集抄系統(tǒng)的大用戶電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測分析

溫盛科

摘要：當(dāng)前我國電力系統(tǒng)大多仍然采用人工現(xiàn)場抄表的方式統(tǒng)計(jì)和分析電能量數(shù)據(jù)，工作效率低，人員配置多，人為錯(cuò)誤發(fā)生率高，因此在線檢測的方法將會(huì)成為電力管理發(fā)展的主流。文章研究了電能計(jì)量裝置容易出現(xiàn)的問題，對(duì)電能計(jì)量裝置在線綜合監(jiān)測進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：集抄系統(tǒng)；在線監(jiān)測；大用戶；電能計(jì)量裝置；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM933 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.019

當(dāng)前我國電力系統(tǒng)的工作人員依舊是采用人工現(xiàn)場抄表的方式統(tǒng)計(jì)和分析電能量數(shù)據(jù)，工作效率低，人員配置多，人為錯(cuò)誤發(fā)生率高。電能計(jì)量裝置在線檢測技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用改善了這一不利局面。其可以防范竊電、實(shí)施狀態(tài)檢修，為電量的錯(cuò)誤計(jì)算和追收提供了證據(jù)，提高了計(jì)量裝置的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性。以較少的物力人力來管理更多的用戶，是電力企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是現(xiàn)代用電管理的發(fā)展方向。

1 電能計(jì)量裝置的常見問題

根據(jù)國家發(fā)布的《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》，電能計(jì)量裝置包括各種二次回路、計(jì)量用電壓、電能表、電能計(jì)量柜及電流互感器等。參照現(xiàn)場運(yùn)維的過往經(jīng)驗(yàn)，電能計(jì)量裝置故障一般集中在電流互感器及其相二次回路、電壓互感器、電能表等方面。而且無論故障的形式如何，在數(shù)據(jù)的分析處理上都會(huì)體現(xiàn)為一次、二次側(cè)功率、電流和電壓因素等參數(shù)發(fā)生異常變化。綜合現(xiàn)場工作的經(jīng)驗(yàn)，大致可以把電能計(jì)量故障類型分為以下三種：（1）電流互感器異常，包括電流互感器二次回路、二次開路超差、短路等；（2）電壓互感器異常，電壓互感器發(fā)生超差、二次側(cè)斷相、一次側(cè)熔絲熔斷。二次回路異常，二次回路出現(xiàn)連接出錯(cuò)，表現(xiàn)為功率因素異常、電流異常、電壓異常等現(xiàn)象；（3）電能表異常。根據(jù)對(duì)集抄系統(tǒng)大用戶電能表的統(tǒng)計(jì)，一般常見的事故現(xiàn)象有正向無功、反向有功、反向無功、正向有功倒走或不走，總電量與峰谷平電量不匹配，電能表計(jì)量超差，電能表計(jì)時(shí)超差，電能表計(jì)費(fèi)時(shí)段錯(cuò)誤，電能表顯示異常，電能表斷相、失流、失壓、逆相序等。

2 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測的特點(diǎn)

集抄系統(tǒng)大用戶的電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)運(yùn)行主要是通過采集多維度計(jì)量裝置及用電信息采集系統(tǒng)來完成，通過主站軟件進(jìn)行分析、處理、計(jì)算后，采用圖表形式反映出來的一套系統(tǒng)體系。該系統(tǒng)能對(duì)計(jì)量裝置的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，計(jì)量裝置運(yùn)行出現(xiàn)異常能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，使計(jì)量裝置故障持續(xù)時(shí)間得到有效降低，彌補(bǔ)了在傳統(tǒng)計(jì)量裝置運(yùn)行管理中存在的不足，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。

電能計(jì)量裝置智能診斷系統(tǒng)與在線監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備故障分析、計(jì)量裝置的異常分析、各類事件的在線監(jiān)測和分析、異常流程處理、用電異常分析等功能，還可以為采集設(shè)備和計(jì)量設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的評(píng)價(jià)提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)論證。通過對(duì)用電信息采集系統(tǒng)，電能計(jì)量裝置可對(duì)多個(gè)電量參數(shù)進(jìn)行檢測，對(duì)電能表的接線錯(cuò)誤、失流、失壓、斷相、超差等二次回路故障能夠及時(shí)報(bào)警，有利于縮短故障處理時(shí)間。電能計(jì)量裝置在線檢測系統(tǒng)主要有以下四個(gè)特點(diǎn)：

2.1 豐富的異常指標(biāo)專家?guī)?/p>

計(jì)量裝置的異常指標(biāo)專家?guī)熘饕▽?duì)采集裝置異常、用電異常和計(jì)量裝置異常的判斷標(biāo)準(zhǔn)和定義，還可以看情況根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行完善和增補(bǔ)。異常指標(biāo)專家?guī)斓慕⒑徒∪梢灾悄芊治龊驮\斷各種計(jì)量裝置運(yùn)行的異常，為計(jì)量裝置在線監(jiān)測提供了有效的監(jiān)控手段及數(shù)據(jù)支撐。

2.2 采集并發(fā)送用戶用電情況

將用戶的用電情況通過信息采集終端進(jìn)行采集并發(fā)送至主站。主站的監(jiān)控人員從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)屏幕傳回的畫面報(bào)警或分析，提取用戶用電信息，與該用戶歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，判斷該用戶的電能計(jì)量裝置是否正常運(yùn)行。

2.3 可連續(xù)監(jiān)測

電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)可對(duì)計(jì)量裝置運(yùn)行狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測和分析，對(duì)計(jì)量異常能及時(shí)返現(xiàn)，降低了電量丟失的可能性。通過電量的采集，自動(dòng)對(duì)線損進(jìn)行計(jì)算，使主、配網(wǎng)線損壞管理更為快捷、便利。

2.4 分析判斷異常

電能計(jì)量裝置的異常智能診斷分析包括采集裝置異常分析、用電異常分析、異常白名單管理、電能異常分析等功能，可以通過采集系統(tǒng)采集的電能、電量、負(fù)荷示值和設(shè)備類型、事件、參數(shù)值、檔案等數(shù)據(jù)，利用異常分析專家?guī)熘械姆治瞿Ｐ停瑢?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和分類，快速判斷出現(xiàn)故障或異常的原因。

3 大用戶集抄系統(tǒng)的在線檢測方法

電能計(jì)量裝置是由很多種高精度設(shè)備搭配組成，要想對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，難度系數(shù)很大。并且因?yàn)槿藛T故障分析能力、采集終端質(zhì)量以及電力系統(tǒng)復(fù)雜性等因素的制約，加上終端具有預(yù)警性，一旦出現(xiàn)異常，就會(huì)向主站發(fā)出警報(bào)，這無疑降低了故障處理效率，增加了故障處理難度，要想快速做出判斷，必須運(yùn)用更科學(xué)的方法進(jìn)行分析。在分析采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的過程中可以得出結(jié)論，目前，系統(tǒng)平臺(tái)的分析重點(diǎn)和采集上來的數(shù)據(jù)種類還停留在采集數(shù)據(jù)是否完整、終端設(shè)備是否在線的層面上，并未深層地發(fā)掘其下的各類計(jì)量裝置監(jiān)控的運(yùn)用、數(shù)據(jù)的利用以及用戶的用電特性監(jiān)測方面的能力，對(duì)計(jì)量裝置的運(yùn)行狀態(tài)尚不能自主監(jiān)測。建立在目前可采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為提升集抄系統(tǒng)在線監(jiān)測的能力，以下對(duì)在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行分析：

3.1 計(jì)量裝置的超差分析

計(jì)量裝置超差現(xiàn)象主要表現(xiàn)為互感器和電能表的超差誤差。以往檢測超差結(jié)果都是利用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，當(dāng)現(xiàn)場處于缺少標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的情況時(shí)，遠(yuǎn)程檢測不可能對(duì)超差結(jié)果進(jìn)行十分精確的測量，但是可以利用一些簡單檢測方式進(jìn)行粗略估算，這在一定程度上也能對(duì)超差進(jìn)行及早發(fā)現(xiàn)，盡量避免出現(xiàn)計(jì)量的重大誤差。

例如如果用戶自行安裝了主、副電能表的計(jì)量點(diǎn)，對(duì)兩塊電表測出的電量進(jìn)行比較分析可以得到數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)規(guī)章的規(guī)定，一般電能表準(zhǔn)確度等級(jí)不應(yīng)相差1.3～1.5倍。對(duì)于電壓互感器、電流可通過對(duì)一次側(cè)電流、電壓來分析監(jiān)測情況，再對(duì)一次、二次電壓電流的比值進(jìn)行分析，可以大致預(yù)估出結(jié)果。

3.2 防竊電分析

作為一種通信方式來說，采集系統(tǒng)是安全可靠的。其在反竊電工作中可以發(fā)揮極為重要的作用，搜集用戶竊電的信息及證據(jù)，并將內(nèi)容及時(shí)發(fā)給主站。

立足于大用戶計(jì)量裝置的角度來看，竊電方式總結(jié)起來可以概括為兩種：（1）改變流經(jīng)電能表的電流、電壓值；（2）對(duì)電能計(jì)量裝置進(jìn)行破壞，使其喪失準(zhǔn)確性。通過比對(duì)分析采集平臺(tái)搜集的用戶負(fù)荷異常曲線以及分析失流、失壓的異常對(duì)電流和電壓造成的影響，已經(jīng)可以掌握其竊電依據(jù)。但根據(jù)目前已經(jīng)發(fā)生竊電案例來看，對(duì)于反竊電工作，采集系統(tǒng)基本是被動(dòng)的，即當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)竊電后，再到系統(tǒng)中找尋證據(jù)，這距離實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式的反竊電監(jiān)控的目標(biāo)還有較大差距。

本文通過分析提出兩種方法：（1）對(duì)負(fù)荷曲線開展主動(dòng)監(jiān)控。用戶出現(xiàn)竊電行為，其現(xiàn)場負(fù)荷往往會(huì)在竊電狀態(tài)和正常用電狀態(tài)之間來回切換。集抄系統(tǒng)平臺(tái)可對(duì)負(fù)荷曲線進(jìn)行繪制，使系統(tǒng)可以主動(dòng)分析負(fù)荷曲線，如果負(fù)荷曲線出現(xiàn)突減或突增異常且長期運(yùn)行的最小與最大負(fù)荷之間的差距超過50%，則該用戶很可能出現(xiàn)竊電行為，應(yīng)納為重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象范圍；（2）防范有竊電前科的用戶再次作案。可利用經(jīng)傳感器啟動(dòng)的攝像頭或紅外熱像儀器，對(duì)已有過竊電前科的用戶進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，終端可將警報(bào)及現(xiàn)場設(shè)備采集的各類圖像發(fā)送到主站，主站再對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。

3.3 功率因素分析

從電能表功能的定義來看，電能表內(nèi)部會(huì)對(duì)每日的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié)。在電能表的監(jiān)測工作中，并沒有深入研究探索電能表的存儲(chǔ)功能，而對(duì)于多功能電能表而言，其表內(nèi)存儲(chǔ)的月末電量及符合數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將有可能對(duì)電費(fèi)出賬、線損管理等工作產(chǎn)生直接影響。在正常的用電情況下，普通用戶的功率因數(shù)一般在0.9以上。用戶的用電特性中如果帶有感性或容性特征，功率因數(shù)根據(jù)相應(yīng)的情況發(fā)生相應(yīng)的變化。遠(yuǎn)程管理終端通過從計(jì)量裝置處采集的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對(duì)相應(yīng)的功率因數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從一定程度上可以反映出用戶的用電特性，為判斷用戶用電是否出現(xiàn)異常提供依據(jù)。

4 對(duì)電能計(jì)量裝置在線檢測的建議

根據(jù)當(dāng)前的基本國情，一次性建立完善的電力檢測系統(tǒng)的條件尚不充分，還有很多地方需要改進(jìn)，主要為三個(gè)方面：（1）提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能；（2）研究開發(fā)監(jiān)測手段；（3）提高管理水平。

4.1 提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能

從客觀角度出發(fā)，用電采集系統(tǒng)目前利用數(shù)據(jù)的程度不高。對(duì)于大量的報(bào)警信息，分析人員往往只能被動(dòng)甄別，確認(rèn)后再進(jìn)行查詢。要想對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析能力進(jìn)行提升，首先系統(tǒng)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、歸類，這樣分析人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有類別、有主次的排查，很大程度上可以使監(jiān)測能力和工作效率得到提高。

4.2 研發(fā)新型監(jiān)測手段

目前，國內(nèi)許多電力公司都有自己對(duì)于現(xiàn)場監(jiān)測的方法與管理技巧，對(duì)于同一監(jiān)測內(nèi)容也存在不一樣的監(jiān)測方法。國內(nèi)各省市電力公司電能計(jì)量中心，可根據(jù)各自電網(wǎng)自身特點(diǎn)，從自身實(shí)際情況出發(fā)，具體問題具體分析，開發(fā)與自身情況相適應(yīng)的現(xiàn)場監(jiān)測手段。

4.3 完善現(xiàn)有類型終端功能

嚴(yán)格加強(qiáng)驗(yàn)收工作，做好消缺工作，提高在線率。這就是通常所說的“兩頭抓”，一是源頭，一是現(xiàn)場。可嘗試與無線通信方面的專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合，嚴(yán)格對(duì)終端通信模塊的驗(yàn)收程序進(jìn)行把控，增加檢測手段，對(duì)不合格的終端產(chǎn)品不予出廠。

5 結(jié)語

電能計(jì)量裝置在線檢測系統(tǒng)通過對(duì)電流互感器、電壓表、電能表等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的故障判斷、自動(dòng)校檢、防竊電監(jiān)測、記錄分析等功能。有利于改善大用戶集抄系統(tǒng)的故障檢測困難、檢測手段單一、管理水平落后等問題，為電量追補(bǔ)提供依據(jù)，極大地提升了計(jì)量裝置的維護(hù)管理和監(jiān)測能力。

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基金項(xiàng)目：本論文由南方電網(wǎng)公司《K-GZM2014-134電能計(jì)量裝置狀態(tài)檢修技術(shù)研究》項(xiàng)目資助。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）