很大的偏差。而在采用 RTK 技术进行送变电线路测量时，多少也会存在扶杆对中上的误差，但误差不会积累，运用手薄软件就可以快速准确的放出直线桩，每个直线桩产生误差都是测量该桩时独立产生的，不会受到上一个测量点误差的影响，也不会对下一个测量点的测量产生影响。

（2）操作简便、数据处理能力强。常规仪器作业必须配有草图记录，只能采集到坐标、平距、高差。而 RTK 基准站不需要任何设置，移动站就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷的与计算机或其它测量仪器通信。

（3）工作量较少。常规仪器在作业之后，需要人工绘图，工作量较大。而 RTK 技术只需要通过所采集的数据直接生成平面图和断面图，图纸精确度有所提高，并使图纸标准化。

二、纵断面测量与风偏测量

在运用 RTK 技术对进行送变电线路中的纵断面测量和风偏测量时，作业的过程中应重点注意以下几个注意事项。

( 1) 为了及时的了解测点至线路转点之间的线距，并及时的了解测点对线路的偏距，应尽量使用线放样的功能，其对有效测量点的选择是非常有用的，但在收集点相关的测量数据时，精度指标必须达到要求。

( 2) 移动站开始进行工作时，除了输入必要的参数，也必须根据已经有的点给予相应的检查，点的平面、高程误差或线的距离误差等不应超过设备对应规程精度的两到三倍。

( 3) 风偏的测量应按要求测量风偏点高程的地面和相应的地面上树木、建筑物高度，同时还应计算风偏对点线路的垂直投影距离和偏移。一般风偏点测定一个点，重要部分应测定至少三个风偏点的点。在测定的过程中，移动站点位的选择取应决于接收卫星信号和数据链信号的强度作出适当的调整，根据测量数据和适当的方法得出需要点其他相关数据。

三、RTK技术应用于线路测量

电力工程建设对社会主义现代化发展有着极大的推动作用，搞好电力项目建设也是施工单位的根本职责。科学技术是提高电力工程质量的保证，也只有依靠先进的勘测技术才能获得最有效的工程数据。经过很长时间的经营调整，我国电力行业已经形成“高科技人才”发展战略，高素质技能型人才引入到电力行业之后，各种工程勘测工作效率显著提高。鉴于GPS技术的普及运用，RTK技术推广于电力线路勘测也是必不可少的，动态定位技术摆脱了传统静态定位勘测的不足，RTK技术的使用情况如下：

3.1控制测量。

传统测量模式不仅操作难度大，且最终勘测区域的定位精度较低，严重影响了线路测量数据的获取。若在线路勘测中引进RTK技术，可结合动态定位技术提高观测数据的准确性，及时反馈线路测量的情况以提升作业效率。如：技术人员观察到动态指令信号，根据显示的数据判断测量质量，符合要求即可进行下一步操作。

3.2地形测图。

电子绘图也是RTK技术的一大优势，测量人员可在自动化操作平台上完成地形绘图工作。考虑到传统手工绘图存在数据错误、标位不准等问题，RTK技术所具备的测图功能显得更加实用。如：RTK配合电子手簿能完成多种地形图的测绘，包括：普通测图、电力测图、空间测图等，这些与未来电力工程的改造发展是相匹配的。

3.3定位放样。

大型电力工程的勘测对线路定位放样的要求更加严格，确保定位放样的准确性是线路测量效率的保证。RTK中定位放样实现了智能化操作，测量人员只需将选定的点位坐标输入电子手簿，根据GPS接收机的提示，即可找到线路放样的具置。基于RTK技术的定位放样操作，不仅降低了勘测工作的难度，也达到了“省时省力”的效果。

3.4定线测量

定线测量,就是精确测定线路中心线的起点、转角点和终点间各线段(即在两点之间测出一系列的直线桩塔位)的工作。由于采用GPS定线不需要点与点之间通视,而且RTK能实时动态显示当前的位置,所以施测过程中非常容易控制线路的走向以及其他构筑物的几何关系(图1)。

如图2所示,J2、J3为线路的两转角桩,欲在J2 、J3 之 间 定 出 一 系 列 直 线 桩z1 、Z2。测设的方法如以下几点。在J2、J3之间架设基准站,用移动站分别测出转角点J2、J3点的坐标(如果转角点的坐标已知,则不必测量,可直接调用)。在获取转点的坐标信息后,将J2、J3坐标信息设置为直线的两点,然后以该直线作为参考线,根据现场情况,在电子手薄中输入测设直线桩的间隔后,即会生成包含各直线桩点坐标的折线文件。根据折线文件中直线桩的坐标,RTK实时导航指示,就可测设出直线桩z1、z2。

图1RTK定线示意图

图2RTK验桩示意图

四、路线选择测量中的应用

在输变电线路工程中，如何选择线路是一个关键的技术环节。选线一般要实地勘察，在1∶ 10 000 ～ 1 ∶ 50 000 的比例尺选取几套设计方案，再通过比较，确定可行的电力传输线。根据测量线路的设计要求，在实地进行确认选择。送变电线路在一般情况下都比较长( 几十、甚至数百公里) ，控制测量作业目前大多使用 RTK 技术完成，在完成了这项作业时，重点应考虑以下几点:

( 1) 如果测量区域区位于3 度或6 度中央子午线附近，或测量区域附近的平均海拔是较高时，应考虑到距离计算、归化改正问题，使投影变形以满足工程要求，以避免截面测量距离和实际距离出现差异及计算塔位水平档距偏差过大。

( 2) 虽然可以采用 RTK 技术建立高程控制，但还是需要根据一定数量的已知高程点来进行高程模拟合成，如果实际操作受到限制，通常情况下可以采用常规方法建立，若对精度程度要求不高，可以采用 RTK 技术来建立。在采用 RTK技术建立时，需要在实地确定各点的高程，同时各点也应组线构成闭合线路。对相邻的两个基准站进行测定中央附近点的高程时，两次高程的误差要小于高程控制设计中的最低点误差的两到三倍。

( 3) 在建立独立的坐标系统时，为方便用地图对实地线路选择，其起点坐标、方位角应尽可能与国家大地坐标一致。在对网络数据处理后，应根据计算结果确定线路的起点、终点。在 GPS 坐标和地形特征比较明显的地物上，将点展绘绘在地形图上，并在图和周围的地形、地物进行比较，如差异较大，应重新调整初始数据并重新进行网络数据处理，直到点达到规定的要求为止。

五、GPS RTK技术用于线路定线测量

GPS与RTK技术是典型的勘测定位科技，将其运用于电力线路勘测是行业转型发展的表现之一，如图3所示。实时动态差分GPS的最低配置包括3个部分：一是，基准站。基准站由GPS双（单）频接收机、GPS天线、数据发送电台、天线、电源、脚架等部分组成。二是，流动站。流动站由GPS双（单）频接收机、GPS天线、数据接收电台、天线、电源、背包、HUSKY干控器、对中杆等组成。三是，支持实时动态差分的软件系统及各项工程测量应用功能。电力线路测量中实时动态差分GPS的作业流程和实施情况：

5.1收集测区的控制点资料。

任何测量工程进入测区，首先一定要收集测区的控制点资料，这样才能为电力线路测量提供可靠的依据。定线测量测量的准确性决定于测量技术的运用水准，若操作人员缺乏专业的实践技能，在操作过程中难免会出现数据上的失误，不利于线路测量结果的准确性。

5.2实用数据的优化处理。

积极推广GPS与RTK技术，其依赖于具有强大功能的控制系统，以此完成各种复杂性的数据处理操作。一般情况下，全球定位系统逐渐与计算机网络、无线通信系统等信息模块相结合，组建成“多功能、高效率、易操作”的现代化电力勘测模式。电力作业人员经过前期勘测，将捕捉到的数据信息传输到计算机数据库中，可实现有效数据的自动化处理，确保数据结果的真实可靠性。

5.3参考点的选定和建立。

参考点的安置是顺利实施动态GPS的关键之一。参考点的安置应满足下列条件：参考点应有正确的已知坐标。参考点应选在地势较高且交通方便的地方，这有利于卫星信号的接收和数据链发射的位置。为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，周围无GPS信号反射物（大面积水域、大型建筑物等），无高压线、电视台、无线电发射站、微波站等干扰源。考虑到不同线路测量的具体要求，参考点的选择应随着现场勘测的要求而不断变化，以保证最终勘测数据的准确性。

六、结语

综上所述，在送变电线路测量中，RTK 技术在线路测量的各个方面具有明显的优势，具有常规测量无法达到的效果，而且还能达到较高的定位精度，于此同时还大大提高了送变电线路的测量效率及工程质量，减轻了测量人员的工作量。因此，RTK 技术在送变电线路测量领域中，具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]吴庆芳。 电力线路改造作业模式思考[J]。 绿色科技,2012,(9)。

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【关键词】 电阻测量法 电力拖动控制线路

学习《电力拖动控制线路与技能训练》除了电气元件的认识外,主要包括线路安装和线路故障检修两大部分。在实操训练中,电路安装完后的检查以及机床控制线路故障的检测方法有多样,常用的有电压测量法、电流测量法和电阻测量法。虽然电压测量法和电流测量法都有快速、准确的优点,但由于要带电测量,在实际操作中学生存在触电的恐惧心理,多数学生都不用。相反电阻测量法则断电操作,学生觉得安全而大受欢迎。下面就讨论电阻测量法在电力拖动控制线路安装和故障检修中的应用。

一、在电力拖动控制线路安装完成后自检中的应用

控制线路安装完后不少的学生会立即到试验台处通电,但又怕通电失败,通电不成功(特别是电路出现短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾,反复多次后严重挫伤学生的进取心和学习积极性,这种现象是由于学生对电路的工作原理不熟悉造成的。解决的办法是先要求学生多识读电路图、分析电路的控制原理,同时掌握基本的测量方法。电路安装完后先在原位用电阻法进行自检测量,下面以接触器联锁正反转控制线路为例来讲解,电路图如图1、接触器选择CJ10-20。

安装前测量各元件是否完好,坏的要修理好,修不好的要更换新的,同时要测量并记下自己所用交流接触器KM1、KM2线圈的直流电阻,具体的数值不同型号的接触器有较大有差别,如常用的CJ10-20交流接触器线圈直流电阻约2000Ω、而型号较新的S-K21线圈直流电阻则只有几百欧姆。首先,用万能表电阻档测量熔断器FU1、FU2、FU3,应该是电阻为0Ω,若不导通,则更换熔体或重拧紧熔断器的瓷帽直到导通良好,然后才能进行下面的自检测量。万能表选用合适的档位,档位过大使示数太小、误判是短路,档位过小使示数很大、误判为开路,严重会影响到测量的准确性;一般选择×10Ω档或者×100Ω档。在自检测量时把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点(或是FU2的出线点0、1两点),按下按钮、接触器位置开关等元件来模拟控制元件的工作,根据各支路的通断使得所控制的接触器线圈、继电器线圈形成并联或断开,从万电表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。步骤可分为按钮功能、接触器自锁功能、接触器互锁功能及主电路来进行,把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点,万用表的读数指示为∞(如果电阻为0Ω,则电路存在短路;如果电阻为2000Ω或1000Ω则有可能是自锁触头或启动按钮接错)。

(一)控制电路的检查(电路正常的万能表示数)

1、按钮功能检查

(1)正转控制检查:

按下启动按钮SB1万能表指针读数指示约2000Ω(正转控制接触器KM1线圈回路接通)。

1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(正转控制接触器KM1线圈回路被切断)

2)此时松开SB3,同时按下SB2万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)

3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)

(2)反转控制检查:

按下启动按钮SB2万能表指针读数指示约2000Ω(反转控制接触器KM2线圈回路接通)。

(1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(反转控制接触器KM2线圈回路被切断)

(2)此时松开SB3,同时按下SB1万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)

(3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)

2、自锁各互锁检查

(1)正转控制:

按下KM1触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM1常开辅助触头3、4两点接通KM1线圈控制回路)

1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM1线圈控制回路被切断),则自锁正常。

2) 松开SB3,同时按下KM2触头支架万能表指针读数指示约∞(KM1线圈回路被KM2常闭辅助触头4、5两点切断),则互锁正常。

(2)反转控制:

按下KM2触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM2常开辅助触头3、6两点接通KM2线圈控制回路)

1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM2线圈控制回路被切断),则自锁正常。

2) 松开SB3,同时按下KM1触头支架万能表指针读数指示约∞(KM2线圈回路被KM1常闭辅助触头6、7两点切断),则互锁正常。

(二)主电路的检查

主电路的检查一般是在控制电路检查完后进行,主要目的是为了检查主电路是否存在短路。在检查主电路时由于电动机每相绕组的直流电阻较小,一般在10Ω以下,电阻档应该选择×1Ω档。接上电动机后按各接触器的工作顺序按下接触器触头支架模拟接触器工作,同时用万能表测量总开关出线点U11、V11、W11两两间的电阻,电阻大小应该相等且为电动机任意两根电源引线间电阻。若出现电阻为零,说明主电路出现短路;如果出现电阻较大或∞,说明主电路存在接触不良或开路。

在图1电路中,假设电动机M的绕组是形连接,每相绕组电阻为5Ω,测量步骤如下:

1.按下KM1触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10Ω;

2.按下KM2触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10Ω;

在本例中为了检查反转时KM2进、出线的U相W相是否换相,要同时按下KM1、KM2触头支架进行(下转第150 页)

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关键词：立体配对片、正射影像、数字高程模型

一、前言

随着计算机技术和数字影像处理技术的发展，数字摄影测量为建立三维可视化设计平台提供了可能，其工作原理为以正射影像和立体配对片为基础，建立三维立体模型，立体配对片的生成原理是将DEM转化为视差值，引进正射影像，从而产生立体效果。这样生成的三维立体模型不仅具有正射的特点，还具有立体显示的功能，更重要的是可以进行区域拼接，建立整个区域的立体模型。

二、输电线路勘测设计的三维系统

适普公司在基于以上原理的基础上开发出了作为三维立体设计和测量的新方法和新平台3Dmp，它突破了单个立体模型的限制，以正射影像和立体配对片为基础，拼接整个区域的模型形成连续立体影像，所得影像的投影方式由中心投影转变为平行投影，使得物方和像方的投影变化得以消除，实现了真正的“所见即所得”，这对于大型工程的选址和方案优化将起到重要的作用。对于电力设计单位而言，在选取和优化架空送电线路时，特别是山区线路，需要从整体上进行选择和优化。因为航摄得到的是中心投影的影像，山区地形起伏大，存在较大的投影差，所得影像变形大，利用原始影像制作的镶嵌图上选取的路径与真实的路径往往存在较大的差异，这就使得选取的路径从镶嵌图上看已经避开房屋和植被，实际并非如此，结果常常造成大量森林资源的砍伐和房屋的拆迁，路径优化的目的无法全部实现，所以在架空送电线路的选线和优化中3Dmp将会起到重要的作用。

此外，考虑到电力设计单位在设计架空送电线路时的特殊作业方式和专业要求，对测量专业的测图方式和出图成果提出了特殊的要求。一般而言，选线时，线路设计人员先在地形图上粗选线，获得航摄资料后在制作的镶嵌图上进一步优化，然而由于以上所提到的原因，在镶嵌图上画出的路径并非真实路径，而且，在外控做完后，设计人员希望能尽快得到线路平断面资料和沿线交叉跨越成果、房屋面积统计量等资料，传统航测作业是无法及时提供的。为此在其原有的三维设计量测平台3Dmp的基础上，根据架空送电线路测量规范，结合电力线路设计的实际作业流程，开发了一套电力线路设计软件（Pld）和电力线路测量软件（Plm）。实现了线路测量的主要功能，诸如路径的选取、优化、自动采集断面和手工量测平断面、房屋面积、交叉跨越等的统计。

三、系统主要功能

1、3Dmp主要功能

建立量测区，使用正射影像和DEM生成测区的三维立体模型。

2、Pld主要功能

打开测区的三维立体模型，选取和优化路径，并将转角保存在文本文件中；自动采集中心断面和边线断面数据。

3、Plm主要功能

与SLCAD（架空送电线路平断面测量系统）联机测图；或者在本系统内直接测量平断面图，目前实现的功能有中心断面和边线断面的采集，房屋、交叉跨越电力线、通信线以及危险点的量测、平面数据的量测，并可对量测结果进行编辑修改、房屋面积和交叉跨越的统计。另外Plm的一大特点是在测量断面，摇动X手轮时，测标将自动沿该耐张段的直线方向移动，这样就避免了Y方向的移动，提高了测图效率。

四、作业流程

整个工程具体作业过程详见下图图1。

作业流程图1

五、工程应用

为了分析3Dmp、Pld、Plm的作业精度和效率，我们选取了三峡―广东500kV送电线路中第25航带与传统的作业模式进行比较。本次航飞摄影比例尺为1：10000，摄影焦距为152mm。

在形成该测区的三维立体模型前进行以下工作：

（1）按25um的分辨率扫描影像；（2）在该航线内布设8个控制点，（3）使用GPS进行静态控制测量；（4）采用PatB算法进行加密计算，控制点中误差如表1：

表1控制点中误差

然后创建测区内各个像对的模型，生成该线影像并进行影像匹配；对匹配结果进行编辑，因为该线路位于山区，植被覆盖较高，又加上有村镇和河塘，这些因素导致了匹配的效果差，因此直接影响到生成DEM的精度；生成率DEM和正射影像；使用3Dmp生成整个区域的正射影像和立体配对片。

打开Pld软件，将定线时设计的转角坐标保存为路径文件，然后打开整个区域的正射影像和立体配对片，这时路径将显示在立体影像中，可将路径进行调整（包括增减转角和移动转角位置）直至最佳为止，保存该路径并自动采集断面，测量交叉跨越和房屋等平面地物，并生成房屋面积、交叉跨越等统计值。其中，自动采集断面的时间与采集间隔大小有关，在该区域按3m间隔采集5km断面不超过10秒钟，该方法可尽快为设计部门提供资料以确定方案的可行性。自动采集精度方面，由于采集点的高程直接从DEM获取，所以整个测区的加密精度和影像匹配结果的好坏就成了采集断面精度的关键。以下是采集高程结果与外业测量的塔位高程比较见表2。

注：H1表示定位桩高程；H2表示Pld软件自动采集相应累距的高程；

H=H1-H2；O表示河堤；表示山； ：陡坎

表2共比较50个塔位，其中小于015m的有30个，占60%，015～110m的有14个，占28%，110m以上的有6个，占12%。这6个110m以上的点为山区、陡坎和河堤，这些地方的匹配编辑复杂，且山区多为植被覆盖，精度难以达到最佳。

五、结束语

通过上述作业模式的比较结果可以看出，使用3Dmp生成整个区域的正射影像和立体配对片，然后在立体影像中使用Pld选择路径并进行优化比传统的方式更直观、方便，自动采集断面的精度也完全满足线路设计要求，而且使用自动采集断面功能和手工采集平面数据能及时提供线路平断面资料和沿线交叉跨越成果、房屋面积统计值等资料，线路设计人员可以尽快确定路径，提高工作效率。

该系统还有不完善的地方，特别是电力勘测设计专业性较强，在数据采集、数据格式、以及图纸格式方面都有不同的要求，这些都应在使用中不断改进和完善。

参考文献：

[1] 汤坚.特高压架空输电线路二三维交互优化选线技术的研究与系统设计[J].电力勘测设 计.2011，（02）

[2] 李淄博 习鹏.浅析电力架空输电线路设计软件的应用[J].中国科技投资.2012，（21）

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电力企业在不断发展的同时，已逐步将工作重心转移到创造和维护自身的经济效益方面，使得其有效的改进电能计量装置技术的同时，针对不断上涨的电力需求进行必要的修正和处理。电力费用上涨过程中，造成的窃电现象还是比较常见的，而电力技术的深入研究，针对电力系统的谐波源大量增加，加剧了局部电压和电流波形的严重变形，影响电能表的正常工作，造成具体监测数据的异常现象，这种现象长期放任不管，将会在造成装置严重破坏的同时，极大影响电力企业的正常生产和运行工作，造成巨大的经济损失。面对这种计量装置的异常问题的日益加剧，传统的电能测量仪器造就失去了作用，但现实中的人工计量还是在不同的地区有所展现，对不同的电力问题难以做到准确估计，因此在市场化竞争不断深化的电力企业形势下，需要结合技术的最新功能进行电力系统在扩大过程中的不断改进，做到大范围的增加最先电能测量仪器的同时，保证具体数据测量的精准性，确保积极竞争市场的全面发展。因此，面对人工的电能计量监测，一直是严重困扰电力新发展要求发展的限制因素。

二、关于电力电能计量装置管控策略的探讨

电能装置发生异常时，需要结合先进的测量仪器进行具体工作环境和状态的有效排查，针对不同形势的变化进行必要状态的技术修整。

（一）电力计量装置异常的监测措施的改善

计量电压的变化后，会造成整体结构的回路的运转异常，导致整体装置的计量误差增大。在电压突变的过程中，由于电压长期低于正常水平，会造成计量三相电压的极度不平衡，具体的指示工作更加难以落实；电流回路异常在电能表内部的催化作用比较明显，造成三相电流的不平衡状态；这些电流和电压异常状况的长期堆积会造成计量设备内部的严重负荷，造成功率的因数突变，在监视设备的指示信号会在自检操作错误的同时，造成量柜的非正常打开，监视继电器的开关计量装置也会失去必要的功效；另外，在长期负荷的电量累积后，计量装置在综合误差的影响下，谐波和窃电所导致的计量装置的异常将会造成电能计量的具体数值小于实际电量运行数值，造成电量计量统计低于实际用量，对于电力企业内部的经济运转将会造成严重的压力。对于不易发现的装置异常状况，必须借助技术设备的全面分析，进行相电压、电流、电压突变量值的准确测量，同时在三像电压和短路器位置的正常数据进行比对，确保各项数据的稳定性和规则性。充分利用信息化管理平台进行计量装置的基础信息的完善存储，在进行信息化建设的同时规范新装表计量信息的校正，完善原有设备结构的同时，掌握全面的、准确的电能计量装置的基础资料，提高整体装置的管理水平；把居民用电的产权归供电企业所有，保证记录数据在统一表格、统一校验配送的形式下进行系统管理效能的改善；注意加大电能计量检定的技术设施和资金的投入，保证供电企业在计量工作上有着一定的技术力量支持，具体保证检测数据的准确价值，同时保证长期稳定工作设备的使用寿命的延续，减少不必要的资金投入，促进整体电力事业的进一步发展。

（二）具体设备的技术功能和人员队伍的改善

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关键词：电力计量；应用分析；管理现状；优化对策

随着电力系统覆盖面积的增加和自动化程度的提升，通过对电力系统的实时和动态监控来保证电力系统运行稳定成为了电力企业管理工作的重点。电力计量技术能够收集、分析和处理整个电力系统的计量数据，从而为管理人员开展相关的工作和制定规划提供了必要的参考。因此，必须要认清现阶段电力计量技术的发展情况和具体工作中存在的一些问题，随后通过采取相关措施，确保电力计量技术能够真正为电力事业发展起到推动作用。

1电力计量技术的具体应用

1.1电子式电能表的应用

电子计量工作中比较常见的设备就是电能表，一般的电能表只有计量功能，其抗干扰能力也一般，工作原理是将采样电压电流经过程序转换生成脉冲信号，再脉冲累积形成数字化信息。电子式电能表通过计数器记录电量数据，计量功能精确，抗干扰能力强。与普通的电表相比，电子式电能表的应用优势主要体现在体积减小、抗过载能力强、频率覆盖范围大，加上技术的不断成熟导致其成本降低，因此近年来有了更加广泛的应用。为了实现分时计费电价，具有多重计费功能的电子式复费率电能表很快得到了市场认可。电子电能表将电量和时间相结合，方便实现分时计费模式。

1.2电力谐波的应用

谐波干扰是电力系统中比较常见的故障，其产生来源于硬件，为了实现对谐波的严格控制，需要对技术进行改进。谐波干扰会使电能表功率反应大幅提高。该电能表显示的功率是基波和谐波共同作用的结果，也即全能量计量方式。再者，电能表的抗干扰能力可以通过过滤和忽视谐波的过程得以实现，电能表只完成对基波功率的测量，这样可以显著提高电能表的工作效率和测量精度，满足了现代电力计量的需求。最后，可以尝试开发电能表对谐波和基波的分段计量功能，也就是谐波测量方式。

1.3集中抄表技术

集中抄表技术的主要功能就是远程自动抄表技术的实现。该系统可自动完成电量数据采集和传输处理，比传统人工抄表效率高得多，是实现电力计量现代化管理的重要途径。集中抄表器、上位机主控室、用户终端是抄表系统的三个部分，组成了通讯网络、中心处理子系统和采集系统。采集系统可完成远程集中抄表和本地自动抄表两种任务，前者具有三层功能，一级脉冲采集器汇总数据、二级集抄器集中抄收记录、上位机中心数据处理系统对整个过程完成统一管理监控。

2电力计量技术的管理现状

2.1电力计量设备实现了自动化和信息化

电子信息技术和计算机技术的成熟发展和广泛应用，为推动电力计量设备实现自动化和智能化提供了技术支持。利用网络技术将电力系统中的各个变电站、电力客户终端进行连接，一方面能够实现各个系统之间的信息共享，在电力信息和计量数据的采集、统计、分析等方面提供了极大的便利；另一方面，也在很大程度上降低了计量工作人员的工作压力，提高了电力系统的管理效率。从整体上来看，电力计量设备的一体化发展已经成为必然趋势，随着电力企业结构调整的不断深入，电力计量技术的管理制度也会更加完善，为电力计量设备的自动化和信息化发展提供了良好的环境。

2.2电力计量装置管理水平有待提高

在电力计量过程中，会产生大量的相关性基础资料，这些资料中所涉及到的基础信息，往往是对电量、线损等相关经济指标的计算。但是在实际的管理工作中，由于没有认真做好基础资料的分类和管理，导致其中的部分资料和数据丢失，不能够全面、准确的反映出电力计量的信息，由此计算出来的电量和线损结果也必然会存在较大的误差。除此之外，还有一些管理人员，由于自身的专业技能不足，或是责任意识不强，在电力计量装置管理中未能落实监督和管理责任，也是现阶段电力计量技术管理中面临的重要问题。

2.3资源配置和技术推广需要进一步优化

在电力系统投入运行一段时间后，电力计量装置不可避免的会出现老化、磨损等问题，如果相关的技术人员没有定期做好维修工作，就会导致电力计量装置的非正常运行。由于资源配置不合理，导致能够提供的更换零件和装置十分有限，即便是发现了电力计量装置存在质量隐患，也往往由于缺乏更换零件而不了了之。计量人员对新技术、新知识的接受能力较差，加强缺乏专门的技术培训机会，因此新的电力计量技术的推广和应用也会受到一定程度的阻碍。

3提高电力计量技术管理应用的对策

3.1建立健全电力计量管理体系

内容完善、落实到位的电力计量管理体系，能够为电力计量技术的开展提供必要的制度保障，对于提高管理水平也起到了积极作用。电力企业应当根据自身情况，尽快建立起一套电力计量技术的管理体系，并成立专门的管理机构，安排工作经验丰富的人员落实管理和监督责任。同时，开展全体员工的教育培训，密切各个部门之间的合作关系，积极配合完成电力计量工作。除了明确电力计量管理责任和工作任务外，还要对电力系统中的检修工作、人员配备、电力调度等进行明确规定，通过明确奖惩机制，来激发工作人员的积极性，确保管理制度得到贯彻和落实。

3.2重视电力计量专业人员培训

电力计量技术的应用和研发离不开高素质专业人才的支持，建立一直专业能力强、综合能力初中的人才队伍显得极为关键。从电力企业角度来说，要主动为电力计量相关人员提供培训和学习机会，并且根据具体岗位的不同，建立短期、中期和长期培训计划，以便于推动电力计量技术的不断更新和优化。同时，建立起与培训活动相配套的考核和奖励机制，对于培训中表现出色的，要给予鼓励；对于在技术创新和产品研发中做出突出贡献的，要给予奖励。从个人角度来说，也要不断加强自我学习，利用工作之余时间补充理论知识，并在工作中加以实践和提高，满足岗位工作需求，提高电力计量管理水平。

3.3加强相关设备的综合管理

对电力计量设备的管理也是电力企业工作中的一部分，通过开展综合化的管理，能够及时发现电力计量装置存在的问题和隐患，从而采取必要的措施，确保电力计量装置能够正常使用，延长使用寿命。简单来说，管理工作大体可分为以下几种：一是建立设备的电子档案，对于电力计量装置的名称、型号、使用情况要做到详细记录和动态更新，以便于通过电子档案及时掌握各种电力计量装置的运行状态，从宏观层面上实现监督和管理。将设备出现的故障原因和维修记录进行详细登记，为今后进行查询提供必要的依据；二是要积极引进现代化的管理技术，实现对电力计量装置的自动诊断和自我校正。这样一来，即便是存在安全隐患，也能够及时巡检并发出警报，以便于技术人员快速锁定故障源，并采取修复措施。电力计量技术的管理是一项动态性的工作，需要电力企业重点关注。

3.4不断进行技术研发和产品创新

电力计量技术管理水平的提升，需要紧跟市场发展形式，加快技术的创新和产品的研发，使其符合当前电力计量工作的需要。一方面，可以有选择性的借鉴和引进国外的一些先进成果，在短时间内提高电力计量技术的管理水平和计量工作效率。这种方式的优势在于不需要进行技术研发投资，但是不利于电力企业的长远发展。因此，从另一方面来说，电力企业也要注重做好技术和产品的自主研发工作。虽然从短期来看，企业需要投入一定的人力、物力成本，但是这种自主研发模式能够从企业工作需要出发，降低了电力计量技术管理的难度，有利于推动企业的可持续发展。因此，电力企业需要协调好技术引进和自主研发，准确分析判断市场形式和工作需要，通过不断的调整管理方向来确保电力计量技术的创新和发展。

4结束语

电力计量装置在电力能源资源的管理中发挥着至关重要的作用，实现电力计量技术的研发创新和优化管理，不仅是电力企业根据市场变化做出的一种应对策略，也是推动企业自身发展、维护经济效益的必要手段。因此，电力企业应当重视对电力计量技术的管理，并通过建立健全管理制度、重视管理人才培训以及加大技术研发力度等措施，来推动电力企业电力计量技术的快速发展。

作者:黄涛 单位:国网四川省电力公司内江供电公司

参考文献：

[1]王永才，余永忠，翟鸿荣.电力计量自动化海量实时数据管理平台的设计与实现[J].企业技术开发月刊，2013，32（9）：117-118.

[2]王少锋，伍少成，刘涛，等.基于KNN打分算法的电力计量自动化终端通信故障的检测和预警[J].电气自动化，2016，38（4）：86-89.

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关键词：广域测量系统（WAMS）；同步相量测量装置；动态监测

随着电力系统总容量的不断增加、网络结构的不断扩大、超高压长距离输电线路的增多以及用户对电能质量要求的逐渐提高，对电网的安全稳定提出了更高的要求。建立可靠的电力系统运行监视、分析和控制系统，以保证电网的安全经济运行，已成为十分重要的问题。近来受到广泛关注的广域测量系统（Wide-area measurement system，WAMS）可能在一定程度上缓解目前对大规模互联电力系统进行动态分析与控制的困难。

1安全稳定控制系统

互联网稳定控制面临着较多的问题：互联系统的低频振荡问题及紧急控制等问题。如我国华中系统的低频振荡衰减时间较长，当系统出现故障时，华中系统的较长的动态过程势必会通过联络线影响到华东系统。传统的基于事件的就地控制不能够充分观察系统的动态过程，因而不能够较好观察系统的各种状态，比如某些系统目前无法较快地抑制低频振荡问题。基于响应的广域稳定控制增强了互联网稳定控制的可靠性和灵敏性。

目前的稳定控制系统，比如电气制动、发电机快速励磁、发电机组切除、自适应负荷减载及新兴的灵活交流输电等，发展到广域控制都应该是基于广域电力系统的信息:原来使用就地信息不能够满足控制对电力系统充分观察的要求。广域测量系统提高了电力系统的可观察性，通过各种分析手段，进行系统动态过程的分析，如通过频谱分析，可以实时计算出系统的振荡模式、系统状态量的变化趋势等:从而提供给广域控制充分的动态信息。

1．1 暂态稳定预测及控制

当今投入实际工业应用的稳定控制系统可分为两种模式，即“离线计算、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”。但分析表明，大停电往往由“不可预见”的连锁故障引起，在这种情况下以上两种稳定控制系统很可能无法响应。理论上最为完美的稳定控制系统模式是“超实时计算、实时匹配”。这种模式假设在故障发生后进行快速的暂态分析以确定系统是否会失稳，若判断系统失稳则给出相应的控制措施以保证系统的暂态稳定性。这种稳定控制系统的整个分析计算、命令传输、执行过程的时间极短，理论上可以对任何导致系统暂态失稳的故障给出相应的稳定控制措施，达到对各种系统运行工况、各种故障类型的完全自适应。

WAMS 在以下几方面的应用有助于实现上述自适应实时控制系统：

（1）对于 WAMS 提供的系统动态过程的时间序列响应，直接应用某种时间序列预测方法或人工智能方法预测系统未来的受扰轨迹，并判断系统的稳定性。但由于电力系统在动力学上的复杂性，这种直接外推方法的可靠性值得怀疑。

（2）以 WAMS 提供的系统故障后的状态为初始值，在巨型机或 PC 机群上进行电力系统超实时暂态时域仿真，得到系统未来的受扰轨迹，从而判断系统的稳定性。仅就算法而言，这种方法是可靠的，但在连锁故障的情况下，控制中心未必知道该方法需要的电力系统动态模型；再者，该方法要求的时域仿真的超实时度较高，目前对大规模系统而言可能还存在困难。

（3）基于 WAMS 提供的系统动态过程的时间序列响应，首先利用某种辨识方法得到一个简化的系统动态模型，然后对该模型进行超实时仿真，得到系统未来的受扰轨迹，并判断系统的稳定性。这种方法的可靠性比第一种方法好，同时仅基于WAMS 提供的实测信息，不需知道第二种方法必需的故障后系统动态模型的先验知识，应该是目前比较有前途的方法。

除了判断系统稳定性外，另一个重要问题是若干预测结果为系统失稳，那么该如何给出适当的控制量以避免系统失稳，这方面的研究相对于暂态稳定预测的研究还较薄弱。它涉及电力系统稳定量化分析和稳定量化指标对控制变量的灵敏度分析，即使在离线环境下这也是一个难点，实时环境下要求快速给出适当的控制量将更加困难。有些研究以WAMS 得到的故障后一小段时间内的实测量为输入向量，通过人工神经网络直接将这些实测量映射到控制向量（如切机、切负荷量等）空间，这种方法相当于将暂态稳定预测和求解控制量都隐含在神经网络之中。但人工神经网络的训练需要大量样本，如何保证这些样本对各种系统运行工况和各种可能发生的故障具有足够的代表性是一个难题。WAMS 得到的实测信息也可用作稳定控制后备的失步解列装置的触发信号，在这方面的研究中系统通常被等值成两机系统。

1.2电力系统稳定器（PSS）

传统的分散配置的分散控制器实际上是在简化模型下设计的“孤立”控制器，只考虑本机可测信号，不考虑多机系统之间的关联作用及系统中其它控制器的存在和交互作用影响，其结果是这种控制器只对改善本机控制特性有一定好处，但对系统其它相邻机组的动态行为不可能有确定的改善，相反存在着各控制器间动作无法协调，而使各自的控制特性恶化的可能性。北美系统在进一步加装PSS过程中曾有过由于相互协调而使低频振荡重新出现甚至加剧的实例。

广域测量系统提供了广域系统的同步状态量，为进一步开发相互协调动作的电力系统稳定器打下基础。基于广域测量系统，PSS可以观察动作以后系统各点的响应情况，并根据系统的状态，确定进一步的动作。

2 电压、频率稳定控制

2．1 慢速电压稳定控制

基于广域测量系统，人们可以开发较为慢速的广域控制，比如电压稳定控制。美国BPA公司正在开发"先进电压稳定控制"项目。该项目基于广域测量系统和SCADA系统提供的系统电压、电流相量、有功、无功及频率等综合信息开发以下控制：基于响应的快速控制，该控制措施包括发电机跳闸及无功补偿调节。该控制主要需要提供电压相量、频率、有功及无功的测量；利用无功补偿设备进行电压控制，基于广域测量系统提供的电压幅值及功角，无功补偿设备使用模糊逻辑控制来调节电压幅度；变压器自动调压避免变电站之间并联变压器的环流现象，提高电压稳定性；发电厂的电压调度在电压紧急的状态下，有较多无功储备的电厂可以提高电压，从而减少系统的无功损耗，并提高电容器组的无功输出。这些措施可以提高系统的无功平衡，从而加强电压的稳定。

2．2 静态电压稳定控制

相对于暂态稳定问题，静态电压稳定和频率稳定属于慢动态的范畴，更易于利用 WAMS 信息实现稳定监视和控制。如利用 WAMS 得到的各节点电压相量测量值将系统等值成两节点系统，能快速给出电压稳定裕度；以各节点电压相量测量值作为输入变量，以潮流雅克比矩阵的最小奇异值作为电压稳定指标，用大量样本训练得到一个模糊神经网络作为电压稳定分类器，输出变量为很安全、安全、警戒、危险、很危险等 5 种电压安全水平；以 WAMS 提供的节点电压相角差和发电机无功出力为输入变量，应用决策树快速评价系统的电压安全水平。

3动态过程安全分析

3.1 低频振荡分析及抑制

随着大电网的互联，区域间的低频振荡对互联电力系统的安全稳定运行构成了威胁。WAMS 可望在分析和抑制低频振荡方面发挥作用。直接将系统线性化状态空间方程离散化，利用WAMS 提供的各离散时间点的测量值，通过最小二乘法计算线性化状态空间方程的系数矩阵，进而计算该矩阵的特征根；基于 WAMS 提供的各离散时间点的测量值采用卡尔曼滤波方法计算系统的机电振荡模式；应用快速傅立叶变换和小波分析对 WAMS 提供的节点间的电压相角差振荡时间曲线进行分析，提取低频振荡模式。与常规离线分析相比，基于 WAMS 的低频振荡分析具有更高的可信度。

通常仅基于本地信息的阻尼控制器（如 PSS）不能很好地抑制区域间的低频振荡，因为本地信息并不能很好反映区域间的振荡模式，本地信号对于区域间的振荡模式的可观测性不好。WAMS 的出现为抑制区域间的低频振荡提供了强有力的工具，可通过 WAMS 获取区域间的发电机相对转子角和转子角速度信号等全局信息作为阻尼控制器的反馈信号构成闭环控制。将采用 WAMS 信号的区间阻尼控制器附加到发电机励磁控制器中，达到抑制区域间振荡的目的；采用 WAMS 信号作为装设于联络线上的 TCSC 装置的控制输入，基于线性 H∞控制理论设计了 TCSC 区间阻尼控制器采用 WAMS 信号作为控制器输入时，需要引起重视的是 WAMS 信号的时滞（Time Delay）问题考虑时滞后闭环系统成为一个时滞系统，若时滞过大可能引起闭环系统的不稳定采用最小二乘预测算法由历史 PMU 测量序列得到控制器当前的反馈输入，没有明确说明时滞的处理方法，但其采用的 H∞控制是一种鲁棒控制方法，对由时滞造成的影响有一定抑制作用。

3.2 全局反馈控制

以往乃至目前的电力系统控制研究领域一直强调分散性/就地性，即对电力系统中的某一动态元件仅采用本地量测量构成反馈控制，从便于控制实现的角度追求控制的分散性/就地性毫无疑问是可以理解的，但通常电力系统的动态问题本质上具有全局性（如暂态稳定问题），而分散/就地控制只是通过本地量测量间接地包含一些全局信息，因此在提高全系统稳定性上有一定局限性。随着 WAMS的出现和发展，研究和实现基于 WAMS 信号的全局信息反馈与控制成为可能。

基于 WAMS 提供的全局实时信号，将通过联络线互联的两个区域等值成一个两机系统，然后采用直接线性化技术设计了联络线上的 TCSC 控制器，数值仿真结果表明，所设计的基于 WAMS 信号的全局 TCSC 控制器有效提高了互联系统的暂态稳定性。在全局反馈控制的研究中，同样存在远方反馈信号的时滞问题，有必要采用时滞系统控制理论加以分析研究，以探明时滞对全局反馈控制的影响。另外，对于非线性全局控制，如何根据特定的控制目标选择合适的远方反馈信号也是一个值得研究的问题。

通过分析可见，建立广域测量系统成为我国电力系统发展的必然，必须从工程技术、经济等角度对其开发、应用进行整体规划。未来重点要编制现有技术应用的规范，并提出技术改进的各种方法。根据我国电力系统运行、规划、分析、控制、保护及EMS等系统的未来实际要求，确定与广域测量系统接口、数据管理、分析和交换等各种相关课题。

参考文献

[1] 严登俊，袁洪，高维忠，等．利用以太网和 ATM 技术实现电网运行状态实时监测[J]．电力系统自动化，2005，27(10)：67-70．