淺談電能計量裝置技術改造

王子慧

摘要：電網電子技術的快速發展為實現電能計量實時在線監控提供了技術條件，本文分析了電能計量裝置改造方法，利用計量遙測系統將各變電站反映電能計量裝置的運行情況數據通過網絡遠程傳輸到主站或計量服務器，讓計量人員能及時跟蹤現場計量裝置的運行情況，取得十分明顯的效果。

關鍵詞：電能計量；技術改造；在線監控；運行數據

1 電能計量在線監測的重要性

傳統的機械電能表在電子技術的潮流中已不能適應發展需求，在電子技術快速發展的今天，電能計量裝置已不局限于數據的提供，同時對信息化也提出了更高的要求，這也體現了電網運營管理服務水平的高低，也是電網運行效益的訴求，通過對電能計量裝置進行智能化、信息化改造，實現電能計量裝置遠程管理、及時跟蹤監測電網數據，為實現節能減排，夏季高峰用電期實行錯峰用電管理提供數據依據，有效提升計量管理自動化水平和運行管理效益。

2 電能計量裝置改造的難點和重點

（1）電能計量裝置及其二次回路。高計量準確度的電流、電壓互感器應能保證在二次測量的一次負荷信息不失真地被準確計量，獨立的標準接線方式計量二次回路能將所有來自回路的線損耗、接點損耗等引起壓降而造成的計量誤差降到最低。

（2）多功能電子式電能表，是系統數據基礎來源，具備分時控制功能、負荷曲線記錄功能、電流電壓越限報警功能，可實現電量凍結、實時監視、事件記錄，同時配置數據輸出接口，能將數據準確輸出。

（3）電能采集終端，是將電能表數據收集上傳的關鍵設備，根據計量點特別要求的抄表時刻和時間間隔進行自動抄表和數據保存，以擴展表計的數據存儲容量，實現數據分級暫存，從而保障電能表數據的高可靠性。

（4）覆蓋計量點范圍的信息通信網絡，是整個系統的重要組成部分。其解決方案的設計正確與否，將直接關系到系統建設的成敗。

（5）服務器以及主站設備，是系統實現數據監控分析的主要設備。

以上5 點是實現電能計量裝置在線監測過程中應首先具備的技術條件，其中前4點為現場運行環境的構建，需要對實際的運行現場展開相應的技術改造。

3 改造實施方案與步驟

（1）開展電能表更換工作，挑選工作性能穩定的多功能電能表代替傳統的機械表，解決部分電能表無法實現信息傳輸的問題。通過RS-485通信接口將變電站所有電能表信息量傳送給遠方微機后臺，避免了人為干預和人工計算誤差，從而提供實現遠方變電站的計量裝置在線監控所需的大量準確、可靠的基礎數據。

（2）對計量二次回路進行改造，包括調整電流及電壓回路的接線，使計量電流電壓取自互感器的最高精確度等級的繞組，并且盡可能不與其他專業共用繞組，從而符合規范要求的精確度等級要求（見表1）以及必須使用獨立繞組的安裝要求，從數據的采集源頭保證其準確可靠、運行穩定。

（3）安裝電能數據采集終端，并按實用化的要求對其技術性能進行調試，解決電量采集器和電能表之間的通信連接問題。

（4）建立通信傳輸通道，實現系統對遠方電能量數據的準確、可靠、完整、及時采集。

4 技術改造過程

（1）開展電能表更換工程。確保系統數據源頭準確可靠、穩定，將所有不能滿足傳輸與監測需求的、以及準確度等級不能滿足要求的感應式電能表（含復費率機電式電能表）、電子式電能表更換成多功能全電子式電能表，精簡電表種類，加強電表管理，實現了計量點的計量分時控制、負荷曲線記錄、電流電壓參量值實時監視、計量事件記錄等計量應用的變革，使電量變量分析依據更為可靠科學而又直觀便捷。首先需要調查各變電站、開關站、上網電廠電能計量裝置基本情況，統計各種型號規格電能表歷年運行情況，從中甄選性能優良、運行可靠、準確度高的多功能電能表以備使用。

（2）對不符合現行計量要求的電能計量二次回路進行改造。《電能計量裝置技術管理規程》中明確要求，計量用的電流、電壓互感器（繞組）均應符合相應的精確度等級要求，且電流互感器二次繞組與電能表之間應分別采用分相連接，所以對具備調整條件的回路直接更正電流電壓計量二次繞組接線，使其符合精確度的要求和分相接線要求。對于必須通過更換一次設備才能實現的情況，則讓計量裝置分相接在互感器的最高準確度等級的獨立繞組上。此項工作需要對運行中的變電站線路計量回路進行調整，涉及的改造工程量以及施工難度較大，費時費力，但其效果將使得計量更為準確可靠，可以提高系統對電量不平衡率的統計和分析的準確性。

（3）安裝電能采集終端，并完成站內電能表與終端的通信調試。目前國內電能現場采集終端產品尚未成熟，需要不斷改進，我們與廠家一起共同研究解決終端的技術問題，其中包括改進軟件功能，以快捷方式快速查詢數據及電網告警事項；為運行檢查方便，改進初始三極密碼設置方式；改進蘭吉爾ZD表與終端設置通信速率及告警事項讀取方式；增加在終端液晶上明確顯示電表失壓事件的發生或恢復信息；增加電能表失壓事件支持功能。解決了諸如試驗時出現終端重啟，和RS-485口接靜電試驗時儀器出現死機必須重啟終端等問題。經歷了多次安裝前調試、安裝試運行、數據跟蹤分析、終端升級、再安裝運行的過程，終端運行日趨穩定，數據傳送以及抄送速率不斷提高。

（4）通信傳輸通道的建立。根據深圳地區電網計量裝置在線監控系統的需求和深圳電力通信網的實際情況，深圳地區電網計量裝置在線監控系統的通信解決方案采用了多種方式：

1）500kV、220kV、110kV變電站采用以IP數據網絡方式為主通信通道，專線MODEM方式為備用通信通道的通信方式。由于深圳電力綜合數據通信傳輸網絡已經覆蓋至各變電站，可以在網絡上為電網計量裝置在線監控系統設置一個VPN（虛擬專用網），使得各變電站計量終端與主站通信前置機可以進行直接IP 通信。隨著深圳地區電力調度數據網絡的逐步形成，根據相關技術規范，系統的網絡通信通道將逐步切換到調度數據網上來。同時，我們在各變電站的PCM設備開通四線模擬電路，為系統提供了備用傳輸通道。

2）上網電廠采用了撥號MODEM的通信方式。由于區內各電廠大都采用電力載波實現與地區的調度通信，載波設備的二線和四線通道已分別被調度電話和調度自動化所占用，不能為電能量系統提供通信通道。通過向電信公司租用電話線路，采用撥號MODEM方式，經濟快捷地解決了這個問題。深圳供電局電能量計量遙測系統配置圖如圖1所示。

圖1 深圳供電局電能量計量遙測系統配置圖

5 效果檢查

利用計量遙測系統將各變電站反映電能計量裝置的運行情況數據通過網絡遠程傳輸到主站或計量服務器，讓計量人員能及時跟蹤現場計量裝置的運行情況，取得的效果十分明顯：

（1）實現了深圳電網各計量點的計量分時控制、負荷曲線記錄、電流電壓參量值實時監視、計量事件記錄，使電量變量分析依據更為可靠科學而直觀便捷，加強了電表的管理。

（2）2010年通過在線監測共發現電能計量裝置異常現象41起，包括表計通信失敗、終端故障、電能表數據異常、母線電量不平衡等，異常現象的迅速發現使電能計量管理人員能及時制定相應的對策，保證消缺質量。

（3）本系統支持遠程電能計量裝置的故障診斷，對于母線電量以及計量異常分析很有幫助：2010年1月變電部報表報變電站母線電量不平衡數共為1 8條，經過系統數據分析，很多是抄表有誤（原因分別有抄表時間不統一、計量變比改造后沒有更正、旁路代線路或設備停運手工補抄出錯等），數據修正后變電站母線電量平衡率不合格現象有了很大的改觀。

6 結語

利用計量遙測系統實現電網電能計量裝置遠程監測，可以及時跟蹤檢測電網電能計量裝置的運行狀況，對設備異常現場立即做出反應并加以分析，大大提升了計量管理自動化水平和運行管理效益。其實現過程在主站建設滿足要求的同時，需要配合開展電能表、現場采集終端和通道的建設和技術改造。

參考文獻：

[1]DL/T 448—2000，電能計量裝置技術管理規程[S].