监控电能计量装置异常的新方法研究

摘 要：针对目前电能计量装置异常监控方法的不全面性、滞后性弊端，创新了一种新的监控模式，在计量自动化系统的基础上，全面实现智能化的实时监控，动态图形展示，极大的提高了异常发现的准确性，缩短了异常发现时间，降低了计量差错率，并详细介绍了新系统的软硬件设计，方案比选，该系统已在珠海供电局计量中心实施，效果显著。

关键词：电能计量装置；实时监控；六角图；反窃电

引言

电能计量装置由各种类型电能表，计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜（箱）等构成[1]，由于偷窃电和工作疏忽所导致的电能表“错误接线”，将导致计量不准甚至烧毁计量装置，给供电企业造成许多不必要的损失。传统的异常监控方法过于依赖人的主观判断以及大量人力的投入，无法做到实时动态监控用户计量装置的负荷情况，所以，如何避免发生错误接线，快速准确判断错误接线成为我计量中心亟待解决的一个重要的课题，而我们研发的计量装置“六角图”远程监控系统就提供了一个可视化的展现平台。

在计量自动化系统现有的基础上，增添对计量装置各相位角的采集，并通过解析、计算和分析等步骤，将用户表计的现场接线情况通过六角图的形式间接展现出来，并配合异常判断程序，做出异常判断，达到实时动态的远距离监视目的，下面介绍该系统的研发过程、操作流程、以及珠海供电局的实际应用情况。

1 计量装置异常监控方案筛选

随着时代的发展、技术的革新，偷窃电的方式方法越来越“高科技”，我们计量装置异常监控的方法也应当与时俱进。

方案1：线损监测法

通过计量自动化系统监控线损波动较大的线路发现异常，派工作人员对线路下的用户进行现场逐户排查，确认并处理计量装置异常的用户，该方案不能做到实时的监控，且仅对负荷大的“错误接线”做出正确的异常判断。

方案2：电压电流巡查法

运用计量自动化系统的统计筛选功能，对所有专变用户电压、电流进行巡查，发现电压、电流异常用户，现场逐户排查，确认并处理计量装置异常的用户，该方案仅对电压、电流异常的“错误接线”做出正确的异常判断。

方案3：“六角图”监测法

利用“六角图”原理，根据用户计量装置的相位角数据，在计量自动化系统中生成“六角图”，通过图形判断用户接线是否存在异常[2-3]，确认并处理计量装置异常的用户，该方案能对所有类型的“错误接线”做出正确的异常判断，但是需要开发资金。

经过分析后选择方案3，即在计量自动化系统的基础上开发具有实时监控能力的“六角图”远程监控系统。

2 计量装置“六角图”远程监控系统设计方案

2.1 系统功能需求

计量装置“六角图”远程监控系统的主要功能，是实现如下“四项”功能的智能化和自动化[4-5]。

数据自动采集。快速准确的上传用户计量装置实时负荷数据。

相位角数据异常自动分析。通过预先定义好的相位角数据判断规则，系统自动、实时的对相位角数据进行自动分析，并得出准确的分析结果。

六角图图形化报警监控。系统自动分析出相位角异常的数据后，对于异常的数据自动产生六角图监控报警信息，并实现界面化查询、分析和处理。

相位角数据反推。对于不能直接采集到相位角数据的计量点，通过合理的公式，利用已经采集的数据反推相位角，从而实现六角图监控点全面覆盖。

2.2 系统组成

系统分为硬件部分和软件设计部分，由于珠海供电局计量中心在2005年建设的计量自动化系统，专变用户覆盖率达到了100%，所以新系统的硬件平台完全基于计量自动化系统，为了实现远程在线实时监控作用，软件方面我们还需要解决三个关键因素：数据采集、图形生成[6]、异常判断。

2.2.1 第一个关键因素解决方案

方案1：通过现场计量终端采集电能表数据。优点是数据直接来源于电能表，准确率100%，且不需要更改主站设置，但是由于地方因素，珠海市有8%左右的电能表不具备相位角数据上传功能。

方案2：直接采集现场终端自身计量数据。优点是终端100%具备相位角上传功能，但是现场终端的数据平均准确率不能达到100%。

方案3：计量终端将电能表数据及自身数据同时提供。主、副数据保证数据采集100%成功，唯一的不足是需要主站配置升级和更改设置[7-8]。

经分析后选择方案3，即电能表与终端数据相结合的方式进行数据采集。

2.2.2 第二个关键因素解决方案

方案1：用每15分钟的负荷数据生成图形。优点是能够全面的监控用户负荷情况，但是数据量大，占系统硬盘空间5～10%，需要定期备份数据，增加数据库维护量。

方案2：将每日的负荷取平均值生成图形。数据量将大为减少，但是在用户负荷不稳定，低负荷占较大比例时，平均值存在“六角图”角度变化大的问题，不利于异常判断，且不能做到100%监控用户负荷情况。

方案3：取每日用户负荷的最大值生成图形。同样无法100%监控用户负荷情况，但是用户出现接线异常，取极值进行“六角图”判断不会出现负荷小而导致的误判[8-9]。

经分析后选择方案1，即取用户每15分钟的数据进行图形生成，虽然数据量大，但是能够做到100%的全面监控。

2.2.3 第三个关键因素解决方案

第三个关键因素也是新系统能否作出正确判断的关键所在，通过大量实验及数据对比，将失压、失流、极性反、相序错误等各种可能的错误接线情况进行编程识别，我们将功率因素角？渍=70°作為判断依据，并且可以随时通过调整功率因素角？渍的大小进行计量装置异常的判断[10-11]，虽然对于极端的案例无法做到100%的异常报警，但是1%左右的误报率足以让我们信服。

3 “六角图”监控系统使用介绍

新系统主要的两个功能为定向召测（如图2所示）和异常报警（如图3所示），通过指定用户的编号查询，我们可以直接定向的查看可疑用户计量装置的六角图情况，而异常报警功能会将所有异常数据的用户进行筛选、判断，最后用“六角图”的形式进行用户异常报警，所有异常报警功能均能智能化、自动化的呈现，工作人员只需要每日查看异常报警页面已确认是否出现异常便可。

4 系统应用实例

2012年6月9日某用户负荷异常，用户班到现场核实情况，发现用户电能计量装置正常，无功而返。2012年8月25日，监测系统试运行并出现该用户报警，报警时间为凌晨3点，通过工区摄像头取证，报警当日确实有人进入电房。工作人员要求开启电能表检查，经检查，表计内部发现可控制短路电阻，通过后台遥控器随时控制开关闭合达到窃电目的，根据调查用户共计偷窃电5个月电量达到153585Kwh ，如未能及时发现问题后果不堪设想。

电能计量装置“六角图”监控系统于2012年11月测试完毕，2013年1月正式投入使用，新系统投入使用之前，通过数据统计，计量中心对用户计量装置异常的发现平均时间为23天左右，而2012年全年追补电量29.7万千瓦时，新系统的投入做到了实时在线的监控，对任何异常情况都能做到1天左右的反应时间，通过数据统计，2013年在新系统的帮助下，全年追补电量降低为8.7万千瓦时。该新系统有效的节约了人力资源成本，降低了计量差错率，提升了异常发现精准率，使珠海供电计量水平提升到一个全新的高度。

5 结束语

电能计量装置“六角图”远程监控系统借助计量自动化系统平台，运用基本的“六角图”原理，通过相位角数据解析、分析、异常判断，对计量装置进行实时在线的远程监控，大大加强了电能计量装置的运行监控能力，为错误接线及偷窃电行为导致的电能量追补工作提供了可靠有效的数据支持，极大地缩短了异常发现时间，提高了电能计量装置的准确性、降低了电能计量装置的差错率。

参考文献

[1]孙 ，舒开旗，刘建华.电能计量新技术与应用[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]王轶.浅析向量分析法在负荷六角图中的应用[J].沈阳工程学院学报，2013（2）.

[3]鄧明斌.从向量图判断电能表接线方式[J].电测与仪表，2007（12）：26-29.

[4]肖勇，周尚礼，张新建，等.电能计量自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

[5]广东电网公司珠海供电局计量中心.运行中计量装置六角图远程监测可行性研究报告[R].珠海：广东电网公司珠海供电局计量中心，2013.

[6]郑新才，等.六角图自动生成软件的开发和应用[J].继电器，2006（17）：75-77.

[7]Q104-0025-0903-5146，广东电网公司配电监测计量终端技术规范[S].

[8]张磊，王晓峰，李新家.电能信息采集系统运行及技术[M].北京：中国电力出版社，2009.

[9]Q100-0012-0905-5473，广东电网公司营配一体化计量自动化系统主站技术规范[S].

[10]康广庸.电能计量装置故障接线分析模拟与检测[M].北京：中国水利水电出版社，2007：150-196.

[11]Q104-0011-0810-1342.广东电网公司负荷管理终端异常报警判断标准与处理规范[S].

作者简介：唐小川（1988-），男，籍贯重庆，大学本科，电力工程技术助理工程师，电能表校验工技师。本次发文内容为珠海供电局计量中心在全省率先开创的“六角图”远程监控系统的研发概述。