用電信息采集系統電能計量數據異常原因探討

雎 康

（國網江蘇省電力有限公司揚州供電分公司，江蘇 揚州 225000）

0 引 言

隨著國民經濟的快速發展，人們的生活水平不斷提高，科學技術的發展越來越快。電力作為不可缺少的能源，其利用效率直接影響國家經濟和社會穩定。用電信息采集系統的問世，解決了供電供需矛盾，減輕了供電壓力。電力信息采集系統測量電能，通過實地檢驗大量電力使用者的信息，傳送給計算機進行異常數據分析。

1 用電信息采集系統概述及現狀

1.1 用電信息采集系統概述

用電信息采集系統能夠實時監控和管理用戶用電信息，采集、匯總以及處理用戶的各類用電行為信息，提升電網供電質量和用戶使用體驗。用電信息采集系統包括主站、通信信道以及采集裝置3個主要部件，能為客戶提供連續的供電服務。在不同的時間周期中，它顯示電流、電壓、功率、客戶剩余電費、電能的示值以及功率的影響因子，每15 min收集1次，以便用戶實時獲取相關信息。電力行業用電信息采集系統需處理大量數據，因此供電公司須不斷改進和優化用電信息采集系統，以減少異常情況的發生概率，確保供電公司穩定運行[1]。

1.2 用電信息采集系統的發展現狀

電力信息采集系統由采集設備、網絡通信和系統主站組成。使用電力信息采集系統，采集和上傳電網電能質量的監測數據，綜合分析電力信息，完善電力信息采集系統。供電公司采用電力信息采集系統的目標是準確可靠采集配電網絡中各用戶數據，為配電網絡規劃提供全面的指導。電力計量數據的采集過程較短暫，數據量較大，而用電信息采集系統不夠完善，難以為用戶提供便捷的供電服務，且電能計量數據的甄別難度大，易造成電能計量數據異常，對電網的長期發展造成了負面影響。

2 電能計量數據異常影響因素

2.1 管理方面

首先，沒有進行安裝檢查，不能有效保證變壓器和儀表等設備的質量，易出現儀表錯誤問題。其次，人工測量設備的操作有誤。例如，人員讀寫不規范，影響后續的統計和測量工作。最后，由于測量儀大多在戶外，易受周圍環境的影響，如果不及時維護，將影響測量設備的測量精度。

2.2 技術方面

首先，儀器儀表是計量工作的關鍵設備，其精度的選取將直接關系計量工作是否能夠順利進行。其次，在選定和配置儀器后應進行相關檢測。在兩相流量負載中，配置一套合適的設備，對其進行雙向測量，若一個環節有問題，將造成測量結果的偏差。再次，儀表的安裝位置，直接影響到測量的精度，如果不在測量設備上設置防止諧波的設備，將引發出現測量問題。最后，由于經濟因素，一些區域的計算方法不夠成熟，或者使用的設備質量不好，技術標準不夠完善，達不到電力使用強度要求。

2.3 外部環境方面

因為電力測量裝置大多在室外，所以測量結果會受到外界環境的影響。如果機械儀表的安裝位置有問題，那么轉盤上的額外扭矩會造成測量錯誤。如果設備的安裝條件不適合，在高溫和劇烈的震動下會發生故障，影響儀表的測量結果。

2.4 互感器故障引起記錄數據誤差

變壓器儀器本身和安裝等因素的故障可能導致儀表參數記錄錯誤。變壓器設備需在有負載的情況下才能夠保證測量精度，因此無負載測量時會導致變壓器和電能表測量精度降低，影響電能表的二次繞組鐵芯安裝。工作人員安裝時要避免測量和保護零線之間的隔斷出現循環電流，確保儀表中線位置的精確度，減少儀表錯誤[2]。

2.5 試驗接線盒方面的故障

測試接線箱是現場測量的關鍵設備。如果接線箱的接線端或者線路有問題，會引起發熱問題。電力維修者不能檢測并控制測試接線箱的發熱問題，會造成電線的不可逆損傷。由于測試接線盒長時間使用，內部的金屬片易被氧化而造成導線接觸不良。安裝測試電源箱時，由于操作不當如沒有旋緊螺釘等，會造成電力測量資料異常。

2.6 終端異常

故障終端是電力信息采集系統的關鍵環節。故障終端是指一個通信設備和一個供電設備。大量數據分析顯示，雖然終端失效的概率低于表計故障和變壓器故障概率，電力公司的有關工作人員仍應加強對終端故障的關注。造成終端失效的原因有終端計時器失效、終端畫面暫時失效、部分終端資料丟失、終端軟件和設備的操作失敗以及載波塊的拼接異常等[3]。終端設置如圖1所示。

圖1 終端設置

3 用電信息系統電能計量數據異常問題解決的有效措施

3.1 運用合理的規劃監管電力數據

全面規劃系統和管理數據，保證系統正常工作狀態，實現精確測量。通過實地調研、細致走訪、全面了解系統、收集客戶信息、統計用電高峰以及集中用電時間，安排專業技術人員深入分析用電情況。統計、整理以及分析電力用戶的詳細資料，采取有效措施，減少電力數據異常問題。電力技術人員定期檢修采集系統，發現并分析故障原因，以排除各類干擾。

3.2 加強對電能計量裝置的監測和運維

設備所處環境較惡劣，電力信息采集系統易出現故障。若環境濕度大，動力源等設備極易發生故障而引起測量數據異常。因此，應加強電力計量設備的監控與維護，采取干燥、除濕等措施，防止設備受潮。引入配線保護措施，保證設備安裝和工作環境，準確獲取電能計量資料。電能表是電力采集系統的一個關鍵設備。在電網中適當設置電能表，加強監控與維護電能表，有助于獲得精確的電能測量資料。因為采集的數據會受到變壓器的影響，所以須確保變壓器電流和電壓互感，確保采集系統穩定可靠。加強對終端設備的監測與維護，做好終端電源管理工作，確保各項指標達到規范，以滿足系統的實際應用需要。加強對測試端子箱的監控與管理，確保其安裝正確和工作狀態正常。針對采集系統和輸電線路的實際運行狀況，設計一套高效完備的資料管理與維修計劃，以改善用電資料的傳輸質量，加快資料傳送速度，增強資料收集效能，提升資料可靠性。電能計量裝置如圖2所示。

圖2 電能計量裝置

3.3 創建異常用電、異常數據分析系統

電能計量系統能夠自動智能分析采集的數據，并對工廠中用電負荷過大的地區報警，自動切斷電源保護，避免發生意外。車間的工作人員定期監控電能計量裝置，以保證其工作效率。工廠可以根據異常數據判斷工廠的用電狀況，避免用電異常情況發生。工廠可以整理數據并建立一個數據分析系統，使員工能夠隨時監控數據，保證工廠的正常生產和經營。

3.4 優化外部環境

各種外界因素的干擾會對電力采集系統的測量信號造成影響。通過增加集線器和諧波阻斷器的方式，減少環境因素對電力采集系統的干擾，提高電力采集系統的運行效率。由于電力采集系統的復雜性，它對設備的要求較高，易產生設備線路老化、腐蝕等問題而影響電力采集系統的正常工作，采用先進的光纖技術，自動切換用戶設備通道，確保系統安全，節省企業的投資。

3.5 做好計量裝置安裝環節質量控制工作

監控計量設備的安裝質量，確保計量設備的品質，在斷路器和保險絲的位置設置計量設備的供電。當設備出現故障時，將故障點隔離開，避免計量設備故障進一步惡化[4]。遮蓋室外設備以加強防護，防雨和沙地侵襲。對于特定地區的用戶，建議采取針對性的安全措施。對于用電較大的用戶，配備遠傳分合的遠程信號斷路器，實時監控以確定設備故障。重污染區采用內部的高壓計量柜處理，選擇耐腐蝕性材料的設備，以保證設備的化學腐蝕性。發生雷電時，采用無縫隙的維護、運行以及管理（Maintenance Operation Administration，MOA），增強對雷電環境下設備的保護。嚴禁在危房、工地以及叢林等場所安裝計量設備。安裝計量設備時應按照設計要求施工，安裝后組織驗收，改善設備的絕緣性能。

3.6 深度運用電能信息數據

采用低壓集抄技術收集電力數據，優化電力計量系統，遠程抄表電廠各設備的用電數據，掌握企業的用電規律，建立電能源大數據平臺，結合其他平臺資源，為企業決策人員提供具體的用電量數據。利用電能源測量系統分析電廠的異常運行情況，并進行負荷預測和設備檢測等，為企業決策者提供可靠參考。

3.7 完善質量監測和維護檢修工作

加強監控與維修電能計量設備，提高計量的質量和效益。加強電能表的質量檢驗，根據電力系統的供電狀況，選用合適的電能表提高測量精度和準確度。加強對信息采集系統中各儀器的維修，改善其工作效能，提高數據采集的可靠性和穩定性。保證采集系統中通信設備供電的參數設定滿足實際應用的要求，降低在采集過程中出現數據異常的可能性，提高系統的采集精度和可靠性。要加強對終端設備的監測和管理，降低終端設備的負荷和故障，制定完善的數據管理和維護方案，改善數據的傳輸質量和速度，提高數據可靠性和系統的工作效率[5,6]。

4 結 論

電力信息采集系統的電能計量工作對電力企業的發展有著重要作用，因此企業要加強對計量工作的關注，結合對電能計量的需求和公司的總體發展，提出一種有效的且切實可行的計量方法，通過完善計量技術標準不斷提升電能計量的準確性，達到理想化的電能計量模式，保證電力企業自身持續穩定發展。