电刺吸系统

2016国产磁测量好仪器系列之四：磁电输运测量系统ET-9000原创：刘小军、刘卫滨、李鹏飞 工程师，北京东方晨景科技有限公司推荐：陆俊 工程师，中科院物理所磁学室2016年9月25日一句话推荐理由：从引进吸收到成功集成改良的磁测量好仪器。一、引言电阻是人们借助电传输能量与信息时必须面临的基本物理现象，它导致电损耗及发热，因而几乎所有的电学材料都有必要考察其电阻率。对于电阻或电阻率的测量比较陌生的读者可以看一篇相关通俗意义的介绍“电阻测量的光与影”。本文要介绍的是磁场下电输运测量，根据加载磁场与电流的方向可以分为纵向磁阻(或简称磁阻效应)与横向磁阻(或简称霍尔效应)。进行磁电输运测量的意义在于磁自由度引入，通过电阻率随磁场的变化规律不仅仅可以用来测量磁场的大小，而且让电阻能展现出更深层次物质结构的信息(比如因晶格或拓扑等因素带来的电子自旋相关的能带结构变化)。其中最吸引人的是电子能量结构的量子化过程，竟可以只是通过简单的通过加磁场测电阻的方法予以揭示，参考图1，如1985年的诺贝尔物理学奖颁发给Klaus von Klitzing的量子霍尔效应、1998年的诺贝尔物理学奖颁发给崔琦等三位物理学家的分数量子霍尔效应、2007年诺贝尔物理学奖颁发给Albert Fert与Peter Gruenberg的巨磁电阻效应以及不久前中国刚公布的“未来科学奖”颁发给清华大学薛其坤的量子反常霍尔效应等奇特量子效应(也有可能在不久的将来获得诺贝尔奖)。因而磁场下进行电输运测量成为凝聚态物理学研究中的家常便饭式的手段。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612654_1611921_3.png图1 磁电输运测量相关的诺贝尔奖级别工作图示二、背景磁电输运测量相关的仪器虽然很轻松就能实现，但要达到在证明被研究物质的奇特量子性质并不容易。其中涉及到的主要技术不仅仅是电压与电流的稳定测量，还包括磁场的稳定与测量，此外还可能涉及到低噪声的低温甚至光学配件等，因而其综合性导致其从头开始的研发周期较长。几十年来，磁电输运测量仪器主要来自于美国的量子设计公司与Lakeshore两家公司。北京东方晨景科技有限公司从20世纪末开始引进代理Lakeshore公司设备，经过十多年的消化吸收，逐步掌握了国外公司在输运测量、磁场电源、低温等系统集成方面的技术，不仅如此，还针对国外公司在应用过程中的让用户感到不便的软硬件问题，进行了自主的改良研制，逐步形成ET-9000测量系统，系统照片如图2所示，该系统从2010年正式推出至今，明显的增加了国内外磁电输运测量仪器系统的比例(约从20%上升到40%)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612655_1611921_3.png图2 ET-9000 型磁电输运测量仪器照片三、简介ET-9000系列磁电输运性质测试系统是集霍尔效应、磁阻、变温电阻、I-V特性等测试于一体的全自动化测试系统，其总体原理框图如图3所示。系统全面地考虑了集成一体性、屏蔽防干扰能力和操作人性化等用户经常忽略的问题，选取了美国Keithley的电测量仪表，高精度高稳定性电磁铁平台，配备灵巧的测量样品杆和快速插拔样品卡，加上全自动化的专用测试软件，能让用户快速方便地进行电输运测试，并获得准确可靠的数据。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612657_1611921_3.png图3 ET-9000磁电输运测量仪器的测试原理框图ET-9000根据不同的材料不同的测试需求分为多种型号，综合各类型号，其主要技术指标列表如下：物理学参数迁移率1 ~ 1 × 106 cm2/vs载流子浓度6 × 108 ~ 6 × 1023 cm-3霍尔系数±1 × 10-5 ~ ±1 × 1010 cm3/C电阻率5 × 10-9 ~ 5 × 106 Ω·cm电学参数电阻100nΩ ~ 100GΩ电流源±0.1pA~±1A(±1.05A@±21V, ±105mA@±210V)电压源±5μV~±200V(±21V@±1.05A, ±210V@±105mA)电流测量±10fA~±1.05A（10pA为最小分辨率）电压测量±1nV~±200V（0.1μV为最小分辨率）磁场环境室温磁场2.6T@10mm间距变温磁场2T@低温恒温器温度（选件）单点液氮盒77K闭循环恒温器4K~325K（4K型），10K~325K（10K型）高温炉325K~1000K其他样品最大尺寸50mm*50mm*3mm样品数量2个（增加选件可扩展到4个）光学配件[

[img=,690,1054]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807061458013131_4398_3339420_3.jpg!w690x1054.jpg[/img][b]针对铁电-压电-介电材料可搭建以下测试系统：[color=#333333]*[/color]电滞回线及高压介电击穿强度测试系统；[color=#333333]*[/color]压电材料在高压下的形变（蝴蝶曲线）测试系统；[color=#333333]*[/color]电容充放电测试系统；[color=#333333]*[/color]介温测试系统；[color=#333333]*[/color]宽频介质光谱测试系统；*高压直流偏置下的介电常数电容测量介温测试系统；*TSDC,高压泄露电流和热释电测试系统；[color=#333333]*[/color]超低电流变温高压测试系统。[/b]

电能管理系统在大型公建变电所的应用朱祝丰1 张国强21苏州电齐联机电科技有限公司，江苏 苏州 215000； 2苏州电齐联机电科技有限公司，江苏苏州 215000；摘要：介绍苏州国际科技园七期电能管理系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Hnder-800 6.0型电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。关键词：大型公建;苏州国际科技园七期;变电所;智能电力仪表; Hnder-800 6.0型;电力监控系统;电能管理系统;PD810；PD760 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/04/201504090923_541208_2993675_3.jpg 系统主要实现的监控功能：1.各回路的一次图显示，模拟显示并直观的查看现场配电柜设备情况。2.远程运行监控，不必去配电室，在监控室就可以看到各设备遥测、遥信的数据情况。3.越限报警，设定某个报警限值后，系统将自动根据该值报警，避免频繁进入配电室查看仪表情况。4.仪表数据都存在数据库中，可根据需要查询某段时间某设备的运行情况，便于分析。5.远程抄表，对于各设备的电能使用情况，只要在监控室轻点按钮即可查看，避免人工抄表的低效率、错误率高。6.各种遥测数据报表如电压、电流、功率等，可根据需要选择不同类型报表，以分析设备运行状况。7.各种电能报表，日报、月报、年报可根据需要查询某一类型的报表，便于分析和计量，有利于节能。8.事件故障记录，对操作事件和设备故障都存储在数据库中，可根据需要查询，便于分析排除故障。0 概述苏州国际科技园七期项目兴建数幢五层高至22层高的综合楼，设有单层高的地下停车场，总建筑面积为420000平方米，包括：研发和办公 ，中试车间，配套商业。对提升城市品位、完善城市功能、塑造城市形象、提高全民素质、构建和谐苏州等都有重大现实意义，将为苏州的文化体育事业掀开崭新的一页。该项目包含七个组团，分别是：C组团、D组团、E组团、G1组团、G2组团、G3组团、G4组团，每个组团都包含一个地下配电室和地上楼层建筑。本项目为国际科技园七期D组团电能管理系统。根据配电系统管理的要求，需要对变电所内的高压柜、低压配出线以及该组团楼层的多功能网络仪表进行电力监控与电能管理，以保证用电的安全、可靠和高效。该组团配电室有低压进线4个回路、补偿4个回路、联络2个回路，出线回路采用PD810-Q多功能网络仪表，楼层出线回路采用PD760-H44/R多功能网络仪表。Hnder-8006.0型电能管理系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。1 系统结构描述本监控系统主要实现D组团地下变电所的10/0.4kV配电系统以及地上各楼层多功能网络仪表进行用电监控与电能管理；监控范围为地下变电所的T1、T2、T3、T4变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜和应急动力、保障动力、应急照明的低压进线柜、出线回路、各楼层部分的多功能网络仪表进行远程实时监控和电能管理。该系统总计有435只仪表（其中包括172只PD810-Q， 4只温控仪，259只PD760-H44/R），分22条总线，其中地下变电所8条总线，楼层部分14条总线，所有总线通过串口服务器与网络交换机连接，最后与值班室监控主机连接实现总线上仪表与监控主机的数据连通。本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：图（1）网络拓扑图间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。2 电力监控系统主要功能2.1 数据采集与处理数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。2.2 人机交互系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。2.3 历时事件历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。2.4 数据库建立与查询主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。2.5 用户权限管理针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。2.6 运行负荷曲线负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。2.7 远程报表查询报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。3 案例分析国际科技园七期D组团电能管理系统分地下变电所和楼层两部分，本项目针对地下变电所的10/0.4kV配电系统及楼层的多功能网络仪表进行用电监控与电能管理；监控范围为地下变电所的T1、T2、T3、T4变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜和应急动力、保障动力、应急照明的低压进线柜、出线回路、各楼层部分的多功能网络仪表。进线回路采用PD810-Q多功能网络仪表，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度、并可监测电压、电流的2-31次谐波分量等多种电参量。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点，这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。重要配出回路采用PD810-Q多功能网络仪表

电力监控系统在大型商业楼宇变电所的应用朱祝丰1 张国强21苏州电齐联机电科技有限公司，江苏 苏州 215000； 2苏州电齐联机电科技有限公司，江苏苏州 215000；摘要：介绍武汉葛洲坝大厦变电所电力监控系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Hnder-600 型电力监控系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。关键词：大型商业楼宇;葛洲坝;变电所;智能电力仪表; Hnder-600 型;电力监控系统;电能管理系统;HND-L;HND-T;HND-U http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/04/201504090913_541193_2993675_3.jpg 系统主要实现的监控功能：1.各回路的一次图显示，模拟显示并直观的查看现场配电柜设备情况。2.远程运行监控，不必去配电室，在监控室就可以看到各设备遥测、遥信的数据情况。3.越限报警，设定某个报警限值后，系统将自动根据该值报警，避免频繁进入配电室查看仪表情况。4.仪表数据都存在数据库中，可根据需要查询某段时间某设备的运行情况，便于分析。5.远程抄表，对于各设备的电能使用情况，只要在监控室轻点按钮即可查看，避免人工抄表的低效率、错误率高。6.各种遥测数据报表如电压、电流、功率等，可根据需要选择不同类型报表，以分析设备运行状况。7.各种电能报表，日报、月报、年报可根据需要查询某一类型的报表，便于分析和计量，有利于节能。8.事件故障记录，对操作事件和设备故障都存储在数据库中，可根据需要查询，便于分析排除故障。0 概述武汉葛洲坝大厦是由武汉葛洲坝实业公司作为项目法人投资建设，规划净用地面积约4000平方米，大厦地面总建筑面积约3万平方米，设计33层。该大厦建成后，将成为硚口区又一新的城市坐标，与毗邻的葛洲坝大酒店整合建成五星级酒店式办公楼，形成葛洲坝大厦综合建筑群，集办公、会议、接待等功能为一体。本项目为武汉葛洲坝大厦变电所电力监控系统。根据配电系统管理的要求，需要对变电所内的高压柜的综合保护装置进行电力监控与电能管理，以保证用电的安全、可靠和高效。该配电室共有2个回路，出线回路采用HND09E3Y多功能网络仪表。Hnder-600型电力监控系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。1 系统结构描述本监控系统主要实现武汉葛洲坝大厦变电所的10/0.4kV配电系统的综合保护装置进行用电监控与电能管理；该系统总计有8只仪表（包含3只HND-L，4只HND-T，1只HND-U），分2条总线，所有总线通过串口服务器与网络交换机连接，最后与值班室监控主机连接实现总线上仪表与监控主机的数据连通。本系统采用以太网传输数据，在配电室配置一台通讯管理机将配电室内所有仪表采用屏蔽双绞线进行组网，再将数据通过网络交换机传送到配电值班室的监控机房。值班室监控主机安装Hnder-600型电力监控系统，该配置方案结构清晰，避免了大量铺设双绞线造成的线路繁琐及成本浪费，且易于今后的管理与维护。本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：图（1）网络拓扑图间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。2 电力监控系统主要功能 2.1 数据采集与处理数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。2.2 人机交互系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。2.3 历时事件历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。2.4 数据库建立与查询主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。2.5 用户权限管理针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。2.6 运行负荷曲线负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。2.7 远程报表查询报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。3 案例分析 武汉葛洲坝大厦变电所电力监控系统主要针对变电所的10/0.4kV配电系统的综合保护装置进行用电监控与电能管理；该系统总计有8只仪表（包含3只HND-L，4只HND-T，1只HND-U），分2条总线，所有总线通过串口服务器与网络交换机连接，最后与值班室监控主机连接实现总线上保护装置与监控主机的数据连通。进线回路采用HND-L数字式线路保护测控装置，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金的电力监控需求而设计的，它有测控功能、保护和自动功能，它的测控功能如下：14路开关量输入遥信采集，断路器位置、手动分闸、事故遥信采集；正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分闸；IA、IB、IC、3IO、UA、UB、UC、P、Q、Cosφ、F等模拟量采集的遥测；GPS对时输入。保护和自动功能：三段式复合电压方向过流保护；反时限复压过流保护；三段式零序方向过流保护；反时限零序过流保护；合闸加速保护；低频减载功能；三相重合闸（无压或不检）；过负荷告警；3UO越限告警；TV断线判别：独立操作回路；重要配出回路采用HND-T数字式变压器保护测控装置，它的测控功能如下：14路开关量输入遥信采集，断路器位置、手动分闸、事故遥信采集；正常断路器遥控分合、小电流

电能管理系统在研发生产办公综合楼的应用朱祝丰1 张国强21苏州电齐联机电科技有限公司，江苏 苏州 215000； 2苏州电齐联机电科技有限公司，江苏苏州 215000；摘要：介绍苏州纳米科技城A02组团电能管理系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Hnder-800 6.0型电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。关键词：生产办公综合楼;苏州纳米科技城;变电所;智能电力仪表; Hnder-800 6.0型;电力监控系统;电能管理系统; HND09E3Y http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/04/201504090936_541220_2993675_3.jpg 系统主要实现的监控功能：1.各回路的一次图显示，模拟显示并直观的查看现场配电柜设备情况。2.远程运行监控，不必去配电室，在监控室就可以看到各设备遥测、遥信的数据情况。3.越限报警，设定某个报警限值后，系统将自动根据该值报警，避免频繁进入配电室查看仪表情况。4.仪表数据都存在数据库中，可根据需要查询某段时间某设备的运行情况，便于分析。5.远程抄表，对于各设备的电能使用情况，只要在监控室轻点按钮即可查看，避免人工抄表的低效率、错误率高。6.各种遥测数据报表如电压、电流、功率等，可根据需要选择不同类型报表，以分析设备运行状况。7.各种电能报表，日报、月报、年报可根据需要查询某一类型的报表，便于分析和计量，有利于节能。8.事件故障记录，对操作事件和设备故障都存储在数据库中，可根据需要查询，便于分析排除故障。0 概述苏州纳米科技城研发生产办公综合楼是由苏州纳米科技发展有限公司投资兴建，主要涉及：视频监控、防盗报警、一卡通管理（停车、引导、门禁、消费、通道、访客等）、无线对讲、电子巡更、背景音乐及广播、卫星电视与有线、企业导航及可视对讲、信息发布及查询、智能化集成管理。本项目为苏州纳米科技城A02组团电能管理系统。根据配电系统管理的要求，需要对变电所内的高压柜、低压配出线的多功能网络仪表进行电力监控与电能管理，以保证用电的安全、可靠和高效。该组团配电室共有低压进线4个回路、补偿4个回路、联络2个回路，出线回路采用HND09E3Y多功能网络仪表。Hnder-8006.0型电能管理系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。1 系统结构描述本监控系统主要实现A02组团地下变电所的10/0.4kV配电系统的多功能网络仪表进行用电监控与电能管理；监控范围为地下变电所的T1、T2、T3、T4变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜的多功能网络仪表。该系统总计有157只HND09E3Y仪表，分8条总线，所有总线通过串口服务器与网络交换机连接，最后与值班室监控主机连接实现总线上仪表与监控主机的数据连通。本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：图（1）网络拓扑图间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。2 电力监控系统主要功能 2.1 数据采集与处理数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。2.2 人机交互系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。2.3 历时事件历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。2.4 数据库建立与查询主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。2.5 用户权限管理针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。2.6 运行负荷曲线负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。2.7 远程报表查询报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。3 案例分析 苏州纳米科技城A02组团电能管理系统，本项目针对地下变电所的10/0.4kV配电系统的多功能网络仪表进行用电监控与电能管理；监控范围为地下变电所的T1、T2、T3、T4变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜的多功能网络仪表。进线回路采用HND09E3Y多功能网络仪表，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度、并可监测电压、电流的2-31次谐波分量等多种电参量。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点，这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。重要配出回路采用HND09E3Y多功能网络仪表，该仪表主要测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度。低压配电二次图见图（2），功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量，其中包括：线三相电压，电流，功率，功率因数，电能，频率等电参量及配出回路的三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态，主要包括：开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号，提醒用户及时处理故障。 图（2）低压配电二次

多功能磁电测量设备控场故障维修原创：李扬 博士(南京航空航天大学)推荐：陆俊 工程师(中科院物理所)一句话推荐理由：带博士维修就是轻松，动下嘴皮子谈笑间即将仪器功能恢复，而且下次碰到故障可能嘴皮子都不用动了:-)。一、背景介绍南京航空航天大学的多功能磁电测量设备是2010年陆俊工程师基于自主的弱信号测量技术研制安装的一套集磁阻抗测量、磁电耦合测量、磁交流IV测量与磁致伸缩测量的多功能磁电测量设备，设备照片如图1所示。自2011年开始投入使用5年多以来一度运行平稳，帮助课题组筛选新型磁性材料和磁性器件性能优化做出了贡献，并发表了Appl. Phys. Lett.等期刊论文约20篇。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191701_668642_1611921_3.jpg图1 设备照片二、故障现象涉及到变场测量时，手动模式工作正常，但切换到程序控制的自动测量后，磁场的直流电源工作电压、电流不变化，无法控制磁场。三、原因分析磁电设备对磁场的控制系统有3级组成：（1）第一级为电脑，即软件部分，用以设定需要的磁场参数，整个自动测量控制系统都是由这里来控制的；（2）第二级为控制箱，这是连接电脑与电磁铁的枢纽，包括3个数模板，用以将控制信号转换为直流电源能接受的信号；（3）第三级为直流电源，这是接受控制信号、并将其转化为相应磁场的部分。一般各部分硬件寿命较长，因此，工作电压、电流出问题，需检测是否为各级联通部分出故障。四、维修过程由直流电源到电脑逐级检查。1.直流电源。这里要检测的是控制信号输入端，如图2所示，其中1-2口控制磁场的正负，3-4口控制磁场的大小。检测时，万用表调至直流电压档，电脑端分别输入任意一正向扫场场强和一负向扫场场强。当正向场强检测时，1-2口显示应为0V；当负向场强检测时，1-2口显示应为5V。3-4口的示数应随着设定磁场的增大而增大，但无具体数值供参考。若满足该情况，则可能直流电源出现故障；若不满足，则向上一级——控制箱——检测。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016072120061771_01_1611921_3.png图2 控制信号输入端及接口示意图2.控制箱。首先检测控制箱与直流电源的接线处有无故障。其接口分布如图2（a）所示。其中1-2口控制磁场的正负，3-4口控制磁场的大小。检测时，万用表调至直流电压档，电脑端分别输入任意一正向扫场场强和一负向扫场场强。当正向场强检测时，1-2口显示应为0V；当负向场强检测时，1-2口显示应为5V。3-4口的示数应随着设定磁场的增大而增大，但无具体数值供参考。若结果满足该情况，则是控制箱与直流电源间的导线出问题；若仍不满足，则可能存在两个问题：（1）电脑数模板损坏（2）可能存在短路。3.对于问题（2）。将控制箱与电脑断开连接，万用表调至蜂鸣档，分别检测1-2口和3-4口内部连线，若无短路，应无蜂鸣声。以1-2口为例，如图2（c）所示，将万用表笔分别放在1-2连线所经过两红圈上，本次检测未发出蜂鸣声，表明1-2口不存在短路。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016072120062193_01_1611921_3.png图3 控制箱接线口及示意图4.本次检测至步骤3时，无蜂鸣声，因此判断电脑中数模板损坏，将其更换，型号为DA6632。更换过程如图4所示，先将主机箱侧盖打开，再将数模板的固定块取下，旧板拔出后（有一个小插曲是，感叹5年IT硬件发展的变迁，旧板与新板的PCI固定板上卡槽与安装孔之间的尺寸稍微有些差异，无法整体更换，但仔细一看发现二者之间可以交换固定板，于是将卡槽螺丝拆下来装到原来的固定板上），将新板各开关掰下来，然后插入原位置，更换完成，并依次复原。随后对磁场进行了校正，设定为-4V~+4V，200个点，该过程中直流电源工作电压、电流明显随着磁场的线性变化逐渐改变，其中最高电压为88~89V，最高电流在40-50A，正常校准结束后进行自动控制扫场测量未发现问题，至此故障排除。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016072120062536_01_1611921_3.png图4 数模板更换过程示意图五、原因与建议分析数模板的损坏原因，很可能来自于电网的尖脉冲或浪涌的冲击；或者由于磁场电源在强磁场工作时遭遇意外断电导致较大的电磁冲击。为了保障设备的稳定运行，要尽可能避免因为供电系统的问题对测量系统的影响，因而建议加装不间断电源系统UPS，有效降低电网干扰对测量系统影响，延长断电情况下的用户处置时间。