计量自动化系统中的电能计量装置监测研究

夏武　黄聪　梁诚宁　梁君华

摘要：在电力系统管理中，电能计量系统是提供基础数据的重要环节，管理和运维电能表、采集器等电能计量装置是保证电量统计准确性的前提。在当前计量自动化系统中，受产品质量、环境等因素的影响，仍会出现一定的计量差错或计量故障，不利于电量的准确统计。在电能计量装置的故障严重时，还可能导致人身伤害等不良后果，不利于电网的安全运营。文章重点分析了变电站计量自动化系统的监测，介绍了线损异常、电能表故障等的判断方法，有助于提高电能计量系统的准确性与稳定性。

关键词：计量自动化系统；变电站；电能计量监测；计量故障

中图分类号：TP393文献标志码：A0引言智能电网以先进的信息技术与通信技术为基础，通过物联网与电力深度融合，从而实现对电力生产情况与应用情况进行有效的监测与管理。随着电力现货市场交易以及抽水蓄能电站，风电光伏等新能源厂站接入物联网，计量自动化系统的作用越来越突出。因此，建设一个能够自动采集动态数据，完成电能统计结算，线损监测和分析，具有强算力，精细化管理能力的系统十分必要。强化电能计量装置状态监测分析软件的应用，推动基于大数据应用的变电站计量系统智能运维发展，是电网公司计量数字化转型的必然选择。

当前，变电站计量系统的标准规划已较为完备，被广泛应用于变电站中。计量系统一般包含电能表、互感器、合并单元、采集器等装置。虽然目前具有较多地对电能计量装置的检测、评价、运维等规范，但关于数字化计量系统电能计量监测分析的相关标准尚未制定，无法有效指导相关业务。

1计量自动化系统概述计量自动化系统在应用过程中可实现电网系统的电能自动化计量与控制，具有广泛的应用范围与应用价值。该系统可分为两部分：软件设施与硬件设施。应用计量自动化系统可随时随地掌握电能的应用情况，不仅可以实时反映电能使用量的多少，还可以收集辖区内部不同地点的电能消耗情况，提高了电能计量管理提高准确性。应用实践证实，在变电站电能计量与管理的过程中，应用计量自动化系统可改变人工电能计量数值不准确和人力、物力资源消耗过多的现象［1］。

现阶段，所应用的计量自动化系统可根据功能与环节的不同分为以下六个模块，数据信息的采集模块、系统管理模块、数据管理模块、现货交易模块、运维管理模块、业务应用模块。在每个模块中，根据不同的作用又可细分为多个功能，具体系统功能模块情况，如图1所示。

电能计量自动化系统实际上是将早期各自独立的数据遥测、电力负荷管理、低压集抄、配变监测、厂站监测等应用系统整合统一建立而成的新系统。该系统充分运用计算机及互联网技术使系统更加智能、易操作、便捷，提高了系统的稳定性，最大限度地发挥了电能计量自动化系统的作用。常见的电能计量自动化系统组成，如图2所示。

厂站计量系统一般用来完成对外的经济核算和厂站端日常的电量监视与核对工作［2］。厂站计量系统通常主要包括5大部分：采集通信子系统、数据处理分析子系统、应用管理子系统、报表管理子系统及图形曲线子系统，如图3所示。

采集通信子系统包括：用户权限配置、系统参数配置、基本参数配置、其他参数配置、数据采集和数据备份功能。数据处理分析子系统包括：日/时电量统计、班值电量统计、设备耗电计算等功能。应用管理子系统包括：日志查询、用户授权、系统常数、元件定义、元件分类、统计电量、班值定义等功能。报表管理子系统包括：自定义报表设置、自定义报表浏览等功能。图形曲线子系统包括：电网系统图设置、电网系统图查询、系统曲线设置、图形曲线查询、设备特性曲线查询、同期对比曲线查询等功能［3］。

2变电站线损异常的因素分析

在应用计量自动化系统的过程中，可根据实际情况建构母线线损的具体分析对象体系。在常规情况下，母线的线损应控制在标准区域内。如果出现计量装置的运行故障或者计量差错时，线路电量值也会出现误差，可能会导致线损异常或者故障现象。在实际应用过程中，导致线损异常或故障现象的影响因素相对较多，排除计量装置所导致的影响外，还有计量自动化系统的数据误差等因素。

2.1非计量装置故障或差错引起的线损异常

在电网的日常运行与工作中，线损出现异常的绝大多数情况并非是由计量装置故障或者计量差错导致，而是因计量自动化系统自身的原因所导致。为此，在面对线损异常时，必须分析是否因计量自动化系统引起，具体可从以下几个方面分析：（1）计量自动化系统出现档案误差或错误，由此导致数据信息出现误差。（2）计量自动化系统所计算的表码必须精确至小数点后两位。当用户的用电量到达一定数额时，电表会出现表码走动，如果线路的综合倍率相对较大则必须累积更多的电量［4］。此时，若分辨率出现异常情况，将会导致现实呈现正向或者負向变动。（3）计量自动化系统在抄表过程中若无法抄取表码或表码错误，也会导致最终计算的电量出现误差。（4）如果线路与表码的对应不科学或出现差错时，电能计量装置所计量的电路信息会与预期不符，导致这一现象的原因大多因为计量自动化系统的档案问题，导致最终的电能计算结果数值不符。

2.2计量装置故障及差错引起的线损异常若电能计量装置出现问题故障或者误差时，所计算得出的最终结果准确性较差，在常规情况下会导致线损异常。调查发现，在上述情况下可能出现的故障类型相对较多，具体如下：（1）电表故障。例如，电能表出现数值记录不准确、电能表表码停走、电能表死机或者其他硬件问题。（2）二次回路故障。例如，二次回路出现接触不良或者断开等现象，导致电网线路出现二次失流或者二次电压水平波动。（3）电流互感器线路连接错误。例如，电流互感器出现二次相序错误或者接入未计量的线路内。（4）所选择的电能表类型不恰当。在选择电能表时，所选择的电能表类型不准确也会导致最终计量结果准确性较差，未正确应用单向电能表或者双向电能表。（5）电能表出现接线错误。

3计量自动化系统变电站电能计量监测的应用分析变电站在进行电能计量监测过程中，应用计量自动化系统时，可通过该系统不同模块的作用统计各项基础数据信息，有效进行表码应用情况查询、表码瞬时量复合查询等，可分析出电能表的电压值与电流值是否符合相关要求的标准，变电站的表码采集是否出现误差等。

3.1计量自动化系统变电站电能计量监测的基本原理在变电站电能计量装置监测的过程中，应用计量自动化系统可对常见的故障进行有效监管。现阶段的计量自动化系统可根据二次电压具体数值分为高压与低压计量两大类型，常规情况下可具体分为：高供高计三相三线100 V、三相四线57.7/100 V、高供低计三相四线220/380 V。通过计量自动化系统可分析电压的瞬时波动情况，若电压瞬时值与标准值的偏差相对较大时，则可认为出现电压异常。

3.2计量自动化系统变电站电能计量监测的交采比对监测计量自动化系统的各项参数计量倍率、表倍率、电表常数、计量点未全部录入等，使得计量表计所获取的数据与交采比对表数据间呈现一定的差异［5］。如果出現用电实时功率，计量与交采的有功、无功数据基本相反，判断为现场有功、无功脉冲数据采集接线错位，从而导致采集的数据不同，最终出现数据异常等。

3.3计量自动化系统变电站电能计量监测的反向电量监测应用计量自动化系统分析某一计量点的电能计量情况时，若在某一时间范围内的数据出现正向有功与反向有功总体数值较为一致或者大致相等时，则可认为该电能表出现异常。若在现场进行检查核实后可发现计量用电能表A，C相电流极性接反，使得电能电量的统计出现误差，电量累积额度相对偏小，可根据电能表所计算的正向有功总体电量数据作为基础，应用更正系数法追补电量。当前，标准推荐的电能表部分测量数据异常诊断，如表1所示。

4结语综上所述，在变电站的日常运营与管理中，应用计量自动化系统可实时有效在线监测各电能计量装置的运行情况，及时发现电能计量装置故障或者数据率统计差错等异常。为此，必须加强对计量自动化系统的重视程度，保证各类档案数据具有较高的准确度与完整性，以降低运行故障发生的可能性。

参考文献

［1］吕国华.电能计量装置在线监测系统研究［D］.南昌：南昌大学，2020.

［2］荆树君.电能计量自动化系统在电力营销中的应用成效［J］.电子技术与软件工程，2017（12）：151.

［3］叶林青.电能计量自动化系统在电力计量装置异常时的应用［J］.机电信息，2020（24）：51，53.

［4］黄谟蛟.探析计量自动化系统电能量数据应用的提升策略［J］.电力设备管理，2020（8）：174-176.

［5］朱强.电能计量自动化系统建设及其在电力营销中的应用实践［J］.电气技术与经济，2020（4）：67-69.

（编辑 姚鑫）

Research on monitoring of electric energy metering device in automatic metering systemXia  Wu， Huang  Cong， Liang  Chengning， Liang  Junhua

（Liuzhou Bureau of Ultra High Voltage Transmission Company of China Southern Power Grid

Co.， Ltd.， Liuzhou 545000， China）Abstract： In the power system management， the electric energy metering system is an important link to provide basic data， and the management， operation and maintenance of electric energy meters， collectors and other electric energy metering devices are the premise to ensure the accuracy of electricity statistics. In the current metering automation system， due to the influence of product quality， environmental factors and other aspects， there will still be some metering errors or metering failures， which is not conducive to the accurate statistics of electricity. When the failure of the electric energy metering device is relatively serious， it may also lead to personal injury and other adverse consequences， which is not conducive to the safe operation of the power grid. This paper focuses on the analysis of the monitoring of the substation metering automation system， and introduces the judgment methods such as abnormal line loss， power meter failure， etc. The research will help to improve the accuracy and stability of the power metering system.

Key words： metering automation system; substation; electric energy metering and monitoring; metering fault