大用户电能表状态监测系统研究

/天津市电力公司电力科学研究院 罗群 刘春雨 张健 王首堃 张志龙/



大用户电能表状态监测系统研究

/天津市电力公司电力科学研究院 罗群 刘春雨 张健 王首堃 张志龙/

摘要：本文研究了电能表状态监测系统，用于实现对各类站点内涉及考核、结算的电能表进行电能质量监控、误差在线校验等功能。该系统包含电能表在线监测终端、无线通信网络、主站管理平台三部分。全系统能够实现对电能表运行状态分析和评估，及时发现存在的计量隐患，有效地跟踪管理在运电能表运行状况。

关键词：状态监测；计量隐患；运行状况

0　引言

随着电网建设的快速发展，电子式电能表在全社会得到广泛应用。目前国内电能表周期校验沿袭DL/T448—2000《电能计量装置技术管理规程》要求执行现场检验任务，通过这种方式获取电能表运行数据并以此判断电能表现场运行的稳定性。但是由于目前大用户或关口电能表一般均安装在各类变电站内，很多因素给电能表现场检验带来诸多不便，如站点分布范围广、进站手续复杂等，这些因素对设备和人员的工作强度和时间控制产生极大的难度，大大降低现场校验的工作效率。另外电能表周期检验工作在本质上还属于人工方式，对电能表运行状况了解还需要相关技术人员定期到现场获取，很多大用户侧用电负荷随时间变化幅值大（如高铁电牵引站等），进行现场校验时因负荷情况不理想导致校验周期较长，周检期间存在的超差问题不能及时地发现，这些都是现有电能表周期检验方式中不可避免的弊端。

随着近年来计算机和通信技术的发展，建立电能表状态监测系统，对电能表运行状态进行实时在线监测，将更好地适应营销精益化管理的发展要求。

1　状态监测系统总体设计

电能表状态监测系统采用分布组网管理结构，通过安装在各个变电站内的终端装置抄读电能表的信息数据、测量电能表的误差值，监测回路的负荷及其电气参数，并通过通信网络发回主站，主站利用终端设备发回的各项数据进行分析处理，实现对电能表的远程状态监测。系统总体构架如图1所示。

图1　状态监测系统构架

1）主站系统：通过全中文的操作界面，获取现场终端数据并存储，实现报表、图形显示，并能对现场终端进行远程配置和操作。

2）通信通道：主站软件和现场终端通过通信通道实现相互链接和数据传输等功能。

3）现场终端：实现对现场电能表的误差在线自动测试（本地手动、远程控制两种方式）、485抄表和二次压降测试（扩展）等功能，并能够存储数据及实现数据远传。

2　实验室功能测试

状态监测系统在实验室测试台上的接线情况如图2所示。

图2　实验室接线测试

测试台上四块某厂家的DTZ178型三相四线智能电能表正常运行（表号分别为970001124611、970001124609、970001124381、970001124610）；两台电能表状态监测终端（仪器编号分别为100001、100002）通过另外一个表位串接电流回路，即两台检测终端的电流通道全部串接接入到此表位，与所接四块表计为同一通道电流值；监测终端电压分别采自四块电能表所在表位的电压输出口；主站系统内设置测试DTZ178型电能表参数：DLT 645-07规约，3×57.7/100V，3×1.5（6）A，0.2S，20000imp/kWh。选取标准源：BD-ID交直流校表仪（0.02级），标准表：LC2010-3E三相标准功率电能表（0.05级），电能表状态监测系统（0.05级）。

通过标准源输出交流电压57.7V、电流0.5A/5A、相位30°供给标准表与被校表，两个进行误差对比的监测终端同时采集被校表的脉冲输出信号，在相同时段相同电参量情况下分别记录测试误差。每个测试点误差对比时间不少于72h，得到如下对比测试数据如下表所示，各项数据基本一致。

表　实验室功能测试数据对比

通过实验数据观察，57.7V/5A时，系统测试数据相对误差值为+0.022，标准表测试数据相对误差值为+0.022；57.7V/0.5A时，系统测试数据相对误差值为+0.022，标准表测试数据相对误差值为+0.020。鉴于标准表与系统的精度等级均为0.05，其相对误差值均小于0.05，且测试数据稳定，对比结论合格，证明电能表状体监测系统测试数据有效，功能测试合格。

3　应用效果及效益

电能表状态监测系统应用和吸收了计算机、传感器、通信和网络、数字信号处理以及在线智能诊断等技术的最新成果，是集数据采集、信号处理、数据库管理、现场电能表误差自动校验、异常报警于一体的远程监测系统。主要功能包括：本地手动控制和自动控制的电能计量装置误差测量、本地和远程报警功能，二次回路状态监测（扩展）、状态数据分析、测试数据库管理等。

3.1经济效益

电能表状态监测系统通过完善的监测手段，降低电能表周期检验和管理成本，从而节省了大量的人力、物力。周期检验及维护的成本主要有：设备维护工作的分配、维护人员来往现场的交通及时间成本、维护人员的培养成本、维护检测数据的整理和录入成本、数据分析及管理成本、支持各种维护管理的事务成本、技术管理及其他资源开销成本等。状态监测系统可以实时监控电能表的运行情况，避免现场测试时的接线错误，把测试中间环节造成的失误降低为零。实时监测了解电能表误差状况，避免超差带来的电量损失，从而确保相关单位的经济效益。

3.2社会效益

电能表状态监测系统可以确保计量装置稳定、可靠、准确地运行，保障电力市场公平交易，提升供用电单位的诚信形象。同时系统实时提供的故障记录以及计量装置的实时异常报警，可以为反窃电和追补电量提供有效的依据，减少计量纠纷。

4　结束语

电能表状态监测系统是专门针对运行中的电能表不易进行现场测试的电能计量装置管理工具。本系统能够实时在线监测和对各种异常现象及时报警，及时发现二次回路故障、电能表超差现象，最大限度地缩短故障处理周期，使得电能表周期检验工作逐渐从离线方式迈向在线方式，从周期测试迈向实时测试，从事后处理迈向预警监测，成为电能表检验工作新的技术手段，提高了电力营销业务防范风险的能力。

参考文献：

［1］ 王昌长，李福祺，高胜友.电力设备的在线监测与故障诊断［M］.北京：清华大学出版社，2006.

［2］ 章欣，杨湘江，徐英辉，等.智能用电与现代量测技术［M］.北京：中国电力出版社，2011.

［3］ 王春庆，赵玉富，周祺，库严伟.电能计量装置运行现状浅析［J］.电测与仪表，2010，40（7）：26-28.

［4］ 陈卓娅，秦楠，赵富海，等.电能计量装置远程在线检测系统的设计与实现［J］.电测与仪表，2008，45（6）：27-30.