變電站的電壓監(jiān)測數據是考核各級電網電壓質量﹑為有關部門制定電壓曲線﹑電網規(guī)劃和安排合理的運行方式提供重要的依據。目前國內生產的電壓監(jiān)測儀只能對某一個測試點進行監(jiān)測，實時采集的數據保存在EPROM中，因其容量較小，因而所統計的數據有限。本文作者所研制的智能電壓監(jiān)測儀是針對湖南省長沙電業(yè)局樹木嶺變電站進行設計的，可實現對多個回路同時進行監(jiān)測，并有統計電壓最大值﹑最小值﹑電壓合格率﹑按時間查詢﹑觀測各測試點的日電壓曲線﹑打印出日報表和月報表等功能。 

    一﹑ 智能電壓監(jiān)測儀的基本功能： 

    （1） 該智能電壓監(jiān)測儀安放在湖南省長沙電業(yè)局樹木嶺變電站，可實現對樹木嶺變電站的兩路220Kv的PT電壓﹑兩路 110Kv的PT電壓﹑四路10Kv的PT電壓及兩路220V直流電壓和兩路380V直流電壓進行實時監(jiān)測；監(jiān)測儀對被監(jiān)測的電壓采用有效值采樣，其采樣周期每秒一次，并作預處理存儲。一分鐘作為一個統計單元，取一分鐘內的電壓預處理值的平均值，作為代表被監(jiān)測系統實時的實際運行電壓； 
    （2） 具有按時間查詢的功能； 
    （3） 有圖形顯示功能； 
    （4） 具有按月和日統計的功能，能顯示或打印電壓的考核時間﹑電壓合格率及合格累計時間﹑電壓超上限率及相應累計時間﹑電壓超下限率及相應累計時間，至少能存儲三個月的數據； 
    （5） 具有日整點打印，最大值與最小值及相應出現時間打印； 
    （6） 具有數據備份﹑數據讀入﹑數據刪除等功能； 
    （7） 監(jiān)測儀在被監(jiān)測額定電壓Un±20%的范圍內，其綜合測量誤差r≦± 0.5%； 

    二﹑系統的硬件構成： 

    系統結構圖如圖（一）所示，系統由兩個 I-7017數據采集模塊﹑一個RS232/485電頻轉換模塊I-7520和十二個電壓變送器構成。 
    I-7017數據采集模塊是泓格（ICP DAS）生產的8信道仿真輸入模塊，該產品共有8路差分輸入，16位分辨率，高達115.2K的通訊速率，主要用于工業(yè)現場或其它分布式數據采集，它采用RS232/485/422通訊網路，將分散的點信號傳輸到主機或由PC 控制遠程各點。它具有獨特的雙看門狗安全設計，即軟件看門狗和硬件看門狗組成。每個I-7017內有硬件看門狗，模塊萬一當機時，可瞬間重新開機。主控計算機和每個I-7017模塊，有軟件看門狗互鎖，萬一主控計算機當機，所有的輸出模塊就進入預設的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求。RS－485通訊網路如因故障或斷線，主控計算機和模塊間將無法互鎖無法通訊時，也會啟動軟件看門狗。軟件看門狗的設計非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統安全性。 
    ISA-7520R為 RS-232 /RS485轉換模塊，該模塊直接插在PC 的擴展槽內，無須另外提供工作電源。ISA-7520R內含自調適功能。它可自動檢測數據通信的波特率和數據格式，從而準確的控制RS-485網絡，減少系統的花費，增加系統的可靠性。 
    電壓變送器模塊是采用西南自動化研究所生產的WB400系列電量隔離傳感器，該傳感器采用特制隔離模塊,對電網和電路中的交流電壓進行實時測量, 具有高精度﹑高隔離﹑寬頻響﹑低漂移﹑耐沖擊和高性能價格比等特點。其中V411D1模塊將PT的二次100V電壓轉換成5V的直流電壓，V332A模塊將220V或380V的直流電壓轉換成5V直流電壓。其等級精度為0.2級，線性范圍為0～120%額定輸入。 
    I-7017數據采集模塊置于現場，實時采集變送器輸出的電壓信號，并轉換成RS-485標準信號，送入RS-485網絡中。由于I-7000系列的產品實現了對現場訊號的隔離，而EIARS-485是工業(yè)上使用最廣泛的雙向有補償通訊協議，僅用一組雙絞線即可實現數據的高速和長距離的發(fā)送和接收，各節(jié)點并行連接，模塊與模塊﹑模塊與網絡之間相互獨立，因此極大地提高了系統的可靠性。

圖（一） 系統硬件圖

    三﹑系統的軟件構成： 
 
    系統的軟件采用Powerbuild6.5編制，系統軟件如下：

圖（二）系統軟件框圖

    1﹑系統管理模塊設計： 
    系統管理模塊包括系統人員錄入和打印設置模塊。本系統軟件為分權限使用。在系統人員錄入模塊里，可錄入系統的使用人員的名字﹑密碼﹑和使用權限。系統的使用權限可分為一般操作人員和系統管理人員。若為系統一般操作人員，則只可使用數據采集模塊﹑數據查詢模塊﹑圖形顯示模塊等；若為系統管理人員，則所有的模塊均可使用。    

圖（三）    系統管理模塊方塊圖

    2﹑數據采集模塊： 
    在數據采集模塊里可實現十二個通道的實時采樣，即每秒鐘采樣一次，采樣60次的取平均值作為一分鐘數據保存起來。在數據采集模塊里還可實現自動統計日報表，即在23點59分59秒自動統計當日的最大電壓值﹑最小電壓值﹑考核時間﹑及最大電壓﹑最小電壓出現的時刻。 
    由于PowerBuilder支持MS 的OCX控件，這樣可以利用 VB4 附帶的MSCOMM32.OCX來實現同COM口的通訊。實現方法如下，先在窗口上加入OLE控件，選擇MSCOMM32。通訊端口編程如下： 
    ole_comm1.Object.CommPort = 1 // ole_comm1是OLE控件的名稱，CommPort是端口。 
    ole_comm1.Object.Settings = "9600,N,8,1"                    //設置通訊協議 
    ole_comm1.Object.InputLen = 0                               //初始化Input 
    ole_comm1.Object.PortOpen = True                           //打開COM口 
    ole_comm1.Object.Output = "#"+ "010"+ CHAR（13）      //向COM口發(fā)送字符 
    Do 
        Yield（）                               //一直等待，直到InBuffer有數據 
    LOOP Until ole_comm1.Object.InBufferCount >= 1 
    ls_Output = ole_comm1.Object.Input                        //取數據 
       
    其中ole_comm1.Object.Output = "#"+ "010"+ CHAR（13）為向端口發(fā)送一命令，要求？ 一號I-7017數據采集模塊的第0號信道讀入仿真信號。 
    數據采集的界面如下：

圖（四）  數據采集界面 

    3﹑數據查詢： 
    在數據查詢模塊里根據輸入查詢的時間，把相應的記錄檢索出來，并可實現打印功能。數據查詢的界面如圖五所示 

圖（五）數據查詢界面

    4、圖形模塊： 
    ？ 點擊圖形模塊，輸入欲查詢的時間，并選擇線路名稱，可檢索出該天這條線路的電壓采樣值，并畫出其變化的曲線，選擇打印功能，可打印出電壓曲線。 

圖（六）圖形界面

    5、統計報表： 
    統計報表模塊包括日統計和月統計模塊。 
    在日統計窗口界面里，輸入欲查詢的時間，便可統計出該天八條線路的總考核時間﹑超上限時間﹑超下限時間﹑合格率﹑最高電壓﹑最低電壓﹑最高電壓出現的時間﹑最低電壓出現的時間﹑及當天的平均值等。按打印鍵，可打印出日報表。在月統計的報表里，可實現本月的統計和年度統計。即輸入欲查詢的月份，可統計出當月的總考核時間﹑超上限時間﹑超下限時間﹑合格率及年度內累計越上限時間﹑累計越下限時間﹑累計供電時間 和累計合格率。按打印鍵，可打印出月報表 
   日統計報表的窗口界面如圖七所示：

圖（七） 日報表

    7、數據處理模塊： 
    數據管理模塊包括數據備份﹑數據刪除﹑數據錄入﹑和月統計功能等。 
    在數據備份的窗口界面里輸入欲備份數據的時間段，將數據檢索出來，并備份到硬盤里。 
    若數據保存過久，可在數據刪除的窗口界面里檢索出欲刪除的數據，將其刪除。數據錄入界面可將備份的數據重新錄入到數據庫里來。 

    四、結語： 

    該智能電壓監(jiān)測儀經湖南省電力試驗研究所做電磁兼容的試驗和精度測試，各項指標完全達到設計要求。其軟件因使用方便，界面友好，而備受歡迎。