電能計量裝置在線檢測系統的應用探討

廣東電網公司廣州供電局計量中心 張文嘉

在建立在線檢測系統過程中，可以有效控制整個供電環境，包括在線數據下載、設計存儲以及測量其它供電參數等，為供電網絡安全穩定運行提供保障。電能計量裝置應用在供電網絡中，充分發揮電能計量裝置的三種功能，分別為負載功能、互感功能以及二次接線功能。借助上述功能，可以對供電網絡運行中產生的誤差進行調整，同時與在線檢測系統建立協調關系，在線檢測系統會及時發現供電系統中存在的問題，并將產生的問題生成電能運行曲線，根據曲線判斷出供電系統中計量裝置發生的故障，以便實施有效的措施解決故障，使計量裝置正常運行，從而獲得更加真實的電能計量數據。

1 原計量系統存在的問題

原計量系統存在的問題體現在以下幾個方面：第一，原計量系統按照周期進行檢測，但是整個周期時間較長，未能及時獲取電能表在運行中出現問題，包括接線錯誤、電能誤差以及燒線等；第二，使用的電能計量裝置，經常會出現失壓問題，造成供電系統出現故障，并且會出現嚴重的電能流失問題；第三，無法計量二次回路產生的電壓；第四，無法有效檢測二次回路出現的故障；第五，無法及時獲取被監測運行網絡出現的故障；第六，在復雜供電網絡中，無法對TA和TV等線路進行深層次的檢測。

2 電能計量裝置在線監測的必要性

電能計量裝置在線監測的必要性體現在以下幾個方面：第一，滿足供電網絡運行需求、滿足用戶的用電需求；第二，不斷提升電網建設水平，使電網中配置更多的電力設施，為用戶提供更加安全穩定的電力能源；第三，為供電網絡大規模發展奠定基礎，運用電能計量裝置，可以快速獲取供電網絡實時數據，減少人工操作產生的誤差，有助于實現智能化管理；第四，促進供電企業不斷更新運行體系，運用先進的監測技術，提升檢測的準確性；第五，促進各個領域快速發展。

3 電能計量裝置在線監測的基本原理

在檢測系統運行過程中，會重點檢測一下信息，一是電壓信息、二是電流信息、三是脈沖信號信息、四是PT端二次回路信息、五是通道切換信息、六是數據轉換模塊信息。通過檢測上述信息，電能計量裝置在運行過程中，會集中測試供電系統的以下功能，包括二次回路降壓功能、導納功能以及誤差測試功能等。在電能計量裝置運行過程中，充分發揮上述功能，實現供電網絡動態監測，在監測中獲取更多的供電數據，將數據輸入至檢測系統中，檢測系統負責存儲、分析、歸類以及輸出等工作，通過存儲、分析、歸類以及輸出，及時發現電能在多路轉換過程中產生的誤差，并反饋至電能計量裝置，電能計量裝置會按照檢測系統要求，深入分析引發誤差的原因，以便根據原因進行有效的處理。

運用電能計量裝置在線檢測過程中，以PT壓降測試為例，采用布線原理實現電壓表和電能表的連接，在連接中進行在線同步檢測。與人工檢測方式相比，在線同步檢測會根據實際情況調整布線方式，在調整布線方式過程中，可以快速獲取實施的數據，并對獲取的數據進行對比，通過對比真實掌握供電網絡實際運行情況。在電能計量裝置實際運行期間，在線檢測系統會通過以太網的方式，向所檢測的區域建立通信關系，在通信狀態下進行遠程操作，實現遠程操作，既能將獲取的信息保存至系統數據庫中，還能在保存中對信息分類。

4 電能計量裝置在線監測技術的應用

4.1 系統構成

在供電網絡建設過程中，會在網絡中的不同區域內設置計量點，通過計量點檢測不同區域出現的損耗，包括網絡損耗、線路損耗以及關口損耗等，并且每個位置的損耗過程，均能進行在線檢測。在每個區域設置計量點過程中，需要配置電能表，同時根據檢測要求運用不同的技術，使每個計量點中的電能表獲取更加真實準確的電能信心。以檢測關口損耗為例，在關口位置的計量點中，配置的電能表可以具備四個費率的檢測功能，工作人員在獲取費率信息時，需要經過三級密碼管理以及安全防護功能，在減少對電能信息影響時，避免電能信息出現更多的誤差，還能使電能計量檢測過程簡單化。

4.2 系統主要設備

供電企業建立在線檢測系統過程中，系統中配置的電能計量裝置，其中集中器是重要的組成部分，主要用于采集供電網絡中產生的電能信息，將采集的信息進行分類集中，通過管理指令和控制指令，有效調整供電系統的運行狀態。在檢測系統中配置電能計量裝置時，具備檢測電能信息功能的同時，還應具備以下功能：第一，精度功能。在電能計量裝置采集信息過程中，使用RS-485接口，將計量裝置與供電網絡進行連接，在連接過程中獲取實時的電能信息。此外在獲取信息過程中，應提前設置信息的參考標準，將獲取的信息與參考的信息進行對比，避免獲取的信息出現問題，從而影響信息的準確性，有效提升信息獲取的精度；第二，存儲功能。使用點能計量裝置獲取信息時，需要將獲取的信息存儲在數據庫中，數據庫最小容量應設置為64MB，如果采用獨立數據庫，或者使用備份數據庫，數據庫最小容量為256MB。一旦電能計量裝置出現問題無法正常運行，在線檢測系統會使用備份數據庫，用于存儲電能信息；第三，信息采集功能。在進行實時采集信息過程中，電能計量裝置會設置采集窗口，采集窗口中會設有分類，分別為電量類別、遙測量類別以及分時電量類別。供電系統會按照設定的時間，向電能計量裝置下達信息采集命令，此時電能計量裝置會采集以下信息，一是失壓信息、二是電壓合格率信息、三是電能表信息、四是模擬量信息；第四，傳輸數據功能。在供電網絡中，配置電能計量裝置時，要求在連接線路中使用RS-485接口，通過接口可以連接電能表，并為傳輸數據提供通道，利用通道的多種功能，實現語音撥號和網絡通信；第五，電能計量裝置通信功能。電能計量裝置具有通信功能，主要用于變電站通信和發電廠通信。在變電站通信過程中，供電網絡建立電力調度自動化系統，系統內會設置許多裝置，一是人機接口裝置、二是串行通信接口裝置、三是數字信號處理裝置、四是串行通信總線裝置。在發電廠通信過程中，我國主要采用電力載波通信方式，在供電網絡中建立二四通道，為防止調度電話等通信方式占用通道，在通道中運用IEC61850-8-1通信模式，及時調整通信方式，有效滿足發電廠的通信需求。

4.3 電能計量裝置在線監測應用的加強

電能計量裝置應用在在線檢測系統中，會進一步增強電能計量裝置的應用能力，具體體現在兩個方面：第一，根據供電網絡運行需求，及時調整電能計量裝置。供電企業在檢測電能使用情況時，為提升檢測質量，減少誤差，需要設定電能計量裝置調整計劃，在計劃中明確調整標準，完成調整后進行驗收，保證電能計量裝置的計量精度滿足在線檢測要求。此外在調整中，可以更換原有的電能計量裝置，使用S級電能表和S級互感器，建立測量能力更高的電能計量體系，如果供電網絡運行時產生的負荷超過承受范圍，S級互感器在發出預警信息的同時，S級電能表降低供電網絡產生的點流量；第二，有效解決計量點存在的問題。在計量點經常會出現計量誤差問題，減少計量誤差、提升計量精度，在供電網絡中配置電能計量裝置時，一方面應根據用戶的使用需求，深入檢測電能計量裝置的性能，避免出現性能不匹配情況，另一方面使檢測變比適應實際使用要求。此外在用戶使用電能過程中出現問題，電能計量裝置應向供電企業反饋信息的過程中，將電能計量裝置存在的問題展示給控制終端，控制終端會及時做出反應，包括更換更高精度的電能計量裝置，或者配置其它檢測裝置以及運用檢測技術等，解決用戶遇到的問題，并且減少數據誤差。

5 在線監測系統終端軟件的功能

5.1 功能

在供電網絡中建立在線檢測系統，使用的終端軟件應具備以下功能：第一，同步數據功能。電能計量裝置在供電網絡獲取的信息，通過終端軟件下載至數據庫中，保證數據庫中的數據與實時數據具有同步特點；第二，終端軟件將系統主機與在線工作站相互連接，工作站進行在線檢測工作時，只需操作軟件中的遠程控制命令，可以使工作站對供電網絡進行檢測；第三，終端軟件會對檢測的數據進行分類，分類內容包括相限信息、無功等級信息、有功等級信息以及有功無功誤差信息等；第四，按照設定的測試計劃，工作站會根據計劃內容開展工作，無需人工操作即可對信息進行記錄、存儲以及校驗等；第五，在終端軟件中，會向工作人員提供數據管理功能，一是查找功能、二是增加功能、三是修改功能、四是刪除功能、五是打印功能，如果數據量不斷增加，會增加校驗功能，使數據管理工作效率不斷提升。

5.2 系統菜單

（1）基本誤差實驗

在基本誤差實驗過程中，會重點實驗線路中以下數據，一是電壓數據、二是電路數據、三是頻率數據、四是相位數據、五是功率數據。在對電壓數據進行誤差實驗過程中，會在電路中設置三相三線電壓，三相三線電壓的夾角在0-360°范圍內，功率設定在1.0C～1.0L范圍內，在誤差實驗期間，如果出現無功情況，并且三線中產生的功率大于零，線路中的電壓落后于電流，此時產生的誤差為無功誤差，需要調整線路的啟動時間，并且將電壓和電流的幅度控制在合理的范圍內。

（2）諧波分析

在諧波分析過程中，如果操作鎖定鍵，誤差向量圖不會發生較大的變化，并且波形圖的縱坐標控制在正負1之間，可以快速分析出不同諧波在通道中產生的含量。

（3）電量讀取

在電量讀取過程中，使用RS-485接口連接現場電能表，將電能表中的數據傳輸至在線檢測系統，檢測系統只需花費一分鐘的時間，會將獲取的信息回傳至用戶，方便用戶實時獲取電量信息。通過操作系統菜單，按照通信規約，會展示電能信息中參數，避免計量的數據與真實數據存在誤差。

結語：綜上所述，將電能計量裝置應用在在線檢測系統中，應不斷加強電能計量裝置在在線檢測系統中的應用價值，同時遵循電能計量裝置在在線檢測系統的基本原理，提升電能計量裝置在線計量精度，減少產生的誤差，避免出現電能浪費的情況。