新型电能计量装置远程校验系统

张仲耀，张晓东，杨　剑，王兆军，王春晖（国网山东省电力公司电力科学研究院，济南　250003）



新型电能计量装置远程校验系统

张仲耀，张晓东，杨剑，王兆军，王春晖
（国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003）

摘要：为提高电能计量效率，增强电能计量装置应用效果，设计开发一种新型电能计量装置远程校验系统。首先介绍该系统的构成及实现原理，进而分析其核心技术，结合应用实例说明该系统的功能和作用。电能计量装置远程校验系统的应用，能够为电能计量与管理提供方便，为电力系统安全稳定运行提供保障。

关键词：远程校验；设计标准；应用效果；电能计量装置；运行效率

0　引言

电能计量装置种类繁多，包括计量用电压电流互感器测试仪、电流互感器、电能表及台体测试仪、电能计量柜等。它们能够提高电力企业的生产效率，确保电力生产系统运行的安全可靠性，也为电费核算提供主要依据。近年来，随着我国社会经济发展和电力行业体制改革，电能计量技术及装置在我国电力行业中越来越重要。

就我国目前情况来看，电能计量装置的使用仍局限于技术人员携带仪器至现场进行周期性检验工作。该方法虽然具有一定的可操作性，但无法实现对互感器二次回路实际运行情况的实时监测，管理成效低，难以及时发现处理故障和窃电行为且需要技术人员对数据信息手工记录，大大增加了技术人员工作量。

1　系统构成

1.1系统构成及功能

远程校验系统是在传统电能计量装置的基础上，利用新技术设计制造而成的。系统除具备传统电能计量装置的所有功能之外，还具有系统运行实时监测和故障判断等功能；实现电能计量管理方式的更新换代，将较为新型的“自动校验法”纳入本系统［1］；进一步扩展监测范围，可对互感器进行实时监测。系统分为管理主站、通信网络、监测设备3个部分。

1．1．1管理主站

管理主站是远程校验系统的核心，对电力生产整个过程中产生的各种数据信息进行实时远程监测及控制，也为另外两个部分提供电能计量的数据信息。远程校验系统管理主站界面如图1所示。

1．1．2通信网络

通信网络具有强大的通信功能能够实现远程校验系统数据信息的快速交互与共享，支持局域网、本地串行通信网络、广域网等多种通信模式。

1．1．3监测设备

监测设备主要完成电力生产系统中所有基础设备电能计量信号的收集、分析、处理、保存，同时具备数据远程传播以及“遥控遥调”的功能［2］。

监测设备主要包括本地及远程控制计算机、存储器、LCD显示器、微处理器、电能表、标准模块以及通道切换与数据采集模块，采用模块化集成设计。

1.2系统特点

电能计量装置远程校验系统是一种具有较高效力的电能计量设备，它在实际运用中能够实现电能生产系统的实时监测；对电能监测数据进行自动化分析；提供电能监测数据的交互与共享；提高电能计量装置运行效率；确保电能计量装置运行的安全可靠性；提高电力企业的生产效益。电能计量装置远程校验系统在电力企业中应用是非常必要的。

2　核心技术分析

电能计量装置远程校验系统的核心技术主要包括信号转换技术和远程通信分析技术。

2.1信号转换技术

脉冲信号转换。电力生产系统的脉冲信号经过屏蔽电缆输送到该系统后，系统执行“信号整形处理”命令，将模拟量转换为数字量送入CPU进行信息处理。然后再将处理信号输送到远程控制计算机中，作为电能计量误差分析的主要依据。

电压信号转换。该系统对电压信号采用“并接法”收集［3］，具备过流保护以降低电压回路给电压信号收集造成的影响［4］。当电力生产系统出现短路问题时，远程校验系统也可以将电压回路和整个电力生产系统断开，同时对TV二次回路中的电压信号进行收集，有效避免因二次回路突然停电造成电压数据瞬间丢失而无法处理断电数据的问题。其次，为了能够使远程校验系统实现持续、稳定的信号收集，利用“高阻抗收集电路”［1］对该远程校验系统的继电选择装置进行设计，确保当远程校验系统在测试状态时才对二次回路中的电压信号进行收集。另外，在二次回路中增设过流保护机制，确保其运行时的可靠性与安全性。

电流信号。利用“串接法”将远程校验系统与电流互感器和电能表进行连接，形成“环形布线”模式［3］，且为了确保远程校验系统运行的安全性，设置过压保护机制［4］。同时，合理应用穿心TA，使远程校验系统输出的电流可以在穿心TA作用下，转换成系统所需电流信号，再进行电压信号的选择切换。当进行信号转换时，应依据电流信号实际情况，结合整个校验系统的实际运行状况，选择最适转换时间。

2.2远程通信分析技术

远程校验系统运用“Modbus RTU”数据通信协议实现“点对点”通信过程，即“单发模式”。该系统的通信接口选取“RS232接口”，可借助转换设备将该通信接口与其他通信网络桥接，再利用系统预置软件对电能计量的各种数据信息进行上传、输送、交互、共享以及下载。

3　实际应用

电能计量装置远程校验系统已应用于广安市某110 kV变电站生产系统中，2011-09-23投入运行［5］。技术人员对该系统进行实时监测，主要监测内容包括设备的运行情况、数据信息的输送情况、信号的转换情况以及各功能的执行情况。通过对实际应用情况进行分析总结，验证了该系统的主要功能。

智能生成各类数据信息统计报表。电能计量装置远程校验系统具有比较强大的数据信息统计功能，依据数据信息统计结果，进行科学、有效地分析和处理，可汇总成为电能计量所需的各种报表，如：数据误差分析报表、电力系统实时运行参数报表以及电力系统报警成因分析报表等。某地区3条线路运行参数报表如表1所示。

图1　远程校验系统管理主站界面

智能绘制各类型数据曲线图。远程校验系统能够对电力生产系统中各设备电流、电压等参数的变动情况进行分析，依据分析结果，绘制对应曲线图。

电力生产系统运行参数实时设置。在电力生产系统实际运行过程中，电能计量装置远程校验系统可以在主站上对电力系统的实际运行参数进行下载与修改，如：回路编号及名称、校验表实际运行圈数、脉冲信号常数、自动检验周期、各种测量仪表编号以及误差勘验种类等。另外，远程校验系统可借助“实时遥控”，对电力生产系统中各设备运行状态进行检测与控制，确保能够在故障发生时及时获取故障发生源。

辅助功能。具备远程通信功能，可实现数据信息的交互与共享；具有对电能计量数据信息的查询、更改、存储、统计、分析及处理等功能，且后台操作软件能够将被检回路中所有电能计量数据进行及时、有效地录入和保存；具备一些数据信息辅助管理及其他功能。

4　结语

针对传统电能计量装置中的不足之处，设计开发出了电能计量装置远程校验系统，该系统在具备传统电能计量装置基础功能上，增设多项新功能，包括实时监测功能、远程控制功能、通信网络功能、数据处理功能以及绘制曲线图功能等。这些功能的实现，提高了电能计量装置的运行效率，为电力生产系统提供了安全、可靠的运行环境。因此，应合理推广应用电能计量装置远程校验系统，大大提高电力企业的生产效率，确保电力企业能够提供高质量电能，从而推动社会经济市场持续、稳定发展。

表1　地区3条线路运行参数报表

参考文献

［1］林尔迅，田翔，郭燚，等．电能计量装置远程校验系统的实现与应用［J］．机电工程技术，2013（8）：140-142，196．

［2］罗志坤，滕召胜，万全，等．高压电能计量装置远程校验与监测系统及其应用［J］．电子测量技术，2007，30（2）：172-175．

［3］罗志坤．电能计量在线监测与远程校准系统的研制［D］．长沙：湖南大学，2011．

［4］王玥，徐卉．电能计量装置远程校验监测系统的设计与实现［J］．电子制作，2014（20）：26-27．

［5］郝俊峰．电能计量装置远程校验与监控系统的研究［D］．保定：华北电力大学，2012．

A New Remote Calibration System of Electric Energy M etering Device

ZHANG Zhongyao，ZHANG Xiaodong，YANG Jian，WANG Zhaojun，WANG Chunhui
（State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China）

Abstract:In order to improve the efficiency of electric energy metering and enhance the application effect of electric energy metering device，a new remote calibration system for electric energy metering device was designed．Firstly，the composition and principle of the system were introduced．Secondly，the core technology and function of the system were analyzed combined with practical applications．The application of the system can provide convenience for electric energy metering and management and guarantee for safe and stable operation of the power system．

Key words:remote calibration；design criteria；application effect；electric energy metering device；operational efficiency

中图分类号：TM933．4

文献标志码：B

文章编号：1007-9904（2016）02-0047-03

收稿日期：2015-10-28

作者简介：

张仲耀（1984），男，高级技师，从事计量中心现场检验室电能计量装置安装与质量抽检技术工作。