淺析電能計量裝置在線監(jiān)測

梁青

摘要：電能計量裝置的正常運行具有重要意義。文中通過對電能計量裝置的操作和管理方法的研究，指出計量工作面臨的問題，以及具體運行方法，以期為電能計量裝置管理的發(fā)展做出貢獻。

關(guān)鍵詞：電能計量裝置；在線監(jiān)測

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6487 （2018） 01-0071-03

O 引言

電力計量是電力行業(yè)經(jīng)濟指標的重要基礎(chǔ)，其重要作用不言而喻。隨著加大對電力工業(yè)市場化深入改革，電力企業(yè)也隨之重視自身的經(jīng)濟利益，并開始著重于關(guān)注電能計量裝置異常問題。電能計量裝置管理必須保證準確性電能價值的統(tǒng)一，但因為很多運行原因，使其操作出現(xiàn)誤差，因此，本文從電能計量表的誤差問題入手，進行具體分析。

1 電力計量裝置管理工作的常見問題

目前，電力計量裝置管理工作常出現(xiàn)下述幾項問題。

1.1 計量裝置維護管理工作量大

目前，電能計量設(shè)備的管理辦法主要依靠專業(yè)設(shè)備定期檢查，我國大部分的定期檢查項目需要在停電的條件下進行。發(fā)達國家主要采用與源磁場對電能表校準設(shè)備進行現(xiàn)場檢查，檢查周期短于我國。如此廣泛分布的計量裝置需要計量人員全年工，任務(wù)重，時間緊迫，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，計量裝置工作量和難度逐步增加[1]。

1.2故障未能及時發(fā)現(xiàn)與處理

目前，主要以周期檢測法作為電能計量裝置現(xiàn)場操作的方法，但該種方法檢測周期較長，類似于接線錯誤等問題不能及時的發(fā)現(xiàn)并糾正，使得故障未能得到及時有效的處理。

1.3電能追補易起糾紛

人為操作也可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，且近年來該情況發(fā)生率越來越高。因缺乏相應(yīng)的有效技術(shù)手段，在電量追補上仍相對困難。

1.4資源浪費

運行電能計量裝置采用抽樣方法，統(tǒng)計不良率，并進行計量裝置替代，因為過程中抽樣存在風(fēng)險，以及計量裝置的測試和使用等一些意外因素，這種方法也比較耗費人力、財力等。

2 電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)

電能計量裝置在線監(jiān)測范圍主要包括3方面，第一即為我們常見的電能表，其他兩方面分別為CT及其二次回路與PT及其二次回路。電能計量裝置所發(fā)出的信號可通過監(jiān)控裝置作采集處理，同時還可進行相應(yīng)的信號變化收購，轉(zhuǎn)化為簡易的數(shù)字信號，在經(jīng)過一系列的處理后，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及數(shù)據(jù)庫管理。在出現(xiàn)相應(yīng)的故障后，可及時反饋信號至監(jiān)控裝置中，最后通過遠程通信主站系統(tǒng)，通知員工關(guān)注處理。

監(jiān)測裝置共由4個部分組成，首先需要配備現(xiàn)場監(jiān)測裝置及方便管理的通信網(wǎng)絡(luò)，其次還需要配備主站管理中心與數(shù)據(jù)服務(wù)器對產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理。圖1中即為電能計量裝置在線監(jiān)測流程。

2.1 電能表誤差在線監(jiān)測

標準電能表可視作現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備，其主要對電能表與標準電能表的轉(zhuǎn)換作監(jiān)控。其將電壓與電流作相應(yīng)的處理，使其具有“相同性”，后可對電能表的脈沖信號作觀察，并直接與相關(guān)標準進行比對，監(jiān)測當(dāng)前電能表誤差計算。因此，若僅使用一套系統(tǒng)進行多個計量裝置的在線監(jiān)測，需對計量測試設(shè)備信號進行相應(yīng)的選擇與切換，使其滿足各方面的要求，而后實現(xiàn)對監(jiān)測信號。就電度表而言，其主要信號包括電壓、電流與脈沖信號，并在在線監(jiān)測時進行切換處理。值得注意是，只有各個線路能夠正常安全的運行，才能實現(xiàn)電能計量裝置在線監(jiān)測。

2.2

PT二次回路壓降和二次回路負荷測量

2.2.1 PT二次回路壓降測量

測差原理及現(xiàn)場數(shù)字化方法是PT=次壓降測試的兩種方法。所謂測差原理，其是通過高等級的電壓互感器將PT側(cè)電壓隔離，這時會痛儀表測壓形成測差回路，產(chǎn)生的壓差信號會傳送至校驗儀，便會得到二次壓降的比差與角差。在測試過程中，需要200m或以上的電纜進行信號引導(dǎo)，該種檢測方法不僅具有穩(wěn)定性，同時檢測的精準度也相對更高，但會在一定程度上增加網(wǎng)站建設(shè)的工作負載。是現(xiàn)場測量壓降發(fā)放的主要應(yīng)用原理。

現(xiàn)場數(shù)字化方法主要流程如下：首先高精度電壓互感器會對PT及儀表所測電壓進行隔離處理，并對其進行現(xiàn)場數(shù)字處理，通過現(xiàn)場總線與控制終端對處理所得數(shù)據(jù)進行傳輸，最終由通監(jiān)控機對所得數(shù)據(jù)進行進一步的分析。主要流程如圖2。

與其他方案相比較，該方案的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在無需在現(xiàn)場鋪設(shè)電纜，可有效規(guī)避了傳統(tǒng)放線帶來的弊端[2]。

目前GPS技術(shù)不斷發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，二次壓降測量技術(shù)中同樣可運用GPS同步技術(shù)，不僅可獲得準確的測量結(jié)果，同時還可實現(xiàn)同時測量，保障同步。

2.2.2

PT二次負荷測量

所謂負荷特性，主要是指電壓互感器的誤差與二次負荷的關(guān)系，而負荷誤差產(chǎn)生的來源為負荷電流在一次及二次線圈電阻和漏電抗上的電壓降。若已經(jīng)測得了電壓互感器空載下的比值差f0與相位差δe，此時在對其額定負荷ZE進行測定，計算出cosΦ=1時的比值差和相位差δe，就可以通過計算得到任意負載Zb下的比值差f和相位差δ。CT二次負荷原理圖如圖3所示。

2.3 CT二次回路負荷監(jiān)測和二次回路導(dǎo)納監(jiān)測

2.3.1 CT二次回路負荷監(jiān)測

實現(xiàn)CT二次負荷的監(jiān)測需要采集的信號有CT二次電流和CT二次端電壓，監(jiān)測原理圖如圖4所示。

電流信號監(jiān)測需要采用的監(jiān)測系統(tǒng)和電能表電路串聯(lián)的方式，因為電流互感器在第二次循環(huán)的操作是不允許的在開路狀態(tài)，所以不能使用多個繼電器切換的方式。因此，電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)采用穿心CT電流互感器二次電流采樣。

2.3.2

CT二次回路導(dǎo)納監(jiān)測

CT二次回路導(dǎo)納檢測過程中，若其處于正常狀態(tài)，那么導(dǎo)頻導(dǎo)納是基本保持不變的；但一旦出現(xiàn)問題，那么導(dǎo)頻導(dǎo)納值將出現(xiàn)明顯的偏差。

不同的頻率導(dǎo)納方法是在電流互感器二次回路及其50赫茲信號短堆棧50 Hz的導(dǎo)頻信號，從而實現(xiàn)CT二次電路及其導(dǎo)頻導(dǎo)納測量。異頻導(dǎo)納法測試原理如圖5所示[3]。

導(dǎo)納監(jiān)控裝置主要包括導(dǎo)頻信號發(fā)生器和信號采樣裝置。監(jiān)控質(zhì)量的CT二次回路斷開導(dǎo)納，控制開關(guān)K斷開，導(dǎo)納測試設(shè)備串入到CT二次電路，然后通過導(dǎo)頻信號發(fā)生器CT二次電路到1.6kHz的導(dǎo)頻信號，再通過Z傳感器采集信號，計算CT二次回路導(dǎo)頻導(dǎo)納值。

3 電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

3 1綜合監(jiān)測系統(tǒng)

目前，對電能表、PT及其二次回路、CT及其二次回路的在線監(jiān)測已經(jīng)基本實現(xiàn)并得到有效運行，但關(guān)于電力系統(tǒng)諧波干擾的分析我國還有待深入研究。就目前而言，已有澳大利亞紅相電力公司的“809系列計量裝置遠程校驗監(jiān)測系統(tǒng)”，鄭州三足科技發(fā)展有限公司的“電能計量裝置遠程在線檢測系統(tǒng)”。

3.2基于負荷管理的監(jiān)測系統(tǒng)

電力方面的四個元素（電壓、電流、功率因數(shù)和時間）作為起點，通過負載管理的數(shù)據(jù)挖掘，實現(xiàn)電能計量裝置故障診斷。

3.3電能表監(jiān)測系統(tǒng)

實現(xiàn)監(jiān)測和分析電能表誤差以及錯誤接線，目前，主要包括河南思達高科技股份有限公司的“ST8205電能計量裝置遠程檢測系統(tǒng)”。

4 結(jié)束語

綜上所述，對電能技能裝置在線技術(shù)的研究，根據(jù)其誤差出現(xiàn)的原因檢測，可以實時掌握其運行情況，避免電能計量裝置故障引起的功率損耗電力行業(yè)，最終確保電力行業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 鹿凱華，趙斌關(guān)口電能計量裝置誤差的實時監(jiān)測[J].山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報，2008（4）：23.

[2] 彭時雄交流電能（電功率）測量綜合誤差的測試計算及改進技術(shù)[M]北京：中國電力出版社，2008

[3] 羅志坤.高壓電能計量裝置遠程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].電子測量技術(shù)，2007 （2）：58-61。