集抄系統的大用戶電能計量裝置在線監測分析

溫盛科

摘要：當前我國電力系統大多仍然采用人工現場抄表的方式統計和分析電能量數據，工作效率低，人員配置多，人為錯誤發生率高，因此在線檢測的方法將會成為電力管理發展的主流。文章研究了電能計量裝置容易出現的問題，對電能計量裝置在線綜合監測進行了分析。

關鍵詞：集抄系統；在線監測；大用戶；電能計量裝置；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2016）34-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.019

當前我國電力系統的工作人員依舊是采用人工現場抄表的方式統計和分析電能量數據，工作效率低，人員配置多，人為錯誤發生率高。電能計量裝置在線檢測技術的出現和應用改善了這一不利局面。其可以防范竊電、實施狀態檢修，為電量的錯誤計算和追收提供了證據，提高了計量裝置的穩定性、可靠性、準確性。以較少的物力人力來管理更多的用戶，是電力企業發展的內在要求，也是現代用電管理的發展方向。

1 電能計量裝置的常見問題

根據國家發布的《電能計量裝置技術管理規程》，電能計量裝置包括各種二次回路、計量用電壓、電能表、電能計量柜及電流互感器等。參照現場運維的過往經驗，電能計量裝置故障一般集中在電流互感器及其相二次回路、電壓互感器、電能表等方面。而且無論故障的形式如何，在數據的分析處理上都會體現為一次、二次側功率、電流和電壓因素等參數發生異常變化。綜合現場工作的經驗，大致可以把電能計量故障類型分為以下三種：（1）電流互感器異常，包括電流互感器二次回路、二次開路超差、短路等；（2）電壓互感器異常，電壓互感器發生超差、二次側斷相、一次側熔絲熔斷。二次回路異常，二次回路出現連接出錯，表現為功率因素異常、電流異常、電壓異常等現象；（3）電能表異常。根據對集抄系統大用戶電能表的統計，一般常見的事故現象有正向無功、反向有功、反向無功、正向有功倒走或不走，總電量與峰谷平電量不匹配，電能表計量超差，電能表計時超差，電能表計費時段錯誤，電能表顯示異常，電能表斷相、失流、失壓、逆相序等。

2 電能計量裝置在線監測的特點

集抄系統大用戶的電能計量裝置在線監測系統，其數據運行主要是通過采集多維度計量裝置及用電信息采集系統來完成，通過主站軟件進行分析、處理、計算后，采用圖表形式反映出來的一套系統體系。該系統能對計量裝置的運行工況進行實時監控，計量裝置運行出現異常能及時被發現，使計量裝置故障持續時間得到有效降低，彌補了在傳統計量裝置運行管理中存在的不足，提高經濟效益，實現生產效率的最大化。

電能計量裝置智能診斷系統與在線監測可以實現采集設備故障分析、計量裝置的異常分析、各類事件的在線監測和分析、異常流程處理、用電異常分析等功能，還可以為采集設備和計量設備運行質量的評價提供統計數據論證。通過對用電信息采集系統，電能計量裝置可對多個電量參數進行檢測，對電能表的接線錯誤、失流、失壓、斷相、超差等二次回路故障能夠及時報警，有利于縮短故障處理時間。電能計量裝置在線檢測系統主要有以下四個特點：

2.1 豐富的異常指標專家庫

計量裝置的異常指標專家庫主要包括對采集裝置異常、用電異常和計量裝置異常的判斷標準和定義，還可以看情況根據需要對其進行完善和增補。異常指標專家庫的建立和健全可以智能分析和診斷各種計量裝置運行的異常，為計量裝置在線監測提供了有效的監控手段及數據支撐。

2.2 采集并發送用戶用電情況

將用戶的用電情況通過信息采集終端進行采集并發送至主站。主站的監控人員從網絡計算機屏幕傳回的畫面報警或分析，提取用戶用電信息，與該用戶歷史數據進行分析比對，判斷該用戶的電能計量裝置是否正常運行。

2.3 可連續監測

電能計量裝置在線監測系統可對計量裝置運行狀況進行連續監測和分析，對計量異常能及時返現，降低了電量丟失的可能性。通過電量的采集，自動對線損進行計算，使主、配網線損壞管理更為快捷、便利。

2.4 分析判斷異常

電能計量裝置的異常智能診斷分析包括采集裝置異常分析、用電異常分析、異常白名單管理、電能異常分析等功能，可以通過采集系統采集的電能、電量、負荷示值和設備類型、事件、參數值、檔案等數據，利用異常分析專家庫中的分析模型，對數據進行計算、統計和分類，快速判斷出現故障或異常的原因。

3 大用戶集抄系統的在線檢測方法

電能計量裝置是由很多種高精度設備搭配組成，要想對其運行狀況進行準確檢測，難度系數很大。并且因為人員故障分析能力、采集終端質量以及電力系統復雜性等因素的制約，加上終端具有預警性，一旦出現異常，就會向主站發出警報，這無疑降低了故障處理效率，增加了故障處理難度，要想快速做出判斷，必須運用更科學的方法進行分析。在分析采集系統的數據的過程中可以得出結論，目前，系統平臺的分析重點和采集上來的數據種類還停留在采集數據是否完整、終端設備是否在線的層面上，并未深層地發掘其下的各類計量裝置監控的運用、數據的利用以及用戶的用電特性監測方面的能力，對計量裝置的運行狀態尚不能自主監測。建立在目前可采集數據的基礎上，為提升集抄系統在線監測的能力，以下對在線檢測系統進行分析：

3.1 計量裝置的超差分析

計量裝置超差現象主要表現為互感器和電能表的超差誤差。以往檢測超差結果都是利用計量標準器具，當現場處于缺少標準計量器具的情況時，遠程檢測不可能對超差結果進行十分精確的測量，但是可以利用一些簡單檢測方式進行粗略估算，這在一定程度上也能對超差進行及早發現，盡量避免出現計量的重大誤差。

例如如果用戶自行安裝了主、副電能表的計量點，對兩塊電表測出的電量進行比較分析可以得到數據，根據相關規章的規定，一般電能表準確度等級不應相差1.3～1.5倍。對于電壓互感器、電流可通過對一次側電流、電壓來分析監測情況，再對一次、二次電壓電流的比值進行分析，可以大致預估出結果。

3.2 防竊電分析

作為一種通信方式來說，采集系統是安全可靠的。其在反竊電工作中可以發揮極為重要的作用，搜集用戶竊電的信息及證據，并將內容及時發給主站。

立足于大用戶計量裝置的角度來看，竊電方式總結起來可以概括為兩種：（1）改變流經電能表的電流、電壓值；（2）對電能計量裝置進行破壞，使其喪失準確性。通過比對分析采集平臺搜集的用戶負荷異常曲線以及分析失流、失壓的異常對電流和電壓造成的影響，已經可以掌握其竊電依據。但根據目前已經發生竊電案例來看，對于反竊電工作，采集系統基本是被動的，即當現場出現竊電后，再到系統中找尋證據，這距離實現主動式的反竊電監控的目標還有較大差距。

本文通過分析提出兩種方法：（1）對負荷曲線開展主動監控。用戶出現竊電行為，其現場負荷往往會在竊電狀態和正常用電狀態之間來回切換。集抄系統平臺可對負荷曲線進行繪制，使系統可以主動分析負荷曲線，如果負荷曲線出現突減或突增異常且長期運行的最小與最大負荷之間的差距超過50%，則該用戶很可能出現竊電行為，應納為重點監控對象范圍；（2）防范有竊電前科的用戶再次作案。可利用經傳感器啟動的攝像頭或紅外熱像儀器，對已有過竊電前科的用戶進行監視，當出現異常時，終端可將警報及現場設備采集的各類圖像發送到主站，主站再對其進行重點監控。

3.3 功率因素分析

從電能表功能的定義來看，電能表內部會對每日的負荷數據進行凍結。在電能表的監測工作中，并沒有深入研究探索電能表的存儲功能，而對于多功能電能表而言，其表內存儲的月末電量及符合數據的準確性將有可能對電費出賬、線損管理等工作產生直接影響。在正常的用電情況下，普通用戶的功率因數一般在0.9以上。用戶的用電特性中如果帶有感性或容性特征，功率因數根據相應的情況發生相應的變化。遠程管理終端通過從計量裝置處采集的電量數據進行分析，可以對相應的功率因數進行計算，從一定程度上可以反映出用戶的用電特性，為判斷用戶用電是否出現異常提供依據。

4 對電能計量裝置在線檢測的建議

根據當前的基本國情，一次性建立完善的電力檢測系統的條件尚不充分，還有很多地方需要改進，主要為三個方面：（1）提升系統的實時功能；（2）研究開發監測手段；（3）提高管理水平。

4.1 提升系統的實時功能

從客觀角度出發，用電采集系統目前利用數據的程度不高。對于大量的報警信息，分析人員往往只能被動甄別，確認后再進行查詢。要想對系統的實時分析能力進行提升，首先系統對報警信息進行統計、分析、歸類，這樣分析人員對數據進行有類別、有主次的排查，很大程度上可以使監測能力和工作效率得到提高。

4.2 研發新型監測手段

目前，國內許多電力公司都有自己對于現場監測的方法與管理技巧，對于同一監測內容也存在不一樣的監測方法。國內各省市電力公司電能計量中心，可根據各自電網自身特點，從自身實際情況出發，具體問題具體分析，開發與自身情況相適應的現場監測手段。

4.3 完善現有類型終端功能

嚴格加強驗收工作，做好消缺工作，提高在線率。這就是通常所說的“兩頭抓”，一是源頭，一是現場?？蓢L試與無線通信方面的專業檢驗機構進行聯合，嚴格對終端通信模塊的驗收程序進行把控，增加檢測手段，對不合格的終端產品不予出廠。

5 結語

電能計量裝置在線檢測系統通過對電流互感器、電壓表、電能表等數據進行檢測，可以實現對電能的故障判斷、自動校檢、防竊電監測、記錄分析等功能。有利于改善大用戶集抄系統的故障檢測困難、檢測手段單一、管理水平落后等問題，為電量追補提供依據，極大地提升了計量裝置的維護管理和監測能力。

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基金項目：本論文由南方電網公司《K-GZM2014-134電能計量裝置狀態檢修技術研究》項目資助。

（責任編輯：黃銀芳）