用电客户费控装置在专用变压器中的应用探究

熊 江

引言

用电客户费控装置是一种新型的电网管理技术，它具有自动计费、自动记录等功能，并能通过智能电表实现对用户用电量和电费情况进行实时监控。而专用变压器作为电能生产和输送过程中的重要设备之一，其正常运行直接关系到整个电力系统的安全稳定运行。将用电客户费控装置应用到专用变压器中，能在保证供电可靠性的前提下有效提高变压器工作效率，从而达到节能降耗的目的。

一、专用变压器用电客户费控装置技术原理

专用变压器用电客户费控装置是一种基于微机控制，以单片机为核心的电力电子智能终端。它通过采集和处理用户电量信息，实现对供电单位的电费管理以及对用户电能质量进行检测等功能，可有效地降低企业能耗成本，提高电网运行效率。该用电采集系统主要由以下几个模块构成：其一，用电信息采集系统中的系统主站相当于一台具有完整功能的计算机，其数据输入、输出及打印均在中央控制器完成。指挥整个用电管理系统工作，使之能更好地为生产服务。其二，通信道部分，用于与各设备之间建立双向数据传输通道，并提供各种数据格式接口，使设备间能够相互通讯。其三，采集设备，一般位于系统最下端，用来采集用户用电量，如电压值、电流值、功率因数等。同时，根据用户需求设计相应的通信协议，将所采集到的数据传送给上位机或服务器。

截至目前，电力企业的用电信息采集系统以SG186标准为主，在通信规约上主要对05、07两种制式下的各类软件都做了规范。当主站下达命令，从工控机开始执行后，工控机接收来自现场总线的指令，经调理电路转换后传输至采集系统的中央处理器。当系统发生故障时，工控机可以利用总线向远程控制台发送报警提示信号。此外，还可以设置“异常”状态显示窗口，以便及时发现异常情况。在智能控制器作用下，整个系统按照预先设定好的顺序依次接入各子系统，从而形成一个完善的网络系统，大大提高工作效率和管理水平。用电信息采集过程中，系统会对客户电费缴纳情况进行实时监控，包括欠费查询、欠费统计、欠费自动计费等。系统还会对数据记录和报表分析，及时了解用电状况，帮助管理人员掌握用电趋势，制定合理用电措施。

一个合格的专用变压器用电客户费控系统应具备以下特征：其一，以安装有电源管理装置的专用变压器作为供电终端。其二，具有配电网络基础建设条件（如高压配电柜）。其三，采用先进的自动化控制技术，从而保证用电信息采集的可靠性和准确性[1]。

二、用电客户费控装置在专用变压器中应用存在问题

（一）系统兼容性问题

不同供电公司或地区可能使用不同类型的费控装置和通信协议，可能会导致不同系统之间进行数据交换和管理时存在兼容性问题。在不同操作系统或设备界面显示出现异常情况，如文字错位、图标缺失、颜色偏差等。此外，在某些硬件或操作系统上，系统性能无法达到要求，如：CPU频率过低、内存过大、磁盘大小不合理、硬盘读写速度过慢等等，都将影响到系统可靠性。

（二）数据准确性问题

费控装置的计量功能主要对电力用户用电行为进行实时监测，以实现电能质量控制和电量计算。然而，在具体的应用中，由于不同数据副本之间可能存在差异或冲突，导致信息采集设备无法及时准确地将数据接入系统，从而造成能耗统计与管理上的缺陷，降低了企业能源效率和经济效益。

（三）维护和服务问题

费控装置作为一种电力设备，需要定期进行维护和管理，以保证设备的安全运行。在实际使用中，由于其结构较为复杂，所以很难对其实现全面的监控与检测。尤其对于电气设备故障，维修人员往往会忽略一些细节问题，如电气接线是否正确、开关位置选择等，从而造成误操作。

三、用电客户费控装置在专用变压器中的应用策略研究

（一）根据客户用电性质选择费控模式

在用电费控模式选择上，主要以现场终端自动执行及自主站的半自动模式为主，通过对用电信息采集系统进行改造和升级，使用户能实时地查询到所需电量，并根据需要自行调节用电量。在终端执行过程中，可以利用智能电网技术实现远程监控功能，将采集的数据传送至相应的控制单元，从而达到提高电能使用效率和降低运行成本的目的。对断路器跳闸情况实行自动控制，采用集中检测与集中处理相结合的方式来解决故障点定位问题。同时对开关状态实施在线检测与管理，保证了线路设备安全稳定运行[2]。而半自动模式的应用是在原有配电自动化装置基础上发展起来的一种新型供电服务新模式，它克服了传统配电网单一、分散等缺点。利用人工对费用进行统一计算，并通过命令传递实施断路器的跳闸操作。

从原则角度来看，费控跳闸可分为两种类型：其一，单一型，即所有的分断回路都由一个主控室完成，只有一次或二次接线错误才会引起故障跳闸，这种方式具有一定的局限性，无法适应不同区域内各种负荷需求的变化，也无法满足大规模网络环境下的快速响应。其二，混合型费控系统，其特点是整个控制系统由多个子系统构成，每个模块独立工作，能够灵活配置各个分/合闸环节，且各子系统之间不存在相互干扰，具有较强的适应性和灵活性。因此，在费控模式选择上，大多数企业以现场终端自动执行模式为主体，采取单中心或者多中心策略。

如果要实现更高层次的智能化水平，还需要引入其他技术手段，例如：基于云计算平台的综合能源管理系统、基于物联网技术的分布式光伏发电系统等。总之，在现有电力市场条件下，应充分利用已有资源和技术优势，加快建设包括配网在内的各类信息系统，逐步构建覆盖全社会的信息共享体系，促进用电客户向智慧化方向转变。

（二）终端与断路器的连接

终端与断路器的连接在专用变压器用电客户费控装置中起着重要的作用，其工作性能直接影响到用户对电气设备安全运行的要求。断路器作为配电系统中最关键和复杂的设备之一，它主要由电源、灭弧室、分断机构、熔断器及保护等组成，具有开关操作简单、体积小、重量轻、寿命长、维护方便以及可靠等特点。将二者进行优化设计能为供电公司提出准确的负荷预测并提高故障判断能力。通过断路器控制线路电流分布参数计算得出开度系数和合闸频率，进而根据断路器输出电压确定额定容量和安装位置[3]。此外，断路器还能起到一定的保护作用，在系统判定为短路或欠压时自动断开电路，防止因断路器过载而造成不必要的损失。具体而言，终端与断路器的连接主要有以下两种方案：

第一，电流互感器（CT）连接。电流互感器用于测量电路中的电流。在用电客户费控装置中，CT负责检测电流大小，将电路中的电流大小转化为相应的电压信号，传输到费控装置中进行处理和控制。在安装或更换CT之前，确保切断电路的电源，以避免触电风险。将CT固定在电路负载侧，通常是将CT套在电缆或导线上，并使用适当的固定装置进行固定。之后，把CT的一端连接到电路负载侧的导线上，另一端连接到费控装置中负责接收CT信号的输入端口，以便实现CT的数据采集和分析。确认CT连接牢固，应检查输入和输出端口是否正确无误，并且保证接地良好。若发现输出端存在问题，可考虑重新连接，直至达到所需效果。

第二，电压互感器（VT）用于测量电路中的电压。它通常连接到断路器的上游，用于获取供电电网的电压信息。VT可以提供准确的电压测量结果，以便费控装置能够根据电压水平进行相应的调整和控制。在并联连接方式下，电压互感器与终端和断路器同时连接在电路中。这种连接方式适用于中高压侧，也可应用于低压侧及低压配电网络中。当选择采用隔离开关或分线操作后，由于开关柜内设有多个支路且数量众多，所以需对其合理设置，使之成为一个整体。对于不同规格、型号、等级和功能的设备，应分别配置专用变压器、继电器等电器元件。另外，在串联连接方式下，电压互感器位于断路器和终端之间，而触点位置则置于母线附近。当需要切换时，先接通断开状态，再切换至正常工作。无论采用并联连接还是串联连接方式，电压互感器的连接应符合电气安全标准，确保安全可靠。此外，还需注意电压互感器的额定容量和精确度，以满足实际应用需求[4]。

通过终端与断路器的连接，用电客户费控装置能获取有关用电负荷和电压水平的实时数据，并根据预设的策略进行相应的控制和管理。这种连接方式可帮助用户实时监测用电情况，并有效控制用电量，以达到节能减排和合理利用电力资源的目的。同时，它也为电力供应部门提供了管理和调度电力供应的依据，以保障电网的稳定运行。

（三）专用变压器费控装置管理重点

专用变压器费控装置需要准确计量供电设备的电量消耗，为保证测量精度和效率，在设计时必须考虑到电力市场中用电需求变化对电网运行产生的影响。通过计算电能消耗量与用电量之间的关系以及分析不同负荷情况下的电能耗损特性，将精密电能计量装置与供电设备相连接，从而实现了以数据采集为主、量测为辅的功能，并能根据实际情况调整电能表接线方式。该模式主要利用传感器进行信息收集，能实时显示用户的用电情况。同时采用计算机或单片机等控制方法，完成各种数据处理及报表生成工作。最后还可以利用网络传输技术进行远程通信处理，实现系统间数据交换和资源共享。

专用变压器费控装置应具备费用统计功能，根据电量消耗数据计算出相应的费用。对不同时间段和电量范围的电费进行计算和统计，并生成相应的报表或数据。当用电需求量较大时，可使用专用变压器费控软件来自动检测、报警，提高工作效率。当用电量较小时，可采用专用变压器费控程序来自动调节配电开关的开度，降低能耗。此外，由于用电设备本身具有一定的负载能力，因此，可通过专用变压器费控器设置一个电流检测单元，用于记录用电设备所承受电压的高低，从而方便后续电路的改造和更新。

在控制管理过程中，可设置费用预警功能，当费用达到设定的阈值时，将启动故障报警信号发生模块，发出警报提示，提醒相关人员及时处理故障问题。还可以通过远程控制方式实现对供电设备的开关控制，例如远程断电或限电功能。除此之外，用户接口也是重要组成部分，可实现电源接入、通讯连接和数据恢复等多种业务功能，并提供多种增值服务[5]。

在管理专用变压器费控装置时，需确保其正常运行和准确计量，同时也需定期检查和维护设备。相关维修管理人员要了解变压器及其他设备的性能状况和特点，掌握检修规律和经验，做好日常保养工作。对于需要长期连续运转的电气设备，应定期更换油底壳和油封，保证其密封良好，防止灰尘进入。工作人员应对费控对象进行充分了解，掌握其具体的供电需求。对于用电情况、设备状况等重要事项应详细记录，并做好必要的资料备份和存档工作，从而降低用户用电风险，使用电管理更加科学化、精细化，更好地满足电力市场发展要求。

结束语

综上所述，在实际应用中，将用电客户费控装置与专用变压器相结合，在很大程度上优化了电力系统管理和运行效率。利用用电客户费控装置的实时监测和控制功能，可及时发现并纠正用户非法用电行为，减少电力损耗，优化电网的负荷管理和调度，提高电力系统的供电质量和效率。同时，专用变压器的适应性和可靠性等特点，为用电客户费控装置的应用提供了坚实的基础。在未来的优化中，需要结合电能计量、营销、抄表以及智能电表的相关技术，对现有系统进行改造，实现基于专用变压器的节能分析诊断和能效评估。