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前言

在现代社会中，供电质量的好坏，不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏，更是影响经济发展的重要因素，它决定着工业发展的方向、规模。实际上，信息时代的到来，要求不间断供电的计算机设备越来越多，给供电提出了更高的要求。停电或限电会导致减产，而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。中低压配电网作为输配电系统的最后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关，只有实现中低压配电网的自动化，才可能较大限度地提高供电质量，满足人们日常生活工作与生产的需要。

实现中低压配电网自动化，可提高供电的质量和可靠性。实现中低压配电网自动化，可减少故障次数，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、事故原因提供有效的依据。

实现中低压配电网自动化，可以提高整个电力系统的经济效益：减轻维护人员的劳动强度；减少操作人员；增强电力系统的免维护性；有利于提高设备的安全和健康水平，延长使用寿命。

实现中低压配电网自动化，可以提高整个电网的管理水平。主要包括：为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供更为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电；可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况，实现总体控制。

我国配电网自动化的薄弱环节－中低压配电网

配电网自动化建设，在我国尽管起步较晚，但也已经进行了近20年的研究和实践，取得初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网（35 k V以上）层次上进行的，而在中低压配电网（配电房这一层次）的自动化问题上，还是一片空白，既没有总体的规划，也没有一个统一的技术原则。不仅如此，目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前，对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控，除少数大用户的负荷控制外，尚无其它监控手段。

中低压配电网自动化方案

1、电力系统自动化现有方案的比较

中低压配电网（主要指开关站、开关房、开闭所）的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此，分析一下变电站自动化的实现方法，对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。

变电站自动化系统由5个部分组成：主站、远方终端单元（re mote terminal units，RTU）、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中，RTU装置位于变电站现场，可以自动采集各种开关状态量（遥信）、模拟量（遥测），并经**通道传递到监控中心的主站系统；有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作，并将操作结果返送监控中心主站系统。

从变电站RTU可以实现的功能来看，变电站的自动化包括3个方面的内容：遥信、遥测、遥控。除此之外，有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应，变电站自动化系统可以分为两类：一类只实现了遥信、遥测的功能，即传统的SA系统；而较新的SA 系统则属于另外一类，它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。

从变电站RTU实现遥测的方法来看，RTU存在两种实现方案：

a）直流采样方案

这种类型的RTU装置在采集模拟量之前，先利用变送器将交流转化成直流，然后再使用RTUA／D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主，辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器，*高级的数字处理单元（CPU等），难以反映模拟量的瞬时变化，无法进行谐波分析，电能量总加功能的实现比较复杂困难。

b）交流采样方案

这种类型的RTU装置直接使用A／D转换元件对交流电量进行采集计算，*变送器之类的转换设备，但需要快速的数字处理单元进行配合，以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化，而且可以进行谐波分析，计算频率，简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机（如8 X86等）配合多个单片机（如8051、8098等）、并加上大量的A／D转换电路，来实现开关量、模拟量的采集。

当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下，交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主，辅以少量的模拟电路，功能强大，扩充容易，可靠性较直流采样方案有较大提高，综合。

2、中低压配网自动化的应用特点

中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元（RTU）、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点：

a）传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测，但中低压配电网的自动化对象（开关房、开闭所和配电房）数目繁多，开关操作频繁，更注重遥信、遥控功能。

b）中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境，被不同层次的用电管理人员（包括农村电工）所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免专业维护、抗恶劣环境等特点。

c）应用于中低压配电网的RTU，在功能上应具有模块化结构，在硬件上要越简单、越可靠越好。较好是同一套简单硬件，只要简单进行一下设置，就可以满足不同场合、不同规模的要求。

由此可见，有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU，以适合中低压配电网自动化的特点和需要。

3、中低压配电网自动化RTU的RS6011G GPRS RTU实现 。

RS6011G远程智能监控终端是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性监控装置，可以直接接入标准传感器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线监控的较佳手段。

RS6011G远程智能监控终端内部具有一个高性能的微处理器，可以完成模拟信号的采集、量值转换和滤波处理等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整，多点组网的方式非常灵活，既可以选择简单方便的GSM SMS短消息方式，也可以选择实时的GPRS/CDMA网络方式。监控中心的建立也是非常容易，目前流行的组态软件都可以直接接入，同时我们提供基于互联网WEB发布的电网设备运行远程监控系统，可以满足大多数电力用户的需求。

配备多种接口资源：包括模拟信号采集、开关量输入、输出、脉冲信号输入等；

1、 产品功能

◎监测

RS6011G监控终端支持RS232/RS485用户数据接口，可现场接入电压监测仪、电表、配变监测仪等电力参数监测设备，通过无线的方式进行远程监视，并通过主站管理软件汇总形成报表。

RS6011G监控终端支持多路开关量，模拟量接入，可时实监测现场断路器工作状态，漏电保护器状态及现场温湿度状况等。

◎报警

当电力设备发生故障时，RS6011G监控终端在**时间自动发送报警短信到授权的手机及主站管理软件。报警信息可以支持：电网停电、保险溶断、漏电跳闸、缺相运行、零线故障、短路故障、非法开启计量箱，设备高温等故障报警。

◎控制

RS6011G监控终端内设两只工业继电器，支持两组常开常闭接点输出，可以远程控制断路器、漏电保护器的分合闸。*抢修人员到达现场也可轻松完成故障排除。

2、产品特点

◎ 支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入大用户电表等电参数监测设备；

◎ 采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本；

◎ 采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器；

◎ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；

◎ 内设工业时钟，精确计时；

◎ 自动定时上报和事件触发上报功能；

◎ 内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；

◎ 通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发；

◎ 板载GSM/GPRS/CDMA传输模块，方便用户选择GSM、GPRS或CDMA组网方式；

◎ 提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接；

◎ 工业级设计，稳定可靠，坚固耐用；

这样一种基于采集、传输、控制一体化RS6011G的中低压配电网自动化的RTU实现方案，完全可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势：硬件结构简单，完全免维护；规模可大可小，可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加；抗恶劣环境；高可靠性；编程实现各种功能，免硬件调试；费用低廉。

条干均匀度是评定纱线质量的重要指标之一，它不仅对纺织品的外观和内在质量具有决定性的作用，而且还直接影响纺织生产过程的稳定性。因此，条干均匀度的分析和测量对纺织品质量的控制和提高具有重要的意义。

条干均匀度的分析从二十世纪三十年代以来一直是纺织界的一个热点，先后提出了不匀率系数，变异系数、不匀率指数、变异长度曲线、波长谱、自相关函数等描述纱条不匀的指标，并随之产生了相应的测试方法和设备，应用这些方法和设备，提高纱线质量，是条干均匀度实践的一个主要内容。

应用随机过程理论和纱条数学模型的建立，对条干均匀度的理论和实践以及测试仪器的研制都具有重要的指导意义。这方面所进行的具有代表性的工作是1961年Rao在JTI上所发表的论文，该文在Martindale的基础上给出了理想纱条的严格数学定义和相应的数学模型，并导出了理想纱条的谱密度公式。

测试条干均匀度的主要方法有测长称重法、目光检测法、条干均匀度仪法。条干均匀度仪又分两种类型：电容式和光电式。电容式检测法是以空气电容器作为检测器，利用纤维材料介电常数大于空气这一特点，使纱条通过金属极板之间的电场，引起电容量发生变化，其变化量与纱条截面的纤维量基本上成正比。这种方法不受纱条截面形状的影响，然而纱条本身含水率的不均匀及对于混纺纱条，其混纺比不匀等都将影响结果的准确性。光电式检测法是利用一束光线将纱线投影在光电上，从而输出能代表纱线粗细程度的电信号。该方法简单易行，并且不受纱线本身参数的影响。缺点是在整个纺织过程中只能对细纱进行检验，受外界影响较大，特别是由于纱线本身的截面并非圆形，因此精度较低。

2、电容式条干均匀度仪

电容式条干均匀度仪(简称条干仪)是评定纱线质量的标准仪器，用于测定纱条的变异系数和纱疵数，作为评价纱线优劣的依据；条干均匀度仪又是进行质量控制的重要手段。分析条干均匀度仪绘制的波谱图，可以判断产生不匀的原因，为提高纱线质量、降低生产成本提供可靠信息。
现有的条干均匀度仪主要是瑞士蔡尔维格--乌斯特公司用于短纤的UTⅠ-B型、UTⅡ-B型、UTⅢ-B型等；用于长丝的UTⅠ-C型、UTⅡ-C型、UTⅢ-C型等。日本计量器公司的KET80B型、KET80C型等。国产电容式条干仪有YG130C型、YG131型、YG133型、YG133A型、YG131C型、YG135M型以及YG139型等。此类仪器是利用纱条通过由平行金属板组成的空气电容器时，随着极板间一段纱线的质量的变化，电容器的电容也相应变化的原理，由电容的变化量得到纱线细度的不匀率。

在纺织企业中电容式条干均匀度仪有着广泛的应用，主要原因是电容式条干均匀度仪在工艺调节、产品质量控制上有着较大的优势。利用其软件系统的曲线图、波谱图可以方便地找出由于生产设备状态不良或工艺原因造成的纱线质量问题，并及时进行调整。但从使用厂家的信息反馈来看：电容式条干均匀度仪存在计算精度不够，不能进行准确的定位，往往只能将问题于某台设备而不是某个部件；同时对纱线结构不匀也无能为力。而且电容式条干均匀度仪所测得的指标与布面外观质量之间相关性较差：往往出现纱线的CV值较好，布面质量存在问题，或者是布面质量可以，但纱线CV值却较差。因此，作为现代测量仪器，电容式条干均匀度仪有待改进。

3、光电式条干均匀度仪

对纺织企业来说，传统的方法是将纱线绕在黑板上，用肉眼判断纱线的等级----即黑板条干。而美国劳森公司（Lawson-Hemphill）开发的电子检视板（EIB）则采用CCD摄像头持续不断地扫描纱线直径，并将有关信息输入电脑，经处理后获得纱线的外观图像、纱线的图像扫描直径和直径变化曲线，并根据事先设定的纱线形态值或疵点尺寸判断被检测纱线上是否存在该类疵点。所谓疵点是指某一特定的纱线微段其直径**或低于规定的水平值。测试前，必须先决定水平值、微段长度以及直径**或低于水平值的次数等参数。当选择“**”项时，表示所有被CCD扫描的纱线直径，只有在其值超过水平值时才被电脑录入并被转换成作为软件处理分析的数据。选取“低于”项时，情况亦然。设定的微段长度值为一个二元值，即出现大于等于设定值，同时小于高一档长度值之间的数值都被计入这个二元值名下。例如1mm和5mm为相邻两档长度值，若取某一水平值，令纱线微段长度的二元值为1，则当纱线直径大于或小于该水平值时，纱线微段出现大于或等于1mm，且小于5mm的次数都统计在二元值这一项中。

传统的手工黑板绕纱与EIB绕纱原理相比较有所不同，虽然本质上绕纱的原理是一样的。如果是手工在黑板上绕纱则在判断纱线等级时常要考虑取还是反面作为样纱。而在EIB测试中，则、后面都可同时在板面中检视。同时EIB克服了电容式条干均匀度仪与布面实际质量相关度不够的缺点。但由于不能很好的应用于工艺调节，到目前为止，EIB在生产实际中对企业质量控制的指导意义却并不显著。

4、新型的电容式与CCD联合检测条干均匀度仪

GB/T398-93棉本色纱线国家标准规定：检验棉本色纱线条干均匀度可以选用黑板条干均匀度或条干均匀度变异系数两项中的任何一项。由于黑板条干容易受人为因素影响，而使用电容式条干均匀度仪可以获得客观的检验数据，更具体说服力。所以国家规定：当两种评定条干的方法不一致时，以条干均匀度变异系数为准。然而，在生产实践当中，经电容条干均匀度仪检测条干达到质量要求的纱线不一定能满足布面的质量要求。生产实践表明：纱条的周期性不匀无论对黑板条干还是织物表面所产生的影响，都大大超过了不匀率数值增高所表达的程度。实践证明，即使差异不大的周期性不匀，也常能导致黑板条干降级和织物表面降等，因此单依靠电容条干均匀度变异系数已显得力不从心。美国劳森公司的EIB光电式纱线外观检测分析仪克服了传统黑板条干的弊病，它制定的棉纱标准已经获得美国的认可，是传统黑板条干的替代产品。


被测纱线由速度为V1 、V2的两个恒定装置维持张力，其中V2﹥V1。二者的速度信0号输送至速差张力恒定控制器，计算得到的张力与预定张力值之差经速差张力恒定控制器反馈至两个速度恒定装置，使得V1保持所需要的纱线传动速度，而调节V2使纱线保持预定的张力值，且把纱线速度数据、张力数据输送至计算机，计算机在需要时也对速差张力恒定控制器进行指令操作。在检测区域内分别设置两个检测装置，即CCD电荷耦合器件和电容传感器，两个检测装置之间互相进行隔离，以阻断光、电信号的干扰。

计算机对CCD电荷耦合器件输送来的图象信息，经图象卡，以二维数字图象的形式进行数据采集，然后进行图象识别和数据处理，以获得纱线的直径、疵点、棉结、不均匀度、毛羽等数据。同时计算机对电容传感器传送来的有关线径和配比的信息进行处理，因为不含纱线的空气电容值是已知的，故由测得的电容数据和由CCD传感器测得的线径可反推出纱线的成分配比，而对于意外的介质常数的物质的介入，可推断出杂质含量。计算机还能将被测纱线按一定规律所织成织物的效果地显示出来。这实际上是计算机按编织规律将纱线位于某经纬点的编织效果作一次显示处理。

电容式与CCD联合检测条干仪克服了电容式条干均匀度仪与实际布面质量相关度差的缺点，以及光电式条干均匀度仪对企业质量控制和工艺调节指导作用不大的欠缺，将能更好地用于纺织企业管理和质量控制