基于负控终端的电能表远程在线检测系统

云南电网有限责任公司昆明供电局 万 磊 王 镝 严 峰 解天柱 赵艺舒

为进一步落实智能电网建设目标，增强电能计量的公开透明性，更为科学、可靠高级量测体系的建立尤为重要。电能表在实际生活中的分布较为广泛，若采取传统的定期巡检方式涉及巨大的工作量，使得电力运维人员难以应对。有基于此，需设计出较为稳定可靠且同时能够显著降低误报率的电能表远程在线检测系统，以应对实际中的需要，进而将相应的运维成本控制在较低水平。虽然电能计量自动化系统于近年来在诸供电公司陆续建立，但其针对电能表、负控终端本身性能的检测尚存在很大的不足之处，势必影响到检测数据的真实性与准确性，电能计量自动化系统的作用发挥受到较大的限制。

为从根本上对电能表远程在线检测问题予以解决，本文立足于已有的电能计量自动化系统，将负控终端功能添加进其中，在保障原有能力充分发挥的基础上还可实现同被检电能表在时间上的同步，并对电能量脉冲进行相应的读取与输入，同时及时且准确地得知自身的状态信息。对远程自动化检测主站进一步完善与优化，构建出电能表远程在线检测系统，能够起到下述功能：通过增强功能的负控终端来开展关于电能表性能的评估工作，实现了远程在线检测的目标；依托历史大数据分析的优势，针对电能表计量回路可能出现的各种类型故障及与之相关的报警信息展开真实性方面的判断；对增强功能负控终端在实际中的运行状态予以系统性诊断。

1 基于负控终端的电能表远程在线检测系统

1.1 针对负荷控制终端的改造升级与应用

构建基于负控终端的电能表远程在线检测系统，需要让负控终端在原有的基础上拓展一些新功能，为此，同远程自动化检测主站之间实现高效地连接尤为重要，关系到主站指令的具体处理效率；再者，它亦起到数据传输过程中的枢纽作用，通过RS-485连接电能表对其所输出的相关计量数据予以读取，上传至远程自动化检测主站开展相应的分析处理。

有鉴于此，应对现阶段的负控终端进行科学的升级改造：为了打下良好的硬件基础，需要确保负控终端的准确度保持在0.5s级及之上的水准；增添负控终端与电能表之间的时间同步功能，具体措施为于负控终端内加入与电能表同步的控制代码；立足于原有的负控终端同远程自动化检测主站二者间的通信协议，现对其中的内容予以进一步扩充[1]。

1.2 电能表计量性能的远程在线检测

欲实现对电能表计量性能的远程在线检测目标，首要确保电能表同增强功能负控终端在时间上的同步性，在此以后分别开展电能计量。二者计量所获的电能脉冲数据，需要通过对应的接口将之传输至主控芯片，随后通过通信网络将其传输到远程自动化检测主站。增强空能负控终端与电能表分别发来的电能脉冲数据经由主站内配置的远程在线软件予以比较，并针对其展开误差分析。此外，依托大量历史数据的深度挖掘优势，远程自动化主站还能够科学地预测相应的负荷，这就满足了一些接近额定功率或特定负荷的情形，从而更好地反映电能表在实际工作环境下的状态信息[2]。

有鉴于此，增强功能负控终端在完成针对电网所处阶段电压、电流等指标数据的测量后，需及时将相应结果上传到远程自动化检测主站内，由其对电能表实际负荷情况予以科学判定，如结果与期望值不相符合，需立刻停止当前正在开展的检测；若结果同期望值相符合，则同时实施基于远程自动化检测主站要求的增强功能负控终端与电能表电能计量，并对电网电流特定负荷要求的满足情况予以全过程的监测；最后，检测结果准确有效的判定标准为在检测全过程中电网电流始终同特定负荷的期望值相符合，其他情况则视为检测结果无效，需经过一段时间后再次予以检测。在远程自动化检测主站内所配备的电能表远程在线检测软件。

1.3 电能表计量回路的常见故障分析

本文所设计的基于负控终端的电能表远程在线检测系统，通过对电流、电压、相角等信息的数据采集，以此实现分析判断接线故障真伪的目标。设计系统所能予以识别的故障类型主要有失流、失压、电流反极性等。一般传统电能计量自动化系统多应用单一阈值函数来实现对前述诸故障状态的判别，这意味着故障告警会在超出阈值时即触发，与部分设备偶尔出现阈值超出却可保持正常运行的情形相矛盾，很大程度上影响到了故障告警的准确率。本文所设计的系统开展故障判断的软件开发深度依托历史大数据的优势，同时还可实现多元电学量融汇的综合性判断，不仅对原有的判别条件进行了科学的修正，并增添了以往所不具备的一些判别规则，极大地降低了相应的误报率[3]。

1.4 诊断增强功能的负荷终端运行状态

增强功能的负荷终端还可实现对自身运行状态的准确诊断，具体运行机制如下：通过主控芯片来对各类型功能单元状态信息的予以读取，如内部电池、存储器以及时钟等，与此同时，经由通信来获得通信接口等的状态信息。故而增强负控终端是否稳定可靠运行便能由远程自动化检测主站予以诊断，大大提升远程在线检测电能表的精确度。

2 试验系统搭建及其测试结果

2.1 试验系统搭建方案

于实操平台中搭建了旨在对所设计电能表远程在线检测系统予以可行性验证的试验系统，在此基础上进行了相关测试。具体而言，所有被检测的电能表均为之配备了一个增强功能负控终端（共计3组）。在试验系统中所使用的增强功能负控终端为WFET-1000F型号，具备0.5s级的测量精度；并选择单位所使用的三相四线电子式多功能电能表作为被检电能表，在线检测试验系统遵循前述构建方案进行接线。

2.2 测试结果

以前述所搭建的试验系统进行关于电能表计量性能远程在线检测功能的测试，由于电能表自身会输出电能计量脉冲，故而将增强功能负控终端所输出的电能计量脉冲与之展开比较。结果显示，检测的精确性因二者间的同步性较高得到了有效的保证；被检电能表其计量性能的状态情况也可经由本系统切实检测出来；此外针对一些特定负荷的检测工作，对电能表实际性能也可起到良好的反映。

试验过程中采取的是经过科学修正后的电能表计量回路故障判定准则，并在此基础上对1380个用户电能表计量回路可能出现的接线故障予以相应的分析判断。分析表明，用户电能表反极性数据为不合格的数量为39个，出现失压的数量为23个，出现失流的数量为43个。在后续的验证后发现，经过优化改进后的故障告警准则可达到100%的精确度，误判的情形并不存在。

3 结语

本文提出的基于负控终端的电能表远程在线检测系统可实现三方面的优化效果：远程检测电能表计量性能；判断电能表计量回路接线故障真伪并进行分析；诊断增强功能的负控终端实际运行状态。三方面的功能相辅相成，大大提升了远程在线检测电能表的准确率，对电能计量自动化系统的技术发展具有一定的参考意义。另外，基于负控终端的电能表远程在线检测系统不需增添新的标准器具，主要集中于软件升级及负控终端功能的多元化方面，因而其构建成本相对较低，具有一定的经济性，实践应用价值较高。