电能量计费系统常见故障原因分析及处理措施

邢金峰，习新魁，吴晓云

(1.河北省电力公司， 石家庄 050021;2.石家庄供电公司，石家庄 050051)

近年来，随着电网的不断发展及运行管理方式的转换，电能量计费系统越来越重要。电能量计费系统具有独立、完整的数据采集处理功能，可及时完成电网关口电能量的合理计费、负荷和费率管理，统计以及用户信息服务等功能，并且可以通过Web网页发布电量采集、统计的数据和报表，实现电量数据信息共享。其配置应充分考虑可靠性、安全性、准确性和非实时性。

1 概述

河北省南部电网(简称“河北南网”)电能量计费系统主站是DGC2000系统，于1998年5月投运。该系统可实现电能量数据自动采集，自动统计，考核结算，网损、线损统计，生成所需报表和数据Web页面发布。目前，系统运行状况良好，性能稳定，能够及时、准确地实现完整电能量的采集、传输和处理等功能[1]。

河北南网电能量计费系统由安装在河北省电力调度通信中心的主站DGC2000及安装在各厂、站关口计量点的电能表、电能量远方终端和数据传输通道组成。数据传输以调度数据网为主通道、以64 KB专线或拔号为备用通道。电能量计费系统网络拓扑结构见图1。电能量计费系统由电能量远方终端直接采集高精度电能表脉冲信号或串行口的电能数值，然后送至主站，由主站计算机对数据进行统计和计算[2-3]。

图1 电能量计费系统网络拓扑结构

截至2009年1月1日，河北南网电能量计费系统已接入远方终端162套，实现了河北省电力调度通信中心范围内全部电厂、500 kV变电站和220 kV变电站的关口电能量采集。其中，电厂远方终端设备35套，500 kV变电站电能量远方终端设备16套，220 kV变电站电能量远方终端设备111套。

2 系统常见故障介绍及原因分析

2.1 主站故障

2.1.1 故障介绍

主站DGC2000系统故障主要表现为自动采集任务受阻。该类故障发生时间不固定，影响到的厂站个数也不固定，有时系统本身能够自动恢复，有时需要人工干预才能够恢复。系统运行过程中应加强监视，发现问题及时处理。

2.1.2 故障原因分析

造成该类故障的原因有：系统现有的数据库服务器、Web服务器运行任务太多，且处理数据量很大，受计算机设备性能的限制，造成处理速度和效率低、可靠性差；随着接入的厂站端的个数增多，主站在同一时刻要执行多个自动采集任务，对系统资源要求很高，但服务器系统资源有时不能满足需要，导致任务受阻；目前，有部分电能量远方终端是通过电话拔号方式与主站相联上传数据，但电话拔号通道不够稳定，与主站无法连接时，主站就需要长时间等待，从而影响系统自动采集任务。

2.2 厂站端故障

2.2.1 故障介绍

厂站端设备包括电能表、电能量远方终端和传输通道，故障主要分为电能量远方终端设备故障、通信故障、电能表故障、电源故障和其它故障。以2008年发生的故障次数为例，故障类型分布情况见表1。

表1 故障类型分布情况 %

2.2.2 故障原因分析

设备故障在各类故障中发生次数最多，占47%。电能量远方终端是具有对电能量(电能累计量)采集、数据处理、分时存贮、长时间保存、远方传输等功能的设备[4-5]。设备运行年限较长的厂站侧发生该类故障较多，比如易州、高阳、宁晋、涿州、束鹿、车寄、万花、下庄等220 kV变电站，新投运的厂站发生该类故障较少。该类故障表现为采集失败，有些采集到底码为0或是大数。故障原因有：设备软件问题，软件程序运行死机或是采集规约与主站不完全对应，需要厂家及时对软件进行完善；设备硬件问题，采集串口卡、主板、MODEM等硬件出现问题，需要厂家及时对硬件进行更换。

通信故障是影响电量采集的第二多发故障，占27%。通信故障可分为远方终端与电能表、远方终端与主站之间的故障。第1类故障多表现为电能表通信模块故障，统计到了电能表故障类型。第2类即电量传输通道故障，发生过该类故障的有韩通、平山等220 kV变电站通过模拟专线或电话拔号方式传输的厂站，64 KB专线和调度数据网通道运行比较好。部分老220 kV变电站不具备数字通道和调度数据网条件，而采用模拟专线或电话拨号方式，此时通道故障情况比较多，但是随着通信设备的更新换代和改造，该类故障的发生会呈现下降趋势。故障现象即主站连接不上电能量远方终端，表现为采集中断。故障原因多是通道本身问题。

电能表故障是影响电量采集的第三多发故障，占18%。电能表应能够从各方面满足电能量计费系统的要求，能完成有功电度、无功电度、有功功率、无功功率、视在功率、频率、电压、电流、功率因数等数据的实时计量与监测，能按本地或主站传来的分时计费方案实现分时、多费率的电能量采集和保存，具有远方数字通信接口和当地显示功能，既能传输电能表窗口值，也可传送脉冲累加值，还具有故障报警、掉电保护、自动恢复等功能。发生过该类故障的有白石山、玉林、永年等220 kV变电站。该类故障表现为采集失败。故障原因有：部分电能表采用了一块电能表接多个远方终端的方式，由于设计缺陷造成电能表通信模块故障；电能表通信线连接不好、TA更换未通知、电能表内存数据混乱等都造成电量采集故障。

电源故障占1%，虽然所占比例最小，但是对电量数据的完整性影响较大。发生过该类故障的有赵店、万花、杨村、永年等220 kV变电站。部分变电站电量终端改造中绝大多数设计采用了电量终端与调度网设备共屏柜、共逆变电源的方式，当电源故障或空开跳闸时，导致网络和电量终端长时间停止工作。因现场工作导致电量终端失电的情况也发生过多次。

其他故障主要是指一些原因未查清楚的采集异常，偶尔有不正常的状态置位，故障发生时间无规律。

3 处理措施

a. 升级系统硬件、合理分配任务。加快对系统硬件进行整体升级改造，在满足系统稳定运行的同时，提高系统设备的性能。对各进程进行优化，对自动采集任务组进行重新分配，保证采集任务按时完成。

b. 推广使用数据网、改造老通道。数据网的高速度和稳定性满足了电能量计费系统的需求，还带来了系统的高性能和易维护性。此外，厂站接人数据网方便快捷，只需在网络连通的基础，对电能量远方终端配置IP地址和服务端口即可。建议采用数据网为主通道，模拟通道和电话拔号通道具备条件时，应尽快进行升级改造。只支持拔号方式且运行年限较长的远方终端，也要一同改造。

c. 优化设计方案、提高通信可可靠性。针对“一表多采”的问题，应优化设计方案，避免今后再出现“一表多采”情况。对于电能表与远方终端间通信故障，可采取提高通信规约的兼容性、提高采集器modem板的防雷抗干扰性能、可靠接地、电能表和终端距离不要过长等措施。

d. 改造电源，提高供电可靠性。现场如具备条件，电能量远方终端则应外接两路独立的交直流输入电源。现场有工作涉及到远方终端的电源时，要采取接临时电源措施，避免远方终端长时间停电。

e. 通信规约标准化。国际电工委员会已制定了IEC 60870-5-102《远动设备及系统 第5部分：传输规约 第102篇：电力系统电能量计量传输配套标准》，为各种智能化电能表和远方电能量处理终端采用国际标准的通信规约接入主站系统创造了条件。

f. 各部门相互配合、快速处理各类故障。电能量计费系统故障处理涉及到部门较多，各部门间应相互支持、配合，包括各生产厂家在内，都应及时到现场并快速处理各类故障。随着接入厂站的增多，运行维护工作量也随之增加。同时，备品备件要必备，人力、财力要相应增加。

4 结束语

电能量计费系统充分利用现代通信技术、信息处理、储存及发布技术，实现对关口数据、变电站、电厂、大用户等计量点数据的远程自动采集，建立电能量计费系统是电网发展的需要，是实现电网现代化管理的重要手段。通过以上对各类故障的分析，可以提高专业维护人员辨别各类故障并查找故障原因的能力，从而达到快速处理各类故障的目的。同时，通过采取一些必要措施，可以很好的预防各类故障的发生，降低故障发生概率。

参考文献：

[1] 唐如意.电量远方采集技术在河北省南部电网的应用[J].河北电力技术,2005,24(6)：4-6.

[2] 郭 进.电力系统电能累计量传输配套标准在电能量计量系统中的应用[J].电力设备,2004,5(4)：32-34.

[3] 龙爱群, 崔仁涛, 徐 军，等.电能量远程计量系统及其综合应用环境[J].电网技术,2005,29(3)：81-84.

[4] 张 胜,王 健,贺 春.电能量远方终端技术性能探讨[J].中国仪器仪表,2008,(11)：52-53，60.

[5] DL/T 743-2001，电能量远方终端[S].