電能計量自動化終端的故障及其診斷處理策略

董鵬 楊鳳玖 曲翀

【摘要】? ? 市場經濟背景下，自由化能源市場對分銷網絡運營商提出了嚴峻挑戰。配電網絡、發電和銷售的分離既加劇了競爭，同時又提供了大量的額外數據。針對上述問題，電能計量自動化終端的應用能有效解決這些問題，也為供應安全和質量提供了保障。本文首先介紹了電力計量自動化組成和功能，然后分析了計量自動化終端的常見故障及處理方法，最后提出了計量自動化系統的終端遠程故障診斷。

【關鍵詞】? ? 電能? ? 計量自動化系統? ? 終端故障? ? 診斷處理

伴隨電網規模的拓展，我國電網的信息化程度更高，用戶的電能需求越來越大，這在一定程度上加重了現行終端運行的壓力。傳統的電能劑量裝置及現場校驗工作已經難以滿足現代化的管理要求，所以電能計量自動化系統的應用尤為重要。本文通過分析電能計量自動化終端的典型故障，并提出相關的處理辦法，旨在提高電力工作效率、降低系統維護費用。

一、電力計量自動化組成及其功能

計量自動化系統包括數據交換處理、通信設備、信息采集等，這能有效監測電廠、變電站、配電側、售電側和發電側等數據。計量自動化系統有用電檢測、遙測、事件記錄和防竊電分析等評估功能。一方面，最大限度讓計費、收集、更改資費等流程的自動化，計費間隔小;另一方面，能保證能源供應商在設計上的靈活性[1]。選擇應用集成雙向通信的獨立負載開關設備代替紋波控制接收器，并對各個線路段的的變壓器容量應用率進行記錄，減少線路損耗，采集電力網絡拓展的額外數據，最大限度瑩減少停機時間。

另外，為了實現自動化的目標，把小型分散式能源發電廠納入配電網絡中，對供應點的客戶供應情況進行記錄，確保后續電力網絡的規劃。此外，通過對網絡狀態的確定并使用有限的能源資源，優化電網孤島的設置，從而在意外發生時支持危機管理。

1.1理想的組件

AMIS通過復雜的軟硬件，為各級配電網絡提供管理支持，所有組件匹配契合，能結合個人需求實施有針對性地調整。

1.2 AMIS終端設備

AMIS終端設備能從客戶那里獲得第一手數據。新型全電子多功能儀融合了電力和能源測量，依托供電網絡上的DLC通信，并為增值服務奠定了基礎。負載切換裝置能結合控制中心的命令進行負載切換[2]。

1.3AMIS變電站數據集中器

低壓變電站中的術中器能通過自動化功能予以拓展，為其提供串行和LAN接口，便于后續和控制中心的通信。針對新增的要求也能在變電站級實現，主要是通過SICAM1703自動化組間，收集來自變電站的數據，并把其轉換為所需要的通信接口。

1.4AMIS網絡管理系統

控制中心的AMIS交易服務器為計費、波紋控制、負載分配數據等提供了數據，源自配電網基礎設施的自動化數據能直接傳輸至SCADA控制系統，采用中央AMIS網絡管理系統能有效提高AMIS系統的管理實效。

二、計量自動化系統終端在工作中的應用

計量自動化系統集抄終端、負控終端、廠站終端和配變終端等為一體，有編配、集抄、負控及廠站等數據采集、分析和發布等作用，通常廣泛應用在用電檢查、反偷電、線損和抄核等方面。手工抄核的工作量繁重，誤差大，這被計量自動化系統所取代。在計量自動化中，全自動遠程抄表核算方法的使用，減少了抄核工作中的人為誤差，最大限度保證了企業的經濟效益。同時，遠程抄表既為相關部門的決策提供了理論支持，又提高了其公共服務質量和效益。對于普通居民來講，能更好了解自身的用電情況。關于計量自動化系統，這能對系統的運行情況實施有效監督，便于更好地找出計量故障，并進行預警，如果發生違章的情況，系統會自動記錄下來，這在一定程度上減少了和用戶之間的糾紛。另外，該系統通過監測變壓器的運行狀態，便于對過載變壓器的處理[3]。

AMIS（自動計量和信息系統）為電網工作的開展提供了便利，其能把配電網的計量和管理工作整合起來，有效滿足了自由化能源市場的特殊要求。這不僅優化了網絡分銷運營商的工作流程，更為客戶提供了全新服務及數據。同時，線損終端管理能有效反映供電企業的經濟效益和管理水平，計量自動化能自動生成風險、分區、分壓器件的計算公式，減輕了環供電下10kV線路分線線損的計算難度，有效提高了供電企業的專業管理水平。

三、電能計量自動化終端常見故障機器維護處理方法

計量自動化終端是整個系統的核心，主要位于電能表和主站中間。隨著終端安裝規模的升高，其故障頻發，這在一定程度上加劇了社會運行的壓力。當前背景下，常見的電能自動化故障主要體現在以下方面（表1）：

3.1性能改善

AMIS交易服務器通過對終端設備數據的處理，能把數據格式調整為IT系統。源自AMIS數據集中器的自動化數據能直接傳輸至SCADA控制系統。所以，計費系統、資產管理系統和計量表數據管理系統等交易服務器是高級IT系統的中介設備。另外，其依照高級IT系統的要求創建終端設備參數，PDA（移動參數化設備）的導出功能可以為相關程序的安裝提供支持[4]。

3.2內置保護

因為終端設備數量繁多，這些設備應具備廣泛的功能，并確保其擴展功能讓投資長期可用。依托AMIS既能對終端設備予以投資保護，更能把系統中的軟硬件組合起來，確保在今后的擴展。

3.3熱備份

在交易服務器中，硬件和軟件處于相對獨立的系統之中，若活動系統出現故障，則會被切換至冗余系統。并且，所有操作數據均等定期導出并傳輸至外部驅動器，所以，在緊急情況下，能在最短之間內創建交易服務器，并投入運行。基于此，終端設備在DLC通信過程的物理層進行特殊編碼，并進行加密傳輸[5]。針對過程網絡和控制中心，能為客戶提供可拓展的安全防火墻概念。

四、計量自動化系統的終端遠程故障診斷

遠程故障診斷技術指的是通過數學模型、模式識別和規則推理等方式進行評估，以此明確相關故障。在終端遠程故障的診斷過程中，其目標是否能順利實現，主要是依據相關要求，對比較常見的中斷異常進行診斷，并深入分析其故障原因[6]。在這個過程中，一般會牽涉終端登錄報文、任務數據報文、信號強度、心跳報文等方面的內容，診斷方法大致如下：

第一，在設定時間內，若沒有終端登錄報文，用戶不能正常使用，則被認定為終端上線故障。

第二，如果登錄次數高于設定次數，則說明通訊信號的穩定性較差[7]。

第三，主站在解析終端任務的過程中，如果顯示任務數據內容無效，則表明是電表通信的問題;如果任務數據有效，但報文長度異常，則可能會產生解析失敗的問題，也就是終端時鐘異常。

第四，主站校對終端的過程中，若時鐘較長，很難校對時，則說明是終端時鐘異常。

第五，通過創建TCP網絡或電話通道，主站能自動撥號，并能根據其實際情況展示通信結果，這能自動生成計量自動化異常分析報告，比如處理方式的異常等。

整體來看，計量自動化系統的終端遠程故障診斷精確性較高，能有效診斷現場運行終端中所產生的故障，并提出科學的處理方法，在一定程度上減輕了工作人員的負擔。

五、結束語

綜上所述，計量自動化系統在實踐中的應用，能全方位監測電力計量工作，極大提高其工作效率。當前計量自動化系統仍處于不斷探索的過程中，隨著網絡信息技術的發展，這有效提高了電能計量自動化系統的覆蓋率，便于更好地排查終端現場的故障情況。另外，伴隨網絡運營管理需求的動態變化，亟需一套科學的解決方案，把遠程控制、消費數據和自動化與優化技術結合起來，這未今后智能電網工作的開展奠定了基礎。

參? 考? 文? 獻

[1]崔遠良.淺析電能計量自動化終端應用與故障診斷處理[J].科學與信息化，2018，（25）：3-4.

[2]劉駒.電能計量自動化終端應用與故障診斷處理[J].自動化應用，2016，（11）：111-112.

[3]葉林青.電能計量自動化系統在電力計量裝置異常時的應用[J].機電信息，2020，（24）：51，53.

[4]李會婷，李振華，董佳佳.電能計量自動化系統在電力營銷中的應用探討[J].百科論壇電子雜志，2020，（11）：1815.

[5]張文宇.電能計量自動化系統在反竊電工作中的應用分析[J].環球市場，2020，（22）：212.

[6]高藝卓.用電檢查工作中電能計量自動化系統應用研究[J].百科論壇電子雜志，2020，（9）：1378-1379.

[7]李康，文華張，高翔， 等.電能計量自動化系統在電力營銷中的應用探討[J].百科論壇電子雜志，2020，（5）：1395.