電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

趙媛

摘要：針對(duì)國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)國(guó)網(wǎng)智能電表自動(dòng)化檢驗(yàn)的需求，本文介紹了一種全新的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)已投入使用的電能計(jì)量設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、故障判斷和記錄分析，它是集信號(hào)、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、現(xiàn)場(chǎng)電能表誤差自動(dòng)校驗(yàn)、二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、通信于一體的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠性好，功能強(qiáng)，具備較高的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)用電大戶和各變電站都有很好的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：裝置;監(jiān)測(cè);系統(tǒng)

引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電客戶數(shù)量和用電量不斷增長(zhǎng)，電能表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的數(shù)量隨之增長(zhǎng)，給供電企業(yè)計(jì)量部門增加了較大的工作壓力，計(jì)量人員的工作強(qiáng)度不斷增加，計(jì)量人員、車輛的配置已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)工作的需要。同時(shí)，隨著用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，采集系統(tǒng)功能不斷完善，采集成功率持續(xù)提升。將采集數(shù)據(jù)應(yīng)用于計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)中，轉(zhuǎn)變計(jì)量裝置運(yùn)行管理方式，提升計(jì)量裝置運(yùn)行管理水平勢(shì)在必行。

1、計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況

電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是通過用電信息采集系統(tǒng)，采集多維度計(jì)量裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過主站軟件計(jì)算、分析、處理后，以圖表形式顯示出來(lái)的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)反應(yīng)計(jì)量裝置的運(yùn)行工況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量裝置運(yùn)行異常，有效降低計(jì)量裝置故障持續(xù)時(shí)間，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)計(jì)量裝置運(yùn)行管理中的不足，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量裝置異常分析、采集設(shè)備故障分析、各類事件分析和在線監(jiān)測(cè)、用電異常分析、異常流程處理等功能，并為計(jì)量設(shè)備和采集設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。借助用電信息采集系統(tǒng)計(jì)量裝置可監(jiān)測(cè)多個(gè)電量參數(shù)，對(duì)電能表超差、接線錯(cuò)誤、失壓、失流、斷相等二次回路故障及時(shí)報(bào)警，縮短故障處理時(shí)間。

2、電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1、結(jié)構(gòu)組成

標(biāo)準(zhǔn)表、工控機(jī)和數(shù)據(jù)集中模塊是電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成部分。利用數(shù)據(jù)集中模塊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部集中CT端、C端、PT端以及電能表的電壓、電流和脈沖信號(hào)，并對(duì)電能表、PT和CT二次回路中的各類功能如導(dǎo)納、壓降等進(jìn)行充分有效檢驗(yàn)。與此同時(shí)還可以對(duì)計(jì)量裝置在某一時(shí)間的具體工況信息進(jìn)行充分體現(xiàn)，內(nèi)部微處理器的主要職責(zé)是切換通道以及相應(yīng)的運(yùn)算，并及時(shí)有效儲(chǔ)存數(shù)據(jù)[1]。

2.2、電能表的在線監(jiān)測(cè)

基于電氣量高精度采集技術(shù)和數(shù)據(jù)回放技術(shù)的電能表檢驗(yàn)系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)電能計(jì)量裝置的遠(yuǎn)程在線檢驗(yàn)，其核心思想是前端采集、后端檢驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集裝置將接入電能表的電壓、電流信號(hào)和電能表的脈沖輸出信號(hào)進(jìn)行采集，通過高精度轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)按照協(xié)議進(jìn)行輸出，再通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖?，?jīng)過數(shù)據(jù)回放技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)電能表的電壓、電流和脈沖輸出信號(hào)恢復(fù)至與前端電能表一致的交流模擬量信號(hào)和脈沖信號(hào)。然后利用電能表校驗(yàn)裝置按照電能表的實(shí)負(fù)荷檢定原理對(duì)電能表進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)結(jié)果傳送給后端的主站平臺(tái)，主站平臺(tái)對(duì)校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和管理。

2.3、工作原理

電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要作用是遠(yuǎn)程校驗(yàn)在線運(yùn)行的電能表，在線監(jiān)測(cè)并判斷二次回路故障以及TV和TA自身的特性參數(shù)。該系統(tǒng)對(duì)于在線運(yùn)行電能表自身的電壓、脈沖以及電力信號(hào)使用多路精密采集器進(jìn)行有效采集，并有效處理和A/D轉(zhuǎn)化采集到的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)多塊電能表在線運(yùn)行的具體情況。在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)存儲(chǔ)校驗(yàn)和檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，校驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以直接在現(xiàn)場(chǎng)讀取，也可以使被監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)利用通信接口進(jìn)行傳輸，終端設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電能表精度變化通過對(duì)各數(shù)據(jù)的接收進(jìn)行有效監(jiān)控，從而可以及時(shí)有效處理電能表中存在的各類隱患[2]。

3、計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下

3.1、異常分析判斷

異常智能分析診斷包括計(jì)量異常分析、用電異常分析、采集裝置異常分析和異常白名單管理等功能，能夠依據(jù)采集系統(tǒng)采集的負(fù)荷、電量、電能示值和事件、檔案、參數(shù)閾值、設(shè)備類型等數(shù)據(jù)，利用專家?guī)熘械姆治瞿Ｐ停瑢?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，對(duì)異?；蚬收线M(jìn)行快速判斷。

3.2、豐富的異常指標(biāo)專家?guī)?/p>

異常指標(biāo)專家?guī)彀▽?duì)計(jì)量異常事件的定義和報(bào)警判斷的標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種計(jì)量裝置運(yùn)行異常的智能診斷和分析，為計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐和監(jiān)控手段。

3.3、計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)量裝置

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量裝置異常分析、誤差分析、各類事件分析和在線監(jiān)測(cè)功能，并為計(jì)量設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。通過整合SCADA系統(tǒng)與電能量采集系統(tǒng)，可對(duì)計(jì)量裝置誤差、故障、接線錯(cuò)誤、失壓、失流、二次回路故障等異常及時(shí)報(bào)警，有效降低計(jì)量裝置故障持續(xù)時(shí)間[3]。

3.4、遠(yuǎn)程遙控功能

（1）實(shí)現(xiàn)廠站本地采集單元的遠(yuǎn)程遙控測(cè)試，判斷用電狀況和電能計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行狀況。（2）實(shí)現(xiàn)廠站本地采集單元的測(cè)試參數(shù)設(shè)置、讀取和修改等。（3）可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行中各廠站本地采集單元內(nèi)的測(cè)試記錄的下載和存儲(chǔ)。

3.5、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能

（1）具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，可以根據(jù)時(shí)間查詢歷史數(shù)據(jù)，并可以電子表格的形式導(dǎo)出數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。（2）能夠顯示、查詢系統(tǒng)的各項(xiàng)歷史報(bào)警信息和內(nèi)容[4]。

4、有效運(yùn)用電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及意義

其優(yōu)勢(shì)在于可以避免在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)出現(xiàn)失誤接線的現(xiàn)象，降低周期測(cè)試中出現(xiàn)各類技術(shù)失誤和安全事故的概率，并可以運(yùn)用該系統(tǒng)對(duì)各個(gè)瞬時(shí)電量進(jìn)行有效檢測(cè)，對(duì)負(fù)荷與線路的實(shí)際情況進(jìn)行有效跟蹤，并對(duì)電能表出現(xiàn)的各類誤差情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);對(duì)二次回路電流以及電壓的實(shí)際工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試，從而確保對(duì)二次回路內(nèi)出現(xiàn)的各類故障情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決;也可以對(duì)線路的斷相和失壓故障進(jìn)行有效辨別，并對(duì)發(fā)生斷相和失壓的具體時(shí)間進(jìn)行記錄。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二次壓降以及互感器的運(yùn)行情況;可以共同監(jiān)控大量的電量參數(shù)，并對(duì)超差、接線相序失誤、斷相、誤差、失壓以及二次回路問題進(jìn)行及時(shí)有效警示，并對(duì)處理解決故障的時(shí)間進(jìn)行減少;在現(xiàn)代辦公中使用現(xiàn)代化通信方式滿足其對(duì)共享資源方面的要求，并有效滿足各個(gè)通信手段和位置的具體要求;該系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效采樣離不開二次回路的有力支持，采集信號(hào)的具體途徑與手段不是電能表輸出端就可以實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)殡娔鼙韮?nèi)部不能進(jìn)入系統(tǒng)，因此可以體現(xiàn)出系統(tǒng)的獨(dú)立性特點(diǎn)，有利于對(duì)系統(tǒng)自身的可行性和安全性進(jìn)行有效提高[5]。

結(jié)束語(yǔ)

電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)范圍包括電能表、電流互感器及其二次回路、電壓互感器及其二次回路、用電信息和變壓器進(jìn)線側(cè)負(fù)荷與電表測(cè)得負(fù)荷對(duì)比情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置進(jìn)行全方位在線測(cè)試、故障判斷、記錄分析、自動(dòng)校驗(yàn)、防竊電監(jiān)測(cè)等功能。實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和對(duì)各種異?，F(xiàn)象及時(shí)報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)二次回路故障、電能表超差現(xiàn)象、用電信息異常及竊電現(xiàn)象等，縮短了故障處理周期，為電量追補(bǔ)提供了科學(xué)合理的依據(jù)。與此同時(shí)該系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)代化管理，降低校表時(shí)間和遠(yuǎn)程，對(duì)電能計(jì)量裝置中的不足及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，從而對(duì)該裝置的準(zhǔn)確性、可行性以及安全性和可靠性進(jìn)行有效增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]?馮超，喻虹，吳雨詩(shī)，劉海峰.關(guān)口電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新，2019（03）：112-113+115.

[3]?夏天，雷鳴，鄭欣，劉岑岑，鄢烈奇.智能變電站電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)，2018（05）：18-21.

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[5]?張秀英，周樹剛，張鵬.電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].儀器儀表與分析監(jiān)測(cè)，2015（04）：4-7.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司陽(yáng)泉供電公司計(jì)量室）