電能計量裝置異常狀態(tài)常用監(jiān)測方法與探討

萬全強

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 茂名供電局，廣東 茂名 525000）

0 引言

電力企業(yè)當前的主要任務(wù)是保證電能計量數(shù)據(jù)的準確和可靠。電能計量裝置是社會經(jīng)濟建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚哪茉串a(chǎn)品，電能經(jīng)由電力企業(yè)而傳遞并服務(wù)給廣大用戶。在這種電能傳輸?shù)倪^程中，能不能對其進行準確且可靠的計量將會決定很多環(huán)節(jié)中的經(jīng)濟利益是否能夠得到公平的保障。但是當前狀況下電能計量裝置異常狀態(tài)并不能被及時處理，電力企業(yè)也受這些問題影響導(dǎo)致電能計量值遠遠低于實際上的電能而受到很大的經(jīng)濟損失。

1 電能計量表分類及傳統(tǒng)監(jiān)測方法

1.1 電能計量表分類

電能計量表按照工作原理可以分成以下3類：感應(yīng)式、靜止式和電解式。感應(yīng)式和靜止式電能計量表主要對交流電能進行計量。因為在測量原理以及結(jié)構(gòu)方面受到制約因素的影響，而導(dǎo)致感應(yīng)式電能表在精度以及功能方面都存在著問題。而靜止式電能表相對而言，擁有很多優(yōu)點，諸如精度高，功耗低，承載能力強等，在實際的電力系統(tǒng)中有著很普遍的應(yīng)用[1]。靜止式電能計量表按照轉(zhuǎn)換方式也可以分成很多種類。

1.2 傳統(tǒng)電能計量監(jiān)測方法

傳統(tǒng)電能計量監(jiān)測方法是由抄表和稽查兩個部分構(gòu)成的。抄表指的是讓抄表人員定期地檢查和記錄電表計量裝置的異常情況；稽查則是指按照國家電力有關(guān)部門的嚴格要求，主要是由用電稽查人員對電能計量狀況而特地開展的活動。由于電力行業(yè)市場化在不斷的改革，這種傳統(tǒng)的依靠人力進行電能計量監(jiān)測的方法越來越不能適應(yīng)新形勢的發(fā)展要求。

1.3 電能計量裝置終端系統(tǒng)技術(shù)

終端系統(tǒng)指的是在各個電力廠站所配置的現(xiàn)場終端設(shè)備和軟件系統(tǒng)等，它包括現(xiàn)場的視頻監(jiān)控終端、計量裝置檢驗終端以及基于工控機的應(yīng)用軟件等。圖1是終端系統(tǒng)的功能模式圖。

2 電能計量裝置異常狀態(tài)分類及原因

2.1 電能計量裝置常見的異常狀態(tài)分類

按照不同的標準對電能計量裝置的異常狀態(tài)進行分類，可以有不同的分類結(jié)果。

1）根據(jù)所出現(xiàn)的異常狀態(tài)后果來分類，能夠分成下面兩類：電能計量裝置損壞和電能計量異常。

2）根據(jù)異常狀態(tài)的技術(shù)表征進行分類，能夠分成以下6類：計量電流或電壓異常、信號異常、功率因素異常、線損率異常和日（月）累計電量異常等異常狀態(tài)[2]。

3）根據(jù)異常狀態(tài)出現(xiàn)的原因進行分類，能夠分成以下兩類：人為因素異常以及非人為因素異常[2]。因為工作人員工作方面的過失和不良分子異常竊電行為屬于人為因素導(dǎo)致的異常，而電能計量裝置出現(xiàn)故障等所引起的異常屬于非人為因素異常。

4）根據(jù)出現(xiàn)異常狀態(tài)的位置進行分類，能夠分成以下3類：電能表內(nèi)部異常、計量回路異常以及計量柜異常。

2.2 電能計量裝置異常狀態(tài)的原因

2.2.1 系統(tǒng)干擾分析

電力諧波在很大程度上會給計量裝置造成約束，使得誤差偏大，進一步對電能的計量造成破壞。因為感應(yīng)式電能表的設(shè)計是根據(jù)基波的情況而來的，只有在工頻附近很窄的頻帶范圍內(nèi)，它才能具備良好的工作性能，如果在其他環(huán)境下，會很容易造成計量誤差。

2.2.2 計量裝置故障

電能計量裝置故障主要是按照出現(xiàn)異常狀態(tài)的位置來進行分類的，可分為3類。一般情況下，計量裝置故障主要是因為計量裝置不夠符合科學(xué)以及電能計量裝置的生產(chǎn)不符合標準要求，因為計量裝置故障而導(dǎo)致的結(jié)果是互感器和電能表出現(xiàn)誤差以及PT二次回路壓降引起的誤差。要是有計量裝置出現(xiàn)比較嚴重的故障，會導(dǎo)致它的綜合誤差過大，因而會嚴重破壞計量的準確性能。

2.2.3 人為竊電

首先是當前的電力供需矛盾本來就很尖銳，人為的竊電行為破壞了穩(wěn)定的供用電秩序；其次是這種行為引發(fā)很多民事糾紛，破壞了社會的穩(wěn)定；第三，這種行為很容易造成火災(zāi)等事件，不嚴重的情況下只是損壞變壓器，嚴重的情況下會出現(xiàn)大范圍的停電，從而影響社會和公眾的安全。

3 電能計量裝置異常狀態(tài)監(jiān)測方法

3.1 計量電壓異常監(jiān)測

計量電壓的監(jiān)測指標有很多種，例如相電壓、相電壓突變量、三相不平衡電壓以及斷路器位置等[1]。計量電壓異常監(jiān)測分為以下幾步：首先是相電壓的突變量超過規(guī)定的限度；其次是三相不平衡電壓越限，經(jīng)過一段時間仍不能恢復(fù)；第三是相電壓低于額定電壓70%，相電流比額定電流要高出15%，經(jīng)過一段時間仍不能恢復(fù)；第四是斷路器沒有出現(xiàn)分閘現(xiàn)象和檢修信息。

3.2 計量電流異常監(jiān)測

計量電流的監(jiān)測指標和也有很多種，例如相電流、相電流突變量、三相不平衡電流以及斷路器位置。首先是相電流突變量超過規(guī)定的限度；其次是三相不平衡電流超過規(guī)定的限度，經(jīng)過一段時間仍不能恢復(fù)；第三是電能表內(nèi)部電流回路；第四點和上述的第四點條件是一致的。如果上述4條都滿足，可以判斷出是發(fā)生計量電流異常。

圖1 終端系統(tǒng)功能示意圖Fig.1 Schematic diagram of Terminal system features

3.3 功率因數(shù)異常監(jiān)測

功率因數(shù)的監(jiān)測指標也有很多種，例如負荷功率因數(shù)以及斷路器位置等。功率因數(shù)異常監(jiān)測分為以下幾步：首先是功率因數(shù)突變量超過規(guī)定的限度；其次是功率因數(shù)值異常，在很長時間內(nèi)都無法恢復(fù)；第三是沒有斷路器分閘和檢修信息。如果上述3條都滿足，可以判斷出發(fā)生功率因數(shù)異常。

3.4 信號異常監(jiān)測

如果電能計量裝置中的信號突變或發(fā)出時，就可以判斷發(fā)生了信號異常。這些信號有很多種，例如電能表白檢錯誤信號、計量柜監(jiān)視繼電器信號等。

3.5 宏觀狀態(tài)量異常監(jiān)測

如果要精確地判斷是否出現(xiàn)宏觀狀態(tài)量異常，就必須要對常見的宏觀因素進行認真地研究和分析。一般情況下，如果系統(tǒng)條件大體上保持不變，而線損率、母線不平衡率、變損率越限，就可以判斷是相應(yīng)狀態(tài)量異常；如果是負荷曲線異常、負荷日累積電量變化值越限，經(jīng)過一段時間仍不能恢復(fù)，可以判斷是宏觀狀態(tài)量發(fā)生異常[3]。

3.6 防竊電監(jiān)測方法

浙江省有很多電業(yè)局已經(jīng)初步完成對人為竊電的監(jiān)測，很大程度上是依靠電力負荷現(xiàn)場管理系統(tǒng)以及獨立的開箱報警裝置共同完成的[3]。負荷管理系統(tǒng)的作用在于它能夠根據(jù)計量裝置的實際運行狀況而對它在線監(jiān)視和集中管理。萬一發(fā)生電能計量裝置異常狀態(tài)，這些系統(tǒng)能夠快速地感應(yīng)到，同時做出詳細地分析。另外，金華電業(yè)局還把門電路傳感器安裝在計量箱的門和箱體部位，門電路傳感器可以有效地實現(xiàn)用戶開箱斷電、開箱記憶以及開箱報警功能。如果計量箱門關(guān)閉，電路就無法發(fā)出脈沖；要是打開計量箱門，控制線路則能夠及時地接收門電路所傳遞的異常脈沖，然后使開關(guān)繼電器斷電。

4 結(jié)束語

電能計量裝置是電能在傳輸過程中的經(jīng)濟結(jié)算數(shù)據(jù)的主要來源，如果能在最短的時間內(nèi)察覺電能計量裝置異常狀態(tài)，及時地處理這些異常狀況，從而確保電能計量裝置能夠在最小損耗內(nèi)保持正常工作的狀態(tài)，對電廠的發(fā)展以及對人們而言都會具有非凡的意義。一直以來，電能計量裝置異常狀態(tài)備受人們的重視，而傳統(tǒng)的電能計量監(jiān)測方法無法滿足新時代的需求，文章所提到的不同于傳統(tǒng)監(jiān)測方法的手段，對于監(jiān)測電能計量裝置異常狀態(tài)有很強的實際意義。

[1]蘇研.淺談電能計量設(shè)備異常原因及狀態(tài)檢測[J].中國電子商務(wù),2012,11:216-219.

[2]蔣嶸.電能計量裝置異常狀態(tài)研究[J].機電信息,2012,15:75-79.

[3]肖冀,程瑛穎,田娟.關(guān)口電能計量裝置狀態(tài)管理系統(tǒng)研究與實踐[J].中國電業(yè),2012,11:271-275.