/天津市電力公司電力科學(xué)研究院 羅群 劉春雨 張健 王首堃 張志龍/

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大用戶電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

/天津市電力公司電力科學(xué)研究院 羅群 劉春雨 張健 王首堃 張志龍/

摘要：本文研究了電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各類站點(diǎn)內(nèi)涉及考核、結(jié)算的電能表進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)控、誤差在線校驗(yàn)等功能。該系統(tǒng)包含電能表在線監(jiān)測(cè)終端、無線通信網(wǎng)絡(luò)、主站管理平臺(tái)三部分。全系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電能表運(yùn)行狀態(tài)分析和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的計(jì)量隱患，有效地跟蹤管理在運(yùn)電能表運(yùn)行狀況。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)監(jiān)測(cè)；計(jì)量隱患；運(yùn)行狀況

0　引言

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，電子式電能表在全社會(huì)得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)電能表周期校驗(yàn)沿襲DL/T448—2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》要求執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)任務(wù)，通過這種方式獲取電能表運(yùn)行數(shù)據(jù)并以此判斷電能表現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是由于目前大用戶或關(guān)口電能表一般均安裝在各類變電站內(nèi)，很多因素給電能表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)帶來諸多不便，如站點(diǎn)分布范圍廣、進(jìn)站手續(xù)復(fù)雜等，這些因素對(duì)設(shè)備和人員的工作強(qiáng)度和時(shí)間控制產(chǎn)生極大的難度，大大降低現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的工作效率。另外電能表周期檢驗(yàn)工作在本質(zhì)上還屬于人工方式，對(duì)電能表運(yùn)行狀況了解還需要相關(guān)技術(shù)人員定期到現(xiàn)場(chǎng)獲取，很多大用戶側(cè)用電負(fù)荷隨時(shí)間變化幅值大（如高鐵電牽引站等），進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)因負(fù)荷情況不理想導(dǎo)致校驗(yàn)周期較長(zhǎng)，周檢期間存在的超差問題不能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，這些都是現(xiàn)有電能表周期檢驗(yàn)方式中不可避免的弊端。

隨著近年來計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，建立電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電能表運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，將更好地適應(yīng)營(yíng)銷精益化管理的發(fā)展要求。

1　狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用分布組網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)，通過安裝在各個(gè)變電站內(nèi)的終端裝置抄讀電能表的信息數(shù)據(jù)、測(cè)量電能表的誤差值，監(jiān)測(cè)回路的負(fù)荷及其電氣參數(shù)，并通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)回主站，主站利用終端設(shè)備發(fā)回的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)總體構(gòu)架如圖1所示。

圖1　狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架

1）主站系統(tǒng)：通過全中文的操作界面，獲取現(xiàn)場(chǎng)終端數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)報(bào)表、圖形顯示，并能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程配置和操作。

2）通信通道：主站軟件和現(xiàn)場(chǎng)終端通過通信通道實(shí)現(xiàn)相互鏈接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

3）現(xiàn)場(chǎng)終端：實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電能表的誤差在線自動(dòng)測(cè)試（本地手動(dòng)、遠(yuǎn)程控制兩種方式）、485抄表和二次壓降測(cè)試（擴(kuò)展）等功能，并能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。

2　實(shí)驗(yàn)室功能測(cè)試

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試臺(tái)上的接線情況如圖2所示。

圖2　實(shí)驗(yàn)室接線測(cè)試

測(cè)試臺(tái)上四塊某廠家的DTZ178型三相四線智能電能表正常運(yùn)行（表號(hào)分別為970001124611、970001124609、970001124381、970001124610）；兩臺(tái)電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端（儀器編號(hào)分別為100001、100002）通過另外一個(gè)表位串接電流回路，即兩臺(tái)檢測(cè)終端的電流通道全部串接接入到此表位，與所接四塊表計(jì)為同一通道電流值；監(jiān)測(cè)終端電壓分別采自四塊電能表所在表位的電壓輸出口；主站系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置測(cè)試DTZ178型電能表參數(shù)：DLT 645-07規(guī)約，3×57.7/100V，3×1.5（6）A，0.2S，20000imp/kWh。選取標(biāo)準(zhǔn)源：BD-ID交直流校表儀（0.02級(jí)），標(biāo)準(zhǔn)表：LC2010-3E三相標(biāo)準(zhǔn)功率電能表（0.05級(jí)），電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（0.05級(jí)）。

通過標(biāo)準(zhǔn)源輸出交流電壓57.7V、電流0.5A/5A、相位30°供給標(biāo)準(zhǔn)表與被校表，兩個(gè)進(jìn)行誤差對(duì)比的監(jiān)測(cè)終端同時(shí)采集被校表的脈沖輸出信號(hào)，在相同時(shí)段相同電參量情況下分別記錄測(cè)試誤差。每個(gè)測(cè)試點(diǎn)誤差對(duì)比時(shí)間不少于72h，得到如下對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示，各項(xiàng)數(shù)據(jù)基本一致。

表　實(shí)驗(yàn)室功能測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)觀察，57.7V/5A時(shí)，系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)相對(duì)誤差值為+0.022，標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)試數(shù)據(jù)相對(duì)誤差值為+0.022；57.7V/0.5A時(shí)，系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)相對(duì)誤差值為+0.022，標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)試數(shù)據(jù)相對(duì)誤差值為+0.020。鑒于標(biāo)準(zhǔn)表與系統(tǒng)的精度等級(jí)均為0.05，其相對(duì)誤差值均小于0.05，且測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，對(duì)比結(jié)論合格，證明電能表狀體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)有效，功能測(cè)試合格。

3　應(yīng)用效果及效益

電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用和吸收了計(jì)算機(jī)、傳感器、通信和網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號(hào)處理以及在線智能診斷等技術(shù)的最新成果，是集數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)庫管理、現(xiàn)場(chǎng)電能表誤差自動(dòng)校驗(yàn)、異常報(bào)警于一體的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要功能包括：本地手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的電能計(jì)量裝置誤差測(cè)量、本地和遠(yuǎn)程報(bào)警功能，二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)（擴(kuò)展）、狀態(tài)數(shù)據(jù)分析、測(cè)試數(shù)據(jù)庫管理等。

3.1經(jīng)濟(jì)效益

電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過完善的監(jiān)測(cè)手段，降低電能表周期檢驗(yàn)和管理成本，從而節(jié)省了大量的人力、物力。周期檢驗(yàn)及維護(hù)的成本主要有：設(shè)備維護(hù)工作的分配、維護(hù)人員來往現(xiàn)場(chǎng)的交通及時(shí)間成本、維護(hù)人員的培養(yǎng)成本、維護(hù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的整理和錄入成本、數(shù)據(jù)分析及管理成本、支持各種維護(hù)管理的事務(wù)成本、技術(shù)管理及其他資源開銷成本等。狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電能表的運(yùn)行情況，避免現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)的接線錯(cuò)誤，把測(cè)試中間環(huán)節(jié)造成的失誤降低為零。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了解電能表誤差狀況，避免超差帶來的電量損失，從而確保相關(guān)單位的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2社會(huì)效益

電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以確保計(jì)量裝置穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，保障電力市場(chǎng)公平交易，提升供用電單位的誠信形象。同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供的故障記錄以及計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)異常報(bào)警，可以為反竊電和追補(bǔ)電量提供有效的依據(jù)，減少計(jì)量糾紛。

4　結(jié)束語

電能表狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是專門針對(duì)運(yùn)行中的電能表不易進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的電能計(jì)量裝置管理工具。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(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，最大限度地縮短故障處理周期，使得電能表周期檢驗(yàn)工作逐漸從離線方式邁向在線方式，從周期測(cè)試邁向?qū)崟r(shí)測(cè)試，從事后處理邁向預(yù)警監(jiān)測(cè)，成為電能表檢驗(yàn)工作新的技術(shù)手段，提高了電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)防范風(fēng)險(xiǎn)的能力。

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