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智能电能表日冻结表码停走原因分析及监测方法

2018-11-08湖南国网株洲供电公司王绍槐汤梦园向莎莎

大众用电 2018年10期
关键词:集中器单相时钟

● 湖南·国网株洲供电公司 王绍槐 汤梦园 向莎莎

1 背景

随着用电信息采集系统建设的推进,已经实现了全覆盖、全采集、全费控。用户结算数据以用电信息采集系统提供的表码为依据,取消了人工抄表,原有的抄收人员主要工作转变为收费,并定期到现场核查。在应用过程出现了一种异常现象,个别用户连续几个月的结算表码相同,结算电量为零,但用户实际在用电。有些用户会主动打电话告知供电企业自己长时间没交电费了,供电企业可及时处理这种情况;有时候要等抄收人员现场巡视才能发现,往往需要几个月时间,在对用户进行电费追补时,或因电量较大,超过阶梯电价的基本档,造成不公平计费;或有些用户认为是表计自身的问题,不愿意补交电费,造成电费纠纷。

2 技术分析

经过人工现场检查,排除用户窃电导致的结算表码停走外,其它的主要是表计自身故障引起。表计故障从现象上可分为2类:一类是表计实时表码停走,从而结算表码也停走;另一类是表计实时表码在走,而结算表码停走。这2类故障从采集系统的角度看,表计都是正常的,因为每天都能抄读到表码,表计似乎在运行,那么是什么原因导致这种现象呢?需要从表计的结构进行分析。

一般来说,智能电能表由电源单元、测量单元、中央处理单元、显示单元、输出单元、通信单元组成,智能电能表的结构图如图1所示。

图1 智能电能表结构图

采集系统能够抄读表计的表码,说明表计的电源、通信、中央处理单元工作正常,而显示和输出单元与计量采集无关,因此,问题可能出在测量单元上,从这个部分对上述2个问题做进一步分析。

2.1 实时表码停走

以单相表为例,其测量单元由电压、电流取样回路和计量芯片组成,任何一部分出现故障都有可能导致表计停走。

(1)电压取样回路故障。电压取样分为3种:电阻降压采样、电压互感器采样、电阻降压与电压互感器组合采样,现场最多的为电阻降压采样。

(2)电流取样回路故障。电流取样有2种:电流互感器采样和锰铜分流器采样。

(3)计量芯片故障。单相表的计量芯片可同时采样一路电压、两路电流,测量功率、功率因数、频率等。在电压、电流采样完成进入计量芯片,芯片内部的测量回路也可能出现故障,导致电压、电流测量错误,主要表现为电压、电流值固定在一个异常值,表计停止计量。

2.2 计量正常而结算表码停走

现场表计计量正常,表计在走字,而用电信息采集主站抄读的结算表码停走,要弄清除这种故障的原因,首先了解一下结算表码的形成。

用户在用电时,表计的表码在不断累加,这个表码叫实时表码,表计内部有一个时钟,当时钟跨日(过零点)时,表计读取当时的实时表码保存,叫日冻结表码,保存的日冻结表码带时标(包含年、月、日、时、分)。集中器在过零点后的某个时间点,依次读取每块表的日冻结表码,保存在集中器。主站抄表任务启动时,读取集中器保存的日冻结表码,到结算日时,主站取当日的日冻结表码作为结算表码,流程如图2。

通过对计量正常而结算表码停走电表的分析,发现主要是表计时钟故障引起的,当表计的时钟芯片损坏或时钟芯片的晶振故障时,表计时钟停走,日冻结表码不再刷新,但此时表计的实时表码继续走。集中器读取表计的日冻结表码,不同厂家有2种处理方法。

(1)集中器检查日冻结表码的时标,只有在表计与集中器时钟误差在一定范围内,才会取用日冻结表码,否则会放弃日冻结表码,回答抄表失败,这种情况虽可避免因表计时钟故障而使集中器每天读取同一组数据的情况,但可能降低采集成功率。

图2 日冻结表码采集流程

(2)集中器不检查日冻结表码的时标,只取日冻结的表码值,冻结时标由集中器根据自己的时钟重置,这样就有可能在表计日冻结时钟停走的情况下,集中器每天都将同样的数据回答给主站,这样处理主要是为了提高采集成功率。

3 监测方法

通过用电信息采集系统分析,每天停走的居民户表占总表数量的六分之一,全省有400万户,主要是一些新开的楼盘、短期出行的用户等。据统计,异常停走的用户只占总户数的万分之二左右,在国网湖南省电力有限公司的2500万户中,也就是5000户左右,要从这400万户中提取异常停走的5000户,靠人工现场核查是不现实的,必须依靠技术手段。

用电信息采集系统为满足低电压监测与防窃电监测的需求,增加了居民用户4个典型时间点(7、11、15、19点)电压、电流的日采集,利用这些电压、电流数据,对月电量为零的用户做关联分析,分析策略。

3.1 电压为零的单相表

月电量为零而电压又为零的单相表,即为异常零度户。单相表的输入电压肯定为220V,而测量出的电压为0V,说明表计电压采样回路出现了故障。

3.2 火线电流非零的表计

月电量为零的用户,在本月中,至少有某一天的某一个时间点火线电流大于零,则说明用户在用电,为异常零度户。

3.3 火线为零、零线非零

月电量为零,火线电流为零,但在本月中至少有某一天的某一个时间点零线电流大于零,说明表计火线电流测量回路故障,而零线电流测量回路正常(去除极少数共零线用户),为异常零度户。

4 应用效果

根据分析策略,在采集主站的自定义报表中建立了“月停走又有电流的单相表”“月停走又有电流的三相表”“电压为零的单相表”等报表,能自动筛选出异常零度户。

运行结果表明,对月电量为零的用户,通过电压、电流的关联分析,能有效甄别出异常零度户,对目前开展的零度户清理提供了一种有效的技术手段,分析精准,效率高。

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