电能采集系统在计量缺陷分析过程中的应用

电能采集系统在计量缺陷分析过程中的应用

摘要：人们的生活水平在不断的提高，对于电力的需求在不断的加大，本文介绍了电能量采集系统在计量缺陷分析过程中的应用现状，结合具体实例说明缺陷分析的方法，并根据长期以来的分析结果，对设计选型、设备运行提出了相关的建议。这对提高电力系统设计水平和计量管理水平都有一定的指导和参考意义。 关键词：电能采集；计量；缺陷 引言

随着电力系统的发展，用电信息采集系统中存储的数据量直线递增，庞大的信息储备在反映信息愈加全面的同时增加了信息分类和处理的难度，因此其分析和处理技术也应当随着时代的发展不断深化。本文针对目前用电信息采集系统海量用电数据分析与处理的需求，介绍了一种电能量采集数据分析系统，以切实提高电力营销、以及计量装置运维等各方面生产管理水平，为供电企业营销管理提供科学可靠的数据支持。

1电能量采集系统与人工抄表相比的优势 1.1抄表、核算速度快、效率高

电能量采集系统抄回一块表的数据只需几秒至十几秒，每具采集器最多可采回8块表的数据，开闭站内安装的专用采集器最多可采回32块表的数据，通常一个用电客户（一个用电单位）安装一个采集器即可。采一户数据大约只用一分钟左右时间，因此该系统可在极短的时间内抄回分布在广大区域内的电能表读数，而且电能表读数精确，有些电能表所保存的数据可精确到小数点后两位。假设有2000个用电客户，使用电能量采集系统抄表仅需花费3个多小时，而传统使用人工的方法，到达现场抄表需派发10位抄表人员并花费4天时间完成抄表任务。电费核算是系统自动将采集器上报的各种数据分类处理，计算出每一用电客户（或每一路电能表）的总有功电量、尖峰电量、峰电量、谷电量、无功电量、子表电量、功率因数、最大需量等数据分别以报表、曲线形式显示，可存为Excel表格形式，也可打印出来。在结算电费时，制作抄表单，将电费库上月电能表表底示数与当月某日某时采集表底示数一起存储在抄表单中，生成每个采集用户当月累计的售电量，将数据存储在中间库，利用电费程序接口转换到营销业务应用系统中进行电费计算。与传统的抄表、核算模式相比，保证了每一用电客户售电量的真实性，同时固定了用电客户的抄表日期，提高了抄表质量，降低了劳动强度，提高了工作效率，并做到了供电量和售电量的抄表时间同步。相比之下，电能量采集系统抄表、核算速度较快、效率较高，可极大的提高劳动生产率。 1.2可降低电费应收差错率，并及时发现计量存在的问题

由于电能量采集系统抄表环节省去了手工录入电能表数据的过程，有效避免了在电费核算中发生的人为错误，从而降低了电费应收差错率。由于电能量采集系统可直观读取用电客户的电能表读数，使得核算人员能够及时发现和处理计量问题。对电能表读数突变、读数异常、电量为零、电量异动等各种异常情况及时提出，有效提高了排障准确率，缩短排障时间，给维护人员对故障进行分析提供了方便。给电费稽查工作提供有针对性的处理意见，给反窃电班提供了有针对性打击违章用电的依据，并及时追补由于计量问题损失的电量。 1.3电能量采集系统自身的优点

电能量采集系统采用的数据库管理系统较先进，技术实用且成熟，能长期、稳定、健康地运行。

2电能量采集系统在计量缺陷分析 2.1电能表内部故障

电能表内部故障会导致计量电量的丢失，体现在负荷曲线上就是曲线不连续，出现断点，体现在采集数据上，就会造成母线日平衡率超标或离散性增大。通过观察和分析母线平衡趋势，结合负荷曲线分析可以定位故障电能表。 2.2二次回路异常或精度不足

二次回路异常包括电流回路异常和电压回路异常，电流互感器或电压互感器回路的精度与线性度、二次回路压降都会影响计量的精度。当线路所带负荷较小，电流互感器可能工作于初始传变的非线性区域，导致电流互感器误差偏大。

同时，电能表也有起始计量点（额定电流的0.1％），小负荷情况下不会进行计量。这两方面都会导致计量数据的偏差。 2.3电能采集终端故障或网络通信异常

电能采集终端故障后整站或整条母线数据无法上传，现象明显。由于电能表的数据存储在电能表中，采集终端只负责与主站的通信，在故障消除，通信重新建立后，会将电能表中的数据读取出来，因此一般采集终端故障不会造成数据的丢失。

2.4采集系统参数配置与实际不一致

电能表上传的数据是电能表的二次电流和二次电压的计算值，采集系统需根据电能表所在回路的电流互感器变比和电压互感器变比进行换算，变成一次值进行平衡计算。采集系统中需要对每个电能表设置电流互感器和电压互感器变比。电压互感器变比一般固定不变，由线路的电压等级决定。电流互感器变比根据不同间隔而异，也可能因电流互感器更换等发生变化。 2.4实例分析

分析实例：有一公用配变台区，在进行台区线路改造后，发现本条10kV线路线损明显偏高，经过上面的分析，最后发现该台区电量异常。用电信息采集的数据在不同时刻采集的数据如下三种情况：

第一种情况数据为Uu=230V，Uv=228V，Uw=231V，Iu=0.8A，Iv=0.73A，Iw=0.73A，cosψu=0.99，cosψv=0.5，cosψw=0.5

第二种情况数据为Uu=230V，Uv=228V，Uw=231V，Iu=1.2A，Iv=-1.1A，Iw=1.1A，cosψu=0.5，cosψv=-0.57，cosψw=0.9

第三种情况数据Uu=230V，Uv=228V，Uw=231V，Iu=1.8A，Iv=1.85A，Iw=-1.85A，cosψu=0.99，cosψv=0.98，cosψw=-0.34

从以上在不同时刻出现的三种情况，可以分析到U相电压、电流及功率因数符合正常接线，而在三种时段V、W相出现了三种不同的数据，Iv、Iw在三种情况虽然符号有时不相同，但是数值是完全相同的，符号不同说明电流与电压之间的相位角不同，从这里可以初步判断V、W相并不简单的电流线接反而造成的电流出现负值，V、W相电流应该是同一个值，这两相电流线串接的可能性非常大，由于从互感器到电能表之间是用10芯电缆，电缆线标注的数定6和9因看的方向不同，极易混淆。这种情况就会出现V相、W相电流互感器的K2接反，也就是电缆标注的6号线与9号线接反。经过分析后，工作人员到现场有针对性的进行检查，发现接线错误类型与判断的相同。

根据相量图，P总’＝Pu’+Pv’+Pw’=UuIucosψu+UvIvwcos（60+ψ）+UwIvwcos（60-ψ）=2UIcosψ，更正系统K＝3/2，抄见电量为W’，则应追补电量△W＝（K-1）W’，实际用电量W＝△W+W’=3/2W’

3对电能采集分析的建议 3.1对设计选型的建议

在设计阶段考虑电能表计量回路对电流互感器变比的要求。根据要求：“电流互感器额定一次电流宜按正常运行的实际负荷电流达到额定值的2／3左右，至少不小于30％（对Ｓ级为20％）。对于正常负荷电流小、变化范围大的回路，宜选用特殊用途（Ｓ型）的电流互感器”。线路设计时两端的电流互感器特性与变比应选取一致，使两端电流互感器工作在同一特性区域内，减小线损的统计误差。根据线路设计负荷的大小，选择适当标

定电流的电能表。“为提高低负荷时的计量准确性，应选用过载４倍及以上的电能表。对经电流互感器接入的电能表，其标定电流宜不低于电流互感器额定二次电流的30％（对Ｓ级为20％），额定最大电流为额定二次电流的12％左右”。同时，应选择精度高的电能表，以提高计量数据的精确性。 3.2充分利用电能量采集系统的各项功能

利用检测用电客户电能表失压管好电量。电能量采集系统可以通过485接口实时监测用电客户电能表失压、电池报警、A、B、C三相电压、电流及总掉电时间与掉电次数，监测用电客户电能表运行情况，为有关管理部门提供现场第一手资料，为监测用电客户窃电提供强有力的依据。充分利用电能量采集系统进行线损管理。以往在人工抄表时，供电量和售电量的抄表时间是不统一的。供电量表计都是月末24时抄表而售电量的用电客户既多又分散，而且每月分几段抄回电量。一般用电量小的居民用电客户在每月度上旬抄表；用电量大的用电客户在每月度中、下旬抄表。这种状况会造成当月线损率虚增或虚降（根据售电量对应日供电量的多少变化），从而影响线损的准确性。采用电能量采集系统，可弥补这一欠缺，系统可以按供电量发生的时间，统计这一时间段的售电量，做到了供电量与售电量时间同步，准确计算线损率。为采取降低线损的技术措施和组织措施提供有利的数据支撑。

3.3数据分析准确度提高

面对每天采集来的庞大数据，采用传统的人工方式处理，工作量大、繁琐且人工方式难以避免处理过程中的失误。根据历年班组的工作记录，人工方式分析异常数据出错的概率超过1%，即当一次分析含有100条电压或电流异常数据时，可能只统计出其中的99条或更少，这漏掉的计量故障在这段时间内给电力系统带来的经济损失是无法估量的。尤其是当分析变电站变压器损耗等复杂数据时，出现偶然的计算差错也会给电网产生比较大影响，直接造成巨大的经济损失。而电能量采集数据分析系统不仅高效，而且精确。 结语

本文介绍了电能量采集系统在计量缺陷分析过程中的应用现状，并根据长期以来的分析结果，对设计选型、设备运行提出了相关的建议。这对提高电力系统设计水平和计量管理水平都有一定的指导和参考意义。 参考文献：

[1]林树青.基于计量自动化系统的计量装置故障判断规则的研究与应用.华南理工大学.2017.09

[2]危阜胜，肖勇，陈锐民.故障诊断技术在计量自动化系统中的应用[J].电测与仪表，2016（8）：256～257．