淺析電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)

梁青

摘要：電能計(jì)量裝置的正常運(yùn)行具有重要意義。文中通過對(duì)電能計(jì)量裝置的操作和管理方法的研究，指出計(jì)量工作面臨的問題，以及具體運(yùn)行方法，以期為電能計(jì)量裝置管理的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量裝置；在線監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6487 （2018） 01-0071-03

O 引言

電力計(jì)量是電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要基礎(chǔ)，其重要作用不言而喻。隨著加大對(duì)電力工業(yè)市場(chǎng)化深入改革，電力企業(yè)也隨之重視自身的經(jīng)濟(jì)利益，并開始著重于關(guān)注電能計(jì)量裝置異常問題。電能計(jì)量裝置管理必須保證準(zhǔn)確性電能價(jià)值的統(tǒng)一，但因?yàn)楹芏噙\(yùn)行原因，使其操作出現(xiàn)誤差，因此，本文從電能計(jì)量表的誤差問題入手，進(jìn)行具體分析。

1 電力計(jì)量裝置管理工作的常見問題

目前，電力計(jì)量裝置管理工作常出現(xiàn)下述幾項(xiàng)問題。

1.1 計(jì)量裝置維護(hù)管理工作量大

目前，電能計(jì)量設(shè)備的管理辦法主要依靠專業(yè)設(shè)備定期檢查，我國(guó)大部分的定期檢查項(xiàng)目需要在停電的條件下進(jìn)行。發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用與源磁場(chǎng)對(duì)電能表校準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，檢查周期短于我國(guó)。如此廣泛分布的計(jì)量裝置需要計(jì)量人員全年工，任務(wù)重，時(shí)間緊迫，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，計(jì)量裝置工作量和難度逐步增加[1]。

1.2故障未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理

目前，主要以周期檢測(cè)法作為電能計(jì)量裝置現(xiàn)場(chǎng)操作的方法，但該種方法檢測(cè)周期較長(zhǎng)，類似于接線錯(cuò)誤等問題不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并糾正，使得故障未能得到及時(shí)有效的處理。

1.3電能追補(bǔ)易起糾紛

人為操作也可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，且近年來(lái)該情況發(fā)生率越來(lái)越高。因缺乏相應(yīng)的有效技術(shù)手段，在電量追補(bǔ)上仍相對(duì)困難。

1.4資源浪費(fèi)

運(yùn)行電能計(jì)量裝置采用抽樣方法，統(tǒng)計(jì)不良率，并進(jìn)行計(jì)量裝置替代，因?yàn)檫^程中抽樣存在風(fēng)險(xiǎn)，以及計(jì)量裝置的測(cè)試和使用等一些意外因素，這種方法也比較耗費(fèi)人力、財(cái)力等。

2 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)范圍主要包括3方面，第一即為我們常見的電能表，其他兩方面分別為CT及其二次回路與PT及其二次回路。電能計(jì)量裝置所發(fā)出的信號(hào)可通過監(jiān)控裝置作采集處理，同時(shí)還可進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)變化收購(gòu)，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)易的數(shù)字信號(hào)，在經(jīng)過一系列的處理后，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理。在出現(xiàn)相應(yīng)的故障后，可及時(shí)反饋信號(hào)至監(jiān)控裝置中，最后通過遠(yuǎn)程通信主站系統(tǒng)，通知員工關(guān)注處理。

監(jiān)測(cè)裝置共由4個(gè)部分組成，首先需要配備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置及方便管理的通信網(wǎng)絡(luò)，其次還需要配備主站管理中心與數(shù)據(jù)服務(wù)器對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理。圖1中即為電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)流程。

2.1 電能表誤差在線監(jiān)測(cè)

標(biāo)準(zhǔn)電能表可視作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，其主要對(duì)電能表與標(biāo)準(zhǔn)電能表的轉(zhuǎn)換作監(jiān)控。其將電壓與電流作相應(yīng)的處理，使其具有“相同性”，后可對(duì)電能表的脈沖信號(hào)作觀察，并直接與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，監(jiān)測(cè)當(dāng)前電能表誤差計(jì)算。因此，若僅使用一套系統(tǒng)進(jìn)行多個(gè)計(jì)量裝置的在線監(jiān)測(cè)，需對(duì)計(jì)量測(cè)試設(shè)備信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的選擇與切換，使其滿足各方面的要求，而后實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)。就電度表而言，其主要信號(hào)包括電壓、電流與脈沖信號(hào)，并在在線監(jiān)測(cè)時(shí)進(jìn)行切換處理。值得注意是，只有各個(gè)線路能夠正常安全的運(yùn)行，才能實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)。

2.2

PT二次回路壓降和二次回路負(fù)荷測(cè)量

2.2.1 PT二次回路壓降測(cè)量

測(cè)差原理及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化方法是PT=次壓降測(cè)試的兩種方法。所謂測(cè)差原理，其是通過高等級(jí)的電壓互感器將PT側(cè)電壓隔離，這時(shí)會(huì)痛儀表測(cè)壓形成測(cè)差回路，產(chǎn)生的壓差信號(hào)會(huì)傳送至校驗(yàn)儀，便會(huì)得到二次壓降的比差與角差。在測(cè)試過程中，需要200m或以上的電纜進(jìn)行信號(hào)引導(dǎo)，該種檢測(cè)方法不僅具有穩(wěn)定性，同時(shí)檢測(cè)的精準(zhǔn)度也相對(duì)更高，但會(huì)在一定程度上增加網(wǎng)站建設(shè)的工作負(fù)載。是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量壓降發(fā)放的主要應(yīng)用原理。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化方法主要流程如下：首先高精度電壓互感器會(huì)對(duì)PT及儀表所測(cè)電壓進(jìn)行隔離處理，并對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字處理，通過現(xiàn)場(chǎng)總線與控制終端對(duì)處理所得數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，最終由通監(jiān)控機(jī)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。主要流程如圖2。

與其他方案相比較，該方案的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)電纜，可有效規(guī)避了傳統(tǒng)放線帶來(lái)的弊端[2]。

目前GPS技術(shù)不斷發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，二次壓降測(cè)量技術(shù)中同樣可運(yùn)用GPS同步技術(shù)，不僅可獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)同時(shí)測(cè)量，保障同步。

2.2.2

PT二次負(fù)荷測(cè)量

所謂負(fù)荷特性，主要是指電壓互感器的誤差與二次負(fù)荷的關(guān)系，而負(fù)荷誤差產(chǎn)生的來(lái)源為負(fù)荷電流在一次及二次線圈電阻和漏電抗上的電壓降。若已經(jīng)測(cè)得了電壓互感器空載下的比值差f0與相位差δe，此時(shí)在對(duì)其額定負(fù)荷ZE進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算出cosΦ=1時(shí)的比值差和相位差δe，就可以通過計(jì)算得到任意負(fù)載Zb下的比值差f和相位差δ。CT二次負(fù)荷原理圖如圖3所示。

2.3 CT二次回路負(fù)荷監(jiān)測(cè)和二次回路導(dǎo)納監(jiān)測(cè)

2.3.1 CT二次回路負(fù)荷監(jiān)測(cè)

實(shí)現(xiàn)CT二次負(fù)荷的監(jiān)測(cè)需要采集的信號(hào)有CT二次電流和CT二次端電壓，監(jiān)測(cè)原理圖如圖4所示。

電流信號(hào)監(jiān)測(cè)需要采用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電能表電路串聯(lián)的方式，因?yàn)殡娏骰ジ衅髟诘诙窝h(huán)的操作是不允許的在開路狀態(tài)，所以不能使用多個(gè)繼電器切換的方式。因此，電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用穿心CT電流互感器二次電流采樣。

2.3.2

CT二次回路導(dǎo)納監(jiān)測(cè)

CT二次回路導(dǎo)納檢測(cè)過程中，若其處于正常狀態(tài)，那么導(dǎo)頻導(dǎo)納是基本保持不變的；但一旦出現(xiàn)問題，那么導(dǎo)頻導(dǎo)納值將出現(xiàn)明顯的偏差。

不同的頻率導(dǎo)納方法是在電流互感器二次回路及其50赫茲信號(hào)短堆棧50 Hz的導(dǎo)頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)CT二次電路及其導(dǎo)頻導(dǎo)納測(cè)量。異頻導(dǎo)納法測(cè)試原理如圖5所示[3]。

導(dǎo)納監(jiān)控裝置主要包括導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)采樣裝置。監(jiān)控質(zhì)量的CT二次回路斷開導(dǎo)納，控制開關(guān)K斷開，導(dǎo)納測(cè)試設(shè)備串入到CT二次電路，然后通過導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器CT二次電路到1.6kHz的導(dǎo)頻信號(hào)，再通過Z傳感器采集信號(hào)，計(jì)算CT二次回路導(dǎo)頻導(dǎo)納值。

3 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

3 1綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

目前，對(duì)電能表、PT及其二次回路、CT及其二次回路的在線監(jiān)測(cè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)并得到有效運(yùn)行，但關(guān)于電力系統(tǒng)諧波干擾的分析我國(guó)還有待深入研究。就目前而言，已有澳大利亞紅相電力公司的“809系列計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，鄭州三足科技發(fā)展有限公司的“電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)”。

3.2基于負(fù)荷管理的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電力方面的四個(gè)元素（電壓、電流、功率因數(shù)和時(shí)間）作為起點(diǎn)，通過負(fù)載管理的數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置故障診斷。

3.3電能表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和分析電能表誤差以及錯(cuò)誤接線，目前，主要包括河南思達(dá)高科技股份有限公司的“ST8205電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)”。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)電能技能裝置在線技術(shù)的研究，根據(jù)其誤差出現(xiàn)的原因檢測(cè)，可以實(shí)時(shí)掌握其運(yùn)行情況，避免電能計(jì)量裝置故障引起的功率損耗電力行業(yè)，最終確保電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 鹿凱華，趙斌關(guān)口電能計(jì)量裝置誤差的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[J].山東電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2008（4）：23.

[2] 彭時(shí)雄交流電能（電功率）測(cè)量綜合誤差的測(cè)試計(jì)算及改進(jìn)技術(shù)[M]北京：中國(guó)電力出版社，2008

[3] 羅志坤.高壓電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校驗(yàn)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].電子測(cè)量技術(shù)，2007 （2）：58-61。