淺談電能計(jì)量裝置技術(shù)改造

王子慧

摘要：電網(wǎng)電子技術(shù)的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)控提供了技術(shù)條件，本文分析了電能計(jì)量裝置改造方法，利用計(jì)量遙測系統(tǒng)將各變電站反映電能計(jì)量裝置的運(yùn)行情況數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸?shù)街髡净蛴?jì)量服務(wù)器，讓計(jì)量人員能及時(shí)跟蹤現(xiàn)場計(jì)量裝置的運(yùn)行情況，取得十分明顯的效果。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量；技術(shù)改造；在線監(jiān)控；運(yùn)行數(shù)據(jù)

1 電能計(jì)量在線監(jiān)測的重要性

傳統(tǒng)的機(jī)械電能表在電子技術(shù)的潮流中已不能適應(yīng)發(fā)展需求，在電子技術(shù)快速發(fā)展的今天，電能計(jì)量裝置已不局限于數(shù)據(jù)的提供，同時(shí)對(duì)信息化也提出了更高的要求，這也體現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)營管理服務(wù)水平的高低，也是電網(wǎng)運(yùn)行效益的訴求，通過對(duì)電能計(jì)量裝置進(jìn)行智能化、信息化改造，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程管理、及時(shí)跟蹤監(jiān)測電網(wǎng)數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，夏季高峰用電期實(shí)行錯(cuò)峰用電管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，有效提升計(jì)量管理自動(dòng)化水平和運(yùn)行管理效益。

2 電能計(jì)量裝置改造的難點(diǎn)和重點(diǎn)

（1）電能計(jì)量裝置及其二次回路。高計(jì)量準(zhǔn)確度的電流、電壓互感器應(yīng)能保證在二次測量的一次負(fù)荷信息不失真地被準(zhǔn)確計(jì)量，獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)接線方式計(jì)量二次回路能將所有來自回路的線損耗、接點(diǎn)損耗等引起壓降而造成的計(jì)量誤差降到最低。

（2）多功能電子式電能表，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)來源，具備分時(shí)控制功能、負(fù)荷曲線記錄功能、電流電壓越限報(bào)警功能，可實(shí)現(xiàn)電量凍結(jié)、實(shí)時(shí)監(jiān)視、事件記錄，同時(shí)配置數(shù)據(jù)輸出接口，能將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確輸出。

（3）電能采集終端，是將電能表數(shù)據(jù)收集上傳的關(guān)鍵設(shè)備，根據(jù)計(jì)量點(diǎn)特別要求的抄表時(shí)刻和時(shí)間間隔進(jìn)行自動(dòng)抄表和數(shù)據(jù)保存，以擴(kuò)展表計(jì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分級(jí)暫存，從而保障電能表數(shù)據(jù)的高可靠性。

（4）覆蓋計(jì)量點(diǎn)范圍的信息通信網(wǎng)絡(luò)，是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。其解決方案的設(shè)計(jì)正確與否，將直接關(guān)系到系統(tǒng)建設(shè)的成敗。

（5）服務(wù)器以及主站設(shè)備，是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控分析的主要設(shè)備。

以上5 點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測過程中應(yīng)首先具備的技術(shù)條件，其中前4點(diǎn)為現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境的構(gòu)建，需要對(duì)實(shí)際的運(yùn)行現(xiàn)場展開相應(yīng)的技術(shù)改造。

3 改造實(shí)施方案與步驟

（1）開展電能表更換工作，挑選工作性能穩(wěn)定的多功能電能表代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械表，解決部分電能表無法實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)膯栴}。通過RS-485通信接口將變電站所有電能表信息量傳送給遠(yuǎn)方微機(jī)后臺(tái)，避免了人為干預(yù)和人工計(jì)算誤差，從而提供實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方變電站的計(jì)量裝置在線監(jiān)控所需的大量準(zhǔn)確、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）對(duì)計(jì)量二次回路進(jìn)行改造，包括調(diào)整電流及電壓回路的接線，使計(jì)量電流電壓取自互感器的最高精確度等級(jí)的繞組，并且盡可能不與其他專業(yè)共用繞組，從而符合規(guī)范要求的精確度等級(jí)要求（見表1）以及必須使用獨(dú)立繞組的安裝要求，從數(shù)據(jù)的采集源頭保證其準(zhǔn)確可靠、運(yùn)行穩(wěn)定。

（3）安裝電能數(shù)據(jù)采集終端，并按實(shí)用化的要求對(duì)其技術(shù)性能進(jìn)行調(diào)試，解決電量采集器和電能表之間的通信連接問題。

（4）建立通信傳輸通道，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)方電能量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠、完整、及時(shí)采集。

4 技術(shù)改造過程

（1）開展電能表更換工程。確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)源頭準(zhǔn)確可靠、穩(wěn)定，將所有不能滿足傳輸與監(jiān)測需求的、以及準(zhǔn)確度等級(jí)不能滿足要求的感應(yīng)式電能表（含復(fù)費(fèi)率機(jī)電式電能表）、電子式電能表更換成多功能全電子式電能表，精簡電表種類，加強(qiáng)電表管理，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量點(diǎn)的計(jì)量分時(shí)控制、負(fù)荷曲線記錄、電流電壓參量值實(shí)時(shí)監(jiān)視、計(jì)量事件記錄等計(jì)量應(yīng)用的變革，使電量變量分析依據(jù)更為可靠科學(xué)而又直觀便捷。首先需要調(diào)查各變電站、開關(guān)站、上網(wǎng)電廠電能計(jì)量裝置基本情況，統(tǒng)計(jì)各種型號(hào)規(guī)格電能表歷年運(yùn)行情況，從中甄選性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠、準(zhǔn)確度高的多功能電能表以備使用。

（2）對(duì)不符合現(xiàn)行計(jì)量要求的電能計(jì)量二次回路進(jìn)行改造?！峨娔苡?jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中明確要求，計(jì)量用的電流、電壓互感器（繞組）均應(yīng)符合相應(yīng)的精確度等級(jí)要求，且電流互感器二次繞組與電能表之間應(yīng)分別采用分相連接，所以對(duì)具備調(diào)整條件的回路直接更正電流電壓計(jì)量二次繞組接線，使其符合精確度的要求和分相接線要求。對(duì)于必須通過更換一次設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)的情況，則讓計(jì)量裝置分相接在互感器的最高準(zhǔn)確度等級(jí)的獨(dú)立繞組上。此項(xiàng)工作需要對(duì)運(yùn)行中的變電站線路計(jì)量回路進(jìn)行調(diào)整，涉及的改造工程量以及施工難度較大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但其效果將使得計(jì)量更為準(zhǔn)確可靠，可以提高系統(tǒng)對(duì)電量不平衡率的統(tǒng)計(jì)和分析的準(zhǔn)確性。

（3）安裝電能采集終端，并完成站內(nèi)電能表與終端的通信調(diào)試。目前國內(nèi)電能現(xiàn)場采集終端產(chǎn)品尚未成熟，需要不斷改進(jìn)，我們與廠家一起共同研究解決終端的技術(shù)問題，其中包括改進(jìn)軟件功能，以快捷方式快速查詢數(shù)據(jù)及電網(wǎng)告警事項(xiàng)；為運(yùn)行檢查方便，改進(jìn)初始三極密碼設(shè)置方式；改進(jìn)蘭吉爾ZD表與終端設(shè)置通信速率及告警事項(xiàng)讀取方式；增加在終端液晶上明確顯示電表失壓事件的發(fā)生或恢復(fù)信息；增加電能表失壓事件支持功能。解決了諸如試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)終端重啟，和RS-485口接靜電試驗(yàn)時(shí)儀器出現(xiàn)死機(jī)必須重啟終端等問題。經(jīng)歷了多次安裝前調(diào)試、安裝試運(yùn)行、數(shù)據(jù)跟蹤分析、終端升級(jí)、再安裝運(yùn)行的過程，終端運(yùn)行日趨穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳送以及抄送速率不斷提高。

（4）通信傳輸通道的建立。根據(jù)深圳地區(qū)電網(wǎng)計(jì)量裝置在線監(jiān)控系統(tǒng)的需求和深圳電力通信網(wǎng)的實(shí)際情況，深圳地區(qū)電網(wǎng)計(jì)量裝置在線監(jiān)控系統(tǒng)的通信解決方案采用了多種方式：

1）500kV、220kV、110kV變電站采用以IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)方式為主通信通道，專線MODEM方式為備用通信通道的通信方式。由于深圳電力綜合數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋至各變電站，可以在網(wǎng)絡(luò)上為電網(wǎng)計(jì)量裝置在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)VPN（虛擬專用網(wǎng)），使得各變電站計(jì)量終端與主站通信前置機(jī)可以進(jìn)行直接IP 通信。隨著深圳地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的逐步形成，根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信通道將逐步切換到調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上來。同時(shí)，我們在各變電站的PCM設(shè)備開通四線模擬電路，為系統(tǒng)提供了備用傳輸通道。

2）上網(wǎng)電廠采用了撥號(hào)MODEM的通信方式。由于區(qū)內(nèi)各電廠大都采用電力載波實(shí)現(xiàn)與地區(qū)的調(diào)度通信，載波設(shè)備的二線和四線通道已分別被調(diào)度電話和調(diào)度自動(dòng)化所占用，不能為電能量系統(tǒng)提供通信通道。通過向電信公司租用電話線路，采用撥號(hào)MODEM方式，經(jīng)濟(jì)快捷地解決了這個(gè)問題。深圳供電局電能量計(jì)量遙測系統(tǒng)配置圖如圖1所示。

圖1 深圳供電局電能量計(jì)量遙測系統(tǒng)配置圖

5 效果檢查

利用計(jì)量遙測系統(tǒng)將各變電站反映電能計(jì)量裝置的運(yùn)行情況數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸?shù)街髡净蛴?jì)量服務(wù)器，讓計(jì)量人員能及時(shí)跟蹤現(xiàn)場計(jì)量裝置的運(yùn)行情況，取得的效果十分明顯：

（1）實(shí)現(xiàn)了深圳電網(wǎng)各計(jì)量點(diǎn)的計(jì)量分時(shí)控制、負(fù)荷曲線記錄、電流電壓參量值實(shí)時(shí)監(jiān)視、計(jì)量事件記錄，使電量變量分析依據(jù)更為可靠科學(xué)而直觀便捷，加強(qiáng)了電表的管理。

（2）2010年通過在線監(jiān)測共發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置異?，F(xiàn)象41起，包括表計(jì)通信失敗、終端故障、電能表數(shù)據(jù)異常、母線電量不平衡等，異?，F(xiàn)象的迅速發(fā)現(xiàn)使電能計(jì)量管理人員能及時(shí)制定相應(yīng)的對(duì)策，保證消缺質(zhì)量。

（3）本系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程電能計(jì)量裝置的故障診斷，對(duì)于母線電量以及計(jì)量異常分析很有幫助：2010年1月變電部報(bào)表報(bào)變電站母線電量不平衡數(shù)共為1 8條，經(jīng)過系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，很多是抄表有誤（原因分別有抄表時(shí)間不統(tǒng)一、計(jì)量變比改造后沒有更正、旁路代線路或設(shè)備停運(yùn)手工補(bǔ)抄出錯(cuò)等），數(shù)據(jù)修正后變電站母線電量平衡率不合格現(xiàn)象有了很大的改觀。

6 結(jié)語

利用計(jì)量遙測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程監(jiān)測，可以及時(shí)跟蹤檢測電網(wǎng)電能計(jì)量裝置的運(yùn)行狀況，對(duì)設(shè)備異?，F(xiàn)場立即做出反應(yīng)并加以分析，大大提升了計(jì)量管理自動(dòng)化水平和運(yùn)行管理效益。其實(shí)現(xiàn)過程在主站建設(shè)滿足要求的同時(shí)，需要配合開展電能表、現(xiàn)場采集終端和通道的建設(shè)和技術(shù)改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 448—2000，電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程[S].