監控電能計量裝置異常的新方法研究

摘 要：針對目前電能計量裝置異常監控方法的不全面性、滯后性弊端，創新了一種新的監控模式，在計量自動化系統的基礎上，全面實現智能化的實時監控，動態圖形展示，極大的提高了異常發現的準確性，縮短了異常發現時間，降低了計量差錯率，并詳細介紹了新系統的軟硬件設計，方案比選，該系統已在珠海供電局計量中心實施，效果顯著。

關鍵詞：電能計量裝置；實時監控；六角圖；反竊電

引言

電能計量裝置由各種類型電能表，計量用電壓、電流互感器及其二次回路、電能計量柜（箱）等構成[1]，由于偷竊電和工作疏忽所導致的電能表“錯誤接線”，將導致計量不準甚至燒毀計量裝置，給供電企業造成許多不必要的損失。傳統的異常監控方法過于依賴人的主觀判斷以及大量人力的投入，無法做到實時動態監控用戶計量裝置的負荷情況，所以，如何避免發生錯誤接線，快速準確判斷錯誤接線成為我計量中心亟待解決的一個重要的課題，而我們研發的計量裝置“六角圖”遠程監控系統就提供了一個可視化的展現平臺。

在計量自動化系統現有的基礎上，增添對計量裝置各相位角的采集，并通過解析、計算和分析等步驟，將用戶表計的現場接線情況通過六角圖的形式間接展現出來，并配合異常判斷程序，做出異常判斷，達到實時動態的遠距離監視目的，下面介紹該系統的研發過程、操作流程、以及珠海供電局的實際應用情況。

1 計量裝置異常監控方案篩選

隨著時代的發展、技術的革新，偷竊電的方式方法越來越“高科技”，我們計量裝置異常監控的方法也應當與時俱進。

方案1：線損監測法

通過計量自動化系統監控線損波動較大的線路發現異常，派工作人員對線路下的用戶進行現場逐戶排查，確認并處理計量裝置異常的用戶，該方案不能做到實時的監控，且僅對負荷大的“錯誤接線”做出正確的異常判斷。

方案2：電壓電流巡查法

運用計量自動化系統的統計篩選功能，對所有專變用戶電壓、電流進行巡查，發現電壓、電流異常用戶，現場逐戶排查，確認并處理計量裝置異常的用戶，該方案僅對電壓、電流異常的“錯誤接線”做出正確的異常判斷。

方案3：“六角圖”監測法

利用“六角圖”原理，根據用戶計量裝置的相位角數據，在計量自動化系統中生成“六角圖”，通過圖形判斷用戶接線是否存在異常[2-3]，確認并處理計量裝置異常的用戶，該方案能對所有類型的“錯誤接線”做出正確的異常判斷，但是需要開發資金。

經過分析后選擇方案3，即在計量自動化系統的基礎上開發具有實時監控能力的“六角圖”遠程監控系統。

2 計量裝置“六角圖”遠程監控系統設計方案

2.1 系統功能需求

計量裝置“六角圖”遠程監控系統的主要功能，是實現如下“四項”功能的智能化和自動化[4-5]。

數據自動采集。快速準確的上傳用戶計量裝置實時負荷數據。

相位角數據異常自動分析。通過預先定義好的相位角數據判斷規則，系統自動、實時的對相位角數據進行自動分析，并得出準確的分析結果。

六角圖圖形化報警監控。系統自動分析出相位角異常的數據后，對于異常的數據自動產生六角圖監控報警信息，并實現界面化查詢、分析和處理。

相位角數據反推。對于不能直接采集到相位角數據的計量點，通過合理的公式，利用已經采集的數據反推相位角，從而實現六角圖監控點全面覆蓋。

2.2 系統組成

系統分為硬件部分和軟件設計部分，由于珠海供電局計量中心在2005年建設的計量自動化系統，專變用戶覆蓋率達到了100%，所以新系統的硬件平臺完全基于計量自動化系統，為了實現遠程在線實時監控作用，軟件方面我們還需要解決三個關鍵因素：數據采集、圖形生成[6]、異常判斷。

2.2.1 第一個關鍵因素解決方案

方案1：通過現場計量終端采集電能表數據。優點是數據直接來源于電能表，準確率100%，且不需要更改主站設置，但是由于地方因素，珠海市有8%左右的電能表不具備相位角數據上傳功能。

方案2：直接采集現場終端自身計量數據。優點是終端100%具備相位角上傳功能，但是現場終端的數據平均準確率不能達到100%。

方案3：計量終端將電能表數據及自身數據同時提供。主、副數據保證數據采集100%成功，唯一的不足是需要主站配置升級和更改設置[7-8]。

經分析后選擇方案3，即電能表與終端數據相結合的方式進行數據采集。

2.2.2 第二個關鍵因素解決方案

方案1：用每15分鐘的負荷數據生成圖形。優點是能夠全面的監控用戶負荷情況，但是數據量大，占系統硬盤空間5～10%，需要定期備份數據，增加數據庫維護量。

方案2：將每日的負荷取平均值生成圖形。數據量將大為減少，但是在用戶負荷不穩定，低負荷占較大比例時，平均值存在“六角圖”角度變化大的問題，不利于異常判斷，且不能做到100%監控用戶負荷情況。

方案3：取每日用戶負荷的最大值生成圖形。同樣無法100%監控用戶負荷情況，但是用戶出現接線異常，取極值進行“六角圖”判斷不會出現負荷小而導致的誤判[8-9]。

經分析后選擇方案1，即取用戶每15分鐘的數據進行圖形生成，雖然數據量大，但是能夠做到100%的全面監控。

2.2.3 第三個關鍵因素解決方案

第三個關鍵因素也是新系統能否作出正確判斷的關鍵所在，通過大量實驗及數據對比，將失壓、失流、極性反、相序錯誤等各種可能的錯誤接線情況進行編程識別，我們將功率因素角？漬=70°作為判斷依據，并且可以隨時通過調整功率因素角？漬的大小進行計量裝置異常的判斷[10-11]，雖然對于極端的案例無法做到100%的異常報警，但是1%左右的誤報率足以讓我們信服。

3 “六角圖”監控系統使用介紹

新系統主要的兩個功能為定向召測（如圖2所示）和異常報警（如圖3所示），通過指定用戶的編號查詢，我們可以直接定向的查看可疑用戶計量裝置的六角圖情況，而異常報警功能會將所有異常數據的用戶進行篩選、判斷，最后用“六角圖”的形式進行用戶異常報警，所有異常報警功能均能智能化、自動化的呈現，工作人員只需要每日查看異常報警頁面已確認是否出現異常便可。

4 系統應用實例

2012年6月9日某用戶負荷異常，用戶班到現場核實情況，發現用戶電能計量裝置正常，無功而返。2012年8月25日，監測系統試運行并出現該用戶報警，報警時間為凌晨3點，通過工區攝像頭取證，報警當日確實有人進入電房。工作人員要求開啟電能表檢查，經檢查，表計內部發現可控制短路電阻，通過后臺遙控器隨時控制開關閉合達到竊電目的，根據調查用戶共計偷竊電5個月電量達到153585Kwh ，如未能及時發現問題后果不堪設想。

電能計量裝置“六角圖”監控系統于2012年11月測試完畢，2013年1月正式投入使用，新系統投入使用之前，通過數據統計，計量中心對用戶計量裝置異常的發現平均時間為23天左右，而2012年全年追補電量29.7萬千瓦時，新系統的投入做到了實時在線的監控，對任何異常情況都能做到1天左右的反應時間，通過數據統計，2013年在新系統的幫助下，全年追補電量降低為8.7萬千瓦時。該新系統有效的節約了人力資源成本，降低了計量差錯率，提升了異常發現精準率，使珠海供電計量水平提升到一個全新的高度。

5 結束語

電能計量裝置“六角圖”遠程監控系統借助計量自動化系統平臺，運用基本的“六角圖”原理，通過相位角數據解析、分析、異常判斷，對計量裝置進行實時在線的遠程監控，大大加強了電能計量裝置的運行監控能力，為錯誤接線及偷竊電行為導致的電能量追補工作提供了可靠有效的數據支持，極大地縮短了異常發現時間，提高了電能計量裝置的準確性、降低了電能計量裝置的差錯率。

參考文獻

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[8]張磊，王曉峰，李新家.電能信息采集系統運行及技術[M].北京：中國電力出版社，2009.

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[10]康廣庸.電能計量裝置故障接線分析模擬與檢測[M].北京：中國水利水電出版社，2007：150-196.

[11]Q104-0011-0810-1342.廣東電網公司負荷管理終端異常報警判斷標準與處理規范[S].

作者簡介：唐小川（1988-），男，籍貫重慶，大學本科，電力工程技術助理工程師，電能表校驗工技師。本次發文內容為珠海供電局計量中心在全省率先開創的“六角圖”遠程監控系統的研發概述。