李慧

摘要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對電能需求量的不斷上升，電力工作人員面臨的工作壓力也日益增加。傳統(tǒng)的人工抄表計量方法已經(jīng)不適用于當(dāng)代電力行業(yè)發(fā)展的步伐。在信息技術(shù)高速發(fā)展的基礎(chǔ)上，對電能計量進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測已經(jīng)成為了主流發(fā)展的方向。文章通過對電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究來對其功能進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測；遠(yuǎn)程校檢；電能計量裝置；電能需求；電能表 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2016）35-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.029

在電力部門的日?；顒又校娔苡嬃堪l(fā)揮著極大的作用，既可以確保電能計量裝置實現(xiàn)可靠、準(zhǔn)確的運行，還可以為管理決策、經(jīng)營指導(dǎo)提供必要的依據(jù)。在國家實行廠網(wǎng)分開和電力體制改革之后，電力企業(yè)對計量裝置技術(shù)管理的要求也日益提高。但是由于我國電力行業(yè)的起步較晚，技術(shù)手段還不完善，因此在電能計量裝置的技術(shù)管理中依然存在很多問題。改善現(xiàn)有的工作方式，積極探索新的技術(shù)管理手段勢在必行。

1 系統(tǒng)的組成與原理

與傳統(tǒng)的電能計量管理方式不同，電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)是一個新概念，其彌補了很多傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的缺陷。與傳統(tǒng)電能裝置及其計量方式相比，電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)在電能計量的硬件裝置方面以故障判斷和實時監(jiān)測為目標(biāo)，還引入了先進(jìn)的自動校驗算法和數(shù)據(jù)分析法，來豐富電能計量的管理方法。同時進(jìn)一步將系統(tǒng)的監(jiān)測范圍進(jìn)行了完善，使之除了具備電能表外，還要安裝其他各類互感器及其二次回路。從全面看問題角度出發(fā)，電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗系統(tǒng)是集遠(yuǎn)程、智能、監(jiān)測于一體的科學(xué)系統(tǒng)，其可以發(fā)揮事故報警、處理數(shù)據(jù)和實況監(jiān)測等多種功能，其主要功能如下：

1.1 遠(yuǎn)程主站管理

遠(yuǎn)程主站管理是整個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理中心，對于遠(yuǎn)程管理具有樞紐作用，可以處理和遠(yuǎn)程監(jiān)測現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。而且遠(yuǎn)程主站管理還可以為系統(tǒng)內(nèi)其他用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)參考。

1.2 系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)

該系統(tǒng)可支持當(dāng)前電信領(lǐng)域內(nèi)各類常用的通訊方式，如本地串行通信網(wǎng)、公共電話網(wǎng)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等。

1.3 本地設(shè)備監(jiān)測

本地設(shè)備能夠采集、處理和保存現(xiàn)場各電能計量設(shè)備中的各電能計量信號信息。同時該部分還具備遙調(diào)遙控功能，可以支持遠(yuǎn)程通訊方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程修改和傳輸。

該系統(tǒng)是一種整體結(jié)構(gòu)，利用模塊統(tǒng)一集中設(shè)計的。例如標(biāo)準(zhǔn)模塊中集成了數(shù)據(jù)監(jiān)測所需的各類功能，微處理器也能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的各類功能。最后通過各類通信線路，將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制等模塊連為一個整體。

2 電能計量裝置遠(yuǎn)程檢驗的運用方法

2.1 電能表誤差校驗

通常計量裝置綜合誤差影響因素有很多，但是電能表誤差的比例達(dá)到了七成，在檢查時就應(yīng)該將電能表誤差放在首要考核位置，然后才是測量二次回路壓降的參數(shù)、互感器誤差等。在現(xiàn)場運行時，電能表的誤差是不斷變化的，在對電能表誤差進(jìn)行檢驗的同時，受現(xiàn)場負(fù)荷狀況動態(tài)變化的影響，功率因數(shù)也會時時發(fā)生改變，最為突出的就是暫態(tài)過程對誤差的影響，因此對一組電能表的誤差進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測，不僅可以掌握到在不同工作狀態(tài)下電能表誤差是否符合監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)的要求，還可以對負(fù)荷變化中電能表誤差的實時情況有一個初步了解。

本套監(jiān)測系統(tǒng)采用了高精度標(biāo)準(zhǔn)表，經(jīng)信號預(yù)處理和整形后，從現(xiàn)場將被測的電能表脈沖引入系統(tǒng)脈沖端口，采用16位的A/D轉(zhuǎn)換器比較系統(tǒng)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電能脈沖與被測電能表引入微處理器的脈沖，進(jìn)而可以計算出電能表的誤差。

因為系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計了多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，在進(jìn)行一組電能表的測試時，可以將用戶從任意時間切換到統(tǒng)一回路進(jìn)行檢測，采用微處理器進(jìn)行運算、控制。和這種工作模式相同，標(biāo)準(zhǔn)表同樣是在監(jiān)測系統(tǒng)中引入被測電能表的多路電流和電壓監(jiān)測，然后切換多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，微處理器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控所有過程，為確保測試流程所有項目順暢，用戶可以通過預(yù)設(shè)控制次序及控制時間，在存儲器內(nèi)部預(yù)留信息，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)計自動完成循環(huán)測試，標(biāo)準(zhǔn)表在同一時刻能夠?qū)?yīng)回路的脈沖信號、電壓等信息進(jìn)行收集。如果采集和接入多路信號，監(jiān)測系統(tǒng)可以從進(jìn)行以下三方面的改進(jìn)：

2.1.1 脈沖采集。變電站強磁和其他控制類負(fù)荷所產(chǎn)生的高頻電波脈沖對傳輸線路產(chǎn)生很大的干擾，容易出現(xiàn)信號異常，脈沖在常數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)界限時，抗干擾能力幾乎沒有。所以監(jiān)測系統(tǒng)要先進(jìn)行脈沖整形，避免因為信號因素影響測量工作順利進(jìn)行。另外，在安裝前還應(yīng)將電纜影響、信號傳遞的方式納入考慮范圍，盡量降低因現(xiàn)場不利因素而帶來的負(fù)面影響。

2.1.2 串聯(lián)電流回路和電流監(jiān)測系統(tǒng)串聯(lián)起來，然后通過電流互感器、監(jiān)測系統(tǒng)、電能表、電流互感器的順序，對整個流程進(jìn)行布置。可以將高精度穿心TA引入監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)部，避免TA二次回路受到監(jiān)測系統(tǒng)端電流回路的影響，這樣也可以盡可能地避免繼電控制回路與信號采集的過程中出現(xiàn)TA二次回路開路的問題。

2.1.3 并聯(lián)電壓回路和電能表電壓端，以免監(jiān)測系統(tǒng)的電壓回路會干擾電能表端電壓的正常采集。為了避免這一現(xiàn)象，以防電能表的電壓端電氣連接會由于內(nèi)部系統(tǒng)的短路而出現(xiàn)自動中斷，可以采取一定的自動保護(hù)措施。

2.2 監(jiān)測TA及二次回路工作狀態(tài)

對TA及二次回路工作的影響有很多種，傳統(tǒng)意義上可以分為電能表、二次線路、電關(guān)聯(lián)設(shè)備TA三大塊。遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)主要功能是監(jiān)測二次電流回路分流竊電、TA性能惡化、線路接片老化、TA故障等情況，監(jiān)測系統(tǒng)可以通過分析測試數(shù)據(jù)，按時提供相對應(yīng)的狀態(tài)信息，管理人員可以利用數(shù)據(jù)快速排查故障原因。二次電流回路監(jiān)測方法的依據(jù)是計算回路的阻抗，不同負(fù)載時間常數(shù)會對暫態(tài)過程產(chǎn)生比較大的影響，匝間受絕緣擊穿破壞，溫升鐵芯導(dǎo)磁率下降、殘留在鐵芯的直流成分過多等，這些都會在鐵芯阻抗的變化上得到體現(xiàn)。

2.3 TV二次回路壓降測試

TV二次回路壓降應(yīng)用最普遍、最大眾的測量方式是布線方式測試。要進(jìn)行測試TV二次回路壓降，必須有專線接入監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部往往會出現(xiàn)阻抗單元過高，幾乎不會有電壓出現(xiàn)在專線上，所以可以將接入監(jiān)測系統(tǒng)端的TV二次電壓代替TV二次端的電壓，再比對電能表上的端電壓，對電壓角差、比差和幅值差進(jìn)行分析統(tǒng)計。實際上，母線TV在線路中比較常用，一般情況下在進(jìn)行TV二次回路壓降測試時，一組TV可供多只電表共同使用。母線TV可以作為一個單元，然后再通過各個表位分線，將壓降線路引進(jìn)去。在進(jìn)行TV二次回路壓降測試時，可以先對參數(shù)進(jìn)行計算，然后對比TV二次端電壓。在計算的全過程中要同步測量幅值和角差。

為了提高TV二次回路壓降測量的可靠性，監(jiān)測系統(tǒng)還要制定相應(yīng)的保護(hù)措施，對每路電壓的引入端子的過流進(jìn)行保護(hù)，一旦發(fā)生故障，能夠及時地隔離TV。而且每個回路均要使用獨立的設(shè)計結(jié)構(gòu)，避免單個回路測試故障而影響其他回路和表位的測試。

3 電能計量裝置遠(yuǎn)程檢驗系統(tǒng)的應(yīng)用效益

電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)目前僅僅只是一種用于校驗電能表的參考裝置。其數(shù)據(jù)只是為我們確定電能表的健康狀況提供參考依據(jù)，但其依然有利于改善我們的生活質(zhì)量，創(chuàng)造價值。從長遠(yuǎn)來看，需要檢定機構(gòu)出臺一套電能表周檢的標(biāo)準(zhǔn)，將其數(shù)據(jù)作為處理計量糾紛的依據(jù)。該系統(tǒng)能夠產(chǎn)生以下三個方面的應(yīng)用效益：

3.1 提升計量管理科技水平

系統(tǒng)原來采用傳統(tǒng)人工檢測法，現(xiàn)在隨著信息化的進(jìn)步，逐漸改為自動檢測，為了對電能計量裝置誤差進(jìn)行全面檢測，可以采用一體式、在線測量等方法，實時計算電能計量裝置整體的綜合誤差。另外，這種系統(tǒng)還可以電能計量裝置運行的健康狀況、電能表誤差及二次回路狀況與互感器進(jìn)行實時監(jiān)測，還可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果電能計量裝置的健康狀況做出客觀、可靠的評估。

3.2 提高經(jīng)濟效益

通過對該系統(tǒng)進(jìn)行合理維護(hù)，在減少管理成本和各種周期性檢定的同時，還可以有效地降低設(shè)備故障率，還可以節(jié)省大量人力、物力。大用戶電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)可以現(xiàn)場測試電能計量裝置，并實時監(jiān)測計量裝置的運行情況，有利于防止現(xiàn)場測試時出現(xiàn)接線錯誤，將測試環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的失誤縮減為零。其還可以在線監(jiān)測電網(wǎng)運行狀況下的各個電力的瞬時量，跟蹤對線路的負(fù)荷情況，方便電力人員更好地了解電能表等計量裝置的實時誤差，防止電量損失等現(xiàn)象出現(xiàn)，保障我國電力產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展不受損害。站在長遠(yuǎn)的角度上，城市居民及企業(yè)安裝電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)還可以增加國家的電力方面的收入，為國家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

3.3 提高計量工作效率和管理水平

近年來，因為人為操作錯誤或計量裝置的損壞造成的電能計量故障發(fā)生的次數(shù)日益增多，在故障發(fā)生后，電力公司對電量進(jìn)行追補時也受到很多因素制約，例如對斷電期間和斷電時的實際負(fù)荷沒有真實有效的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行論證。而在采用了實時監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測后，計量裝置出現(xiàn)問題時，管理人員可以及時發(fā)現(xiàn)問題，通知維護(hù)人員趕往出事地點進(jìn)行搶修，監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?qū)⒐收习l(fā)生時的負(fù)荷曲線搜集記錄下來。同樣，電力管理人員也能更快地發(fā)現(xiàn)計量裝置出現(xiàn)超限等情況，及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

本文簡單介紹了電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)的組成和工作方法，其采用了多項新型信息技術(shù)，具有自動化、系統(tǒng)化的特征，能及時處理故障報警和計量誤差等問題。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)大大提高了電力工作人員的工作效率，減輕了電力人員的工作量，保證了電力生產(chǎn)公開透明化。電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗與監(jiān)測系統(tǒng)在電網(wǎng)工程中的實際運用，也證明了其是一種先進(jìn)、效果出色、前景廣闊的新技術(shù)。

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

（責(zé)任編輯：蔣建華）