新型電能計量裝置遠程校驗系統

張仲耀，張曉東，楊　劍，王兆軍，王春暉（國網山東省電力公司電力科學研究院，濟南　250003）

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新型電能計量裝置遠程校驗系統

張仲耀，張曉東，楊劍，王兆軍，王春暉
（國網山東省電力公司電力科學研究院，濟南250003）

摘要：為提高電能計量效率，增強電能計量裝置應用效果，設計開發一種新型電能計量裝置遠程校驗系統。首先介紹該系統的構成及實現原理，進而分析其核心技術，結合應用實例說明該系統的功能和作用。電能計量裝置遠程校驗系統的應用，能夠為電能計量與管理提供方便，為電力系統安全穩定運行提供保障。

關鍵詞：遠程校驗；設計標準；應用效果；電能計量裝置；運行效率

0　引言

電能計量裝置種類繁多，包括計量用電壓電流互感器測試儀、電流互感器、電能表及臺體測試儀、電能計量柜等。它們能夠提高電力企業的生產效率，確保電力生產系統運行的安全可靠性，也為電費核算提供主要依據。近年來，隨著我國社會經濟發展和電力行業體制改革，電能計量技術及裝置在我國電力行業中越來越重要。

就我國目前情況來看，電能計量裝置的使用仍局限于技術人員攜帶儀器至現場進行周期性檢驗工作。該方法雖然具有一定的可操作性，但無法實現對互感器二次回路實際運行情況的實時監測，管理成效低，難以及時發現處理故障和竊電行為且需要技術人員對數據信息手工記錄，大大增加了技術人員工作量。

1　系統構成

1.1系統構成及功能

遠程校驗系統是在傳統電能計量裝置的基礎上，利用新技術設計制造而成的。系統除具備傳統電能計量裝置的所有功能之外，還具有系統運行實時監測和故障判斷等功能；實現電能計量管理方式的更新換代，將較為新型的“自動校驗法”納入本系統［1］；進一步擴展監測范圍，可對互感器進行實時監測。系統分為管理主站、通信網絡、監測設備3個部分。

1．1．1管理主站

管理主站是遠程校驗系統的核心，對電力生產整個過程中產生的各種數據信息進行實時遠程監測及控制，也為另外兩個部分提供電能計量的數據信息。遠程校驗系統管理主站界面如圖1所示。

1．1．2通信網絡

通信網絡具有強大的通信功能能夠實現遠程校驗系統數據信息的快速交互與共享，支持局域網、本地串行通信網絡、廣域網等多種通信模式。

1．1．3監測設備

監測設備主要完成電力生產系統中所有基礎設備電能計量信號的收集、分析、處理、保存，同時具備數據遠程傳播以及“遙控遙調”的功能［2］。

監測設備主要包括本地及遠程控制計算機、存儲器、LCD顯示器、微處理器、電能表、標準模塊以及通道切換與數據采集模塊，采用模塊化集成設計。

1.2系統特點

電能計量裝置遠程校驗系統是一種具有較高效力的電能計量設備，它在實際運用中能夠實現電能生產系統的實時監測；對電能監測數據進行自動化分析；提供電能監測數據的交互與共享；提高電能計量裝置運行效率；確保電能計量裝置運行的安全可靠性；提高電力企業的生產效益。電能計量裝置遠程校驗系統在電力企業中應用是非常必要的。

2　核心技術分析

電能計量裝置遠程校驗系統的核心技術主要包括信號轉換技術和遠程通信分析技術。

2.1信號轉換技術

脈沖信號轉換。電力生產系統的脈沖信號經過屏蔽電纜輸送到該系統后，系統執行“信號整形處理”命令，將模擬量轉換為數字量送入CPU進行信息處理。然后再將處理信號輸送到遠程控制計算機中，作為電能計量誤差分析的主要依據。

電壓信號轉換。該系統對電壓信號采用“并接法”收集［3］，具備過流保護以降低電壓回路給電壓信號收集造成的影響［4］。當電力生產系統出現短路問題時，遠程校驗系統也可以將電壓回路和整個電力生產系統斷開，同時對TV二次回路中的電壓信號進行收集，有效避免因二次回路突然停電造成電壓數據瞬間丟失而無法處理斷電數據的問題。其次，為了能夠使遠程校驗系統實現持續、穩定的信號收集，利用“高阻抗收集電路”［1］對該遠程校驗系統的繼電選擇裝置進行設計，確保當遠程校驗系統在測試狀態時才對二次回路中的電壓信號進行收集。另外，在二次回路中增設過流保護機制，確保其運行時的可靠性與安全性。

電流信號。利用“串接法”將遠程校驗系統與電流互感器和電能表進行連接，形成“環形布線”模式［3］，且為了確保遠程校驗系統運行的安全性，設置過壓保護機制［4］。同時，合理應用穿心TA，使遠程校驗系統輸出的電流可以在穿心TA作用下，轉換成系統所需電流信號，再進行電壓信號的選擇切換。當進行信號轉換時，應依據電流信號實際情況，結合整個校驗系統的實際運行狀況，選擇最適轉換時間。

2.2遠程通信分析技術

遠程校驗系統運用“Modbus RTU”數據通信協議實現“點對點”通信過程，即“單發模式”。該系統的通信接口選取“RS232接口”，可借助轉換設備將該通信接口與其他通信網絡橋接，再利用系統預置軟件對電能計量的各種數據信息進行上傳、輸送、交互、共享以及下載。

3　實際應用

電能計量裝置遠程校驗系統已應用于廣安市某110 kV變電站生產系統中，2011-09-23投入運行［5］。技術人員對該系統進行實時監測，主要監測內容包括設備的運行情況、數據信息的輸送情況、信號的轉換情況以及各功能的執行情況。通過對實際應用情況進行分析總結，驗證了該系統的主要功能。

智能生成各類數據信息統計報表。電能計量裝置遠程校驗系統具有比較強大的數據信息統計功能，依據數據信息統計結果，進行科學、有效地分析和處理，可匯總成為電能計量所需的各種報表，如：數據誤差分析報表、電力系統實時運行參數報表以及電力系統報警成因分析報表等。某地區3條線路運行參數報表如表1所示。

圖1　遠程校驗系統管理主站界面

智能繪制各類型數據曲線圖。遠程校驗系統能夠對電力生產系統中各設備電流、電壓等參數的變動情況進行分析，依據分析結果，繪制對應曲線圖。

電力生產系統運行參數實時設置。在電力生產系統實際運行過程中，電能計量裝置遠程校驗系統可以在主站上對電力系統的實際運行參數進行下載與修改，如：回路編號及名稱、校驗表實際運行圈數、脈沖信號常數、自動檢驗周期、各種測量儀表編號以及誤差勘驗種類等。另外，遠程校驗系統可借助“實時遙控”，對電力生產系統中各設備運行狀態進行檢測與控制，確保能夠在故障發生時及時獲取故障發生源。

輔助功能。具備遠程通信功能，可實現數據信息的交互與共享；具有對電能計量數據信息的查詢、更改、存儲、統計、分析及處理等功能，且后臺操作軟件能夠將被檢回路中所有電能計量數據進行及時、有效地錄入和保存；具備一些數據信息輔助管理及其他功能。

4　結語

針對傳統電能計量裝置中的不足之處，設計開發出了電能計量裝置遠程校驗系統，該系統在具備傳統電能計量裝置基礎功能上，增設多項新功能，包括實時監測功能、遠程控制功能、通信網絡功能、數據處理功能以及繪制曲線圖功能等。這些功能的實現，提高了電能計量裝置的運行效率，為電力生產系統提供了安全、可靠的運行環境。因此，應合理推廣應用電能計量裝置遠程校驗系統，大大提高電力企業的生產效率，確保電力企業能夠提供高質量電能，從而推動社會經濟市場持續、穩定發展。

表1　地區3條線路運行參數報表

參考文獻

［1］林爾迅，田翔，郭燚，等．電能計量裝置遠程校驗系統的實現與應用［J］．機電工程技術，2013（8）：140-142，196．

［2］羅志坤，滕召勝，萬全，等．高壓電能計量裝置遠程校驗與監測系統及其應用［J］．電子測量技術，2007，30（2）：172-175．

［3］羅志坤．電能計量在線監測與遠程校準系統的研制［D］．長沙：湖南大學，2011．

［4］王玥，徐卉．電能計量裝置遠程校驗監測系統的設計與實現［J］．電子制作，2014（20）：26-27．

［5］郝俊峰．電能計量裝置遠程校驗與監控系統的研究［D］．保定：華北電力大學，2012．

A New Remote Calibration System of Electric Energy M etering Device

ZHANG Zhongyao，ZHANG Xiaodong，YANG Jian，WANG Zhaojun，WANG Chunhui
（State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China）

Abstract:In order to improve the efficiency of electric energy metering and enhance the application effect of electric energy metering device，a new remote calibration system for electric energy metering device was designed．Firstly，the composition and principle of the system were introduced．Secondly，the core technology and function of the system were analyzed combined with practical applications．The application of the system can provide convenience for electric energy metering and management and guarantee for safe and stable operation of the power system．

Key words:remote calibration；design criteria；application effect；electric energy metering device；operational efficiency

中圖分類號：TM933．4

文獻標志碼：B

文章編號：1007-9904（2016）02-0047-03

收稿日期：2015-10-28

作者簡介：

張仲耀（1984），男，高級技師，從事計量中心現場檢驗室電能計量裝置安裝與質量抽檢技術工作。