集抄系统的大用户电能计量装置在线监测分析

温盛科

摘要：当前我国电力系统大多仍然采用人工现场抄表的方式统计和分析电能量数据，工作效率低，人员配置多，人为错误发生率高，因此在线检测的方法将会成为电力管理发展的主流。文章研究了电能计量装置容易出现的问题，对电能计量装置在线综合监测进行了分析。

关键词：集抄系统；在线监测；大用户；电能计量装置；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM933 文章编号：1009-2374（2016）34-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.019

当前我国电力系统的工作人员依旧是采用人工现场抄表的方式统计和分析电能量数据，工作效率低，人员配置多，人为错误发生率高。电能计量装置在线检测技术的出现和应用改善了这一不利局面。其可以防范窃电、实施状态检修，为电量的错误计算和追收提供了证据，提高了计量装置的稳定性、可靠性、准确性。以较少的物力人力来管理更多的用户，是电力企业发展的内在要求，也是现代用电管理的发展方向。

1 电能计量装置的常见问题

根据国家发布的《电能计量装置技术管理规程》，电能计量装置包括各种二次回路、计量用电压、电能表、电能计量柜及电流互感器等。参照现场运维的过往经验，电能计量装置故障一般集中在电流互感器及其相二次回路、电压互感器、电能表等方面。而且无论故障的形式如何，在数据的分析处理上都会体现为一次、二次侧功率、电流和电压因素等参数发生异常变化。综合现场工作的经验，大致可以把电能计量故障类型分为以下三种：（1）电流互感器异常，包括电流互感器二次回路、二次开路超差、短路等；（2）电压互感器异常，电压互感器发生超差、二次侧断相、一次侧熔丝熔断。二次回路异常，二次回路出现连接出错，表现为功率因素异常、电流异常、电压异常等现象；（3）电能表异常。根据对集抄系统大用户电能表的统计，一般常见的事故现象有正向无功、反向有功、反向无功、正向有功倒走或不走，总电量与峰谷平电量不匹配，电能表计量超差，电能表计时超差，电能表计费时段错误，电能表显示异常，电能表断相、失流、失压、逆相序等。

2 电能计量装置在线监测的特点

集抄系统大用户的电能计量装置在线监测系统，其数据运行主要是通过采集多维度计量装置及用电信息采集系统来完成，通过主站软件进行分析、处理、计算后，采用图表形式反映出来的一套系统体系。该系统能对计量装置的运行工况进行实时监控，计量装置运行出现异常能及时被发现，使计量装置故障持续时间得到有效降低，弥补了在传统计量装置运行管理中存在的不足，提高经济效益，实现生产效率的最大化。

电能计量装置智能诊断系统与在线监测可以实现采集设备故障分析、计量装置的异常分析、各类事件的在线监测和分析、异常流程处理、用电异常分析等功能，还可以为采集设备和计量设备运行质量的评价提供统计数据论证。通过对用电信息采集系统，电能计量装置可对多个电量参数进行检测，对电能表的接线错误、失流、失压、断相、超差等二次回路故障能够及时报警，有利于缩短故障处理时间。电能计量装置在线检测系统主要有以下四个特点：

2.1 丰富的异常指标专家库

计量装置的异常指标专家库主要包括对采集装置异常、用电异常和计量装置异常的判断标准和定义，还可以看情况根据需要对其进行完善和增补。异常指标专家库的建立和健全可以智能分析和诊断各种计量装置运行的异常，为计量装置在线监测提供了有效的监控手段及数据支撑。

2.2 采集并发送用户用电情况

将用户的用电情况通过信息采集终端进行采集并发送至主站。主站的监控人员从网络计算机屏幕传回的画面报警或分析，提取用户用电信息，与该用户历史数据进行分析比对，判断该用户的电能计量装置是否正常运行。

2.3 可连续监测

电能计量装置在线监测系统可对计量装置运行状况进行连续监测和分析，对计量异常能及时返现，降低了电量丢失的可能性。通过电量的采集，自动对线损进行计算，使主、配网线损坏管理更为快捷、便利。

2.4 分析判断异常

电能计量装置的异常智能诊断分析包括采集装置异常分析、用电异常分析、异常白名单管理、电能异常分析等功能，可以通过采集系统采集的电能、电量、负荷示值和设备类型、事件、参数值、档案等数据，利用异常分析专家库中的分析模型，对数据进行计算、统计和分类，快速判断出现故障或异常的原因。

3 大用户集抄系统的在线检测方法

电能计量装置是由很多种高精度设备搭配组成，要想对其运行状况进行准确检测，难度系数很大。并且因为人员故障分析能力、采集终端质量以及电力系统复杂性等因素的制约，加上终端具有预警性，一旦出现异常，就会向主站发出警报，这无疑降低了故障处理效率，增加了故障处理难度，要想快速做出判断，必须运用更科学的方法进行分析。在分析采集系统的数据的过程中可以得出结论，目前，系统平台的分析重点和采集上来的数据种类还停留在采集数据是否完整、终端设备是否在线的层面上，并未深层地发掘其下的各类计量装置监控的运用、数据的利用以及用户的用电特性监测方面的能力，对计量装置的运行状态尚不能自主监测。建立在目前可采集数据的基础上，为提升集抄系统在线监测的能力，以下对在线检测系统进行分析：

3.1 计量装置的超差分析

计量装置超差现象主要表现为互感器和电能表的超差误差。以往检测超差结果都是利用计量标准器具，当现场处于缺少标准计量器具的情况时，远程检测不可能对超差结果进行十分精确的测量，但是可以利用一些简单检测方式进行粗略估算，这在一定程度上也能对超差进行及早发现，尽量避免出现计量的重大误差。

例如如果用户自行安装了主、副电能表的计量点，对两块电表测出的电量进行比较分析可以得到数据，根据相关规章的规定，一般电能表准确度等级不应相差1.3～1.5倍。对于电压互感器、电流可通过对一次侧电流、电压来分析监测情况，再对一次、二次电压电流的比值进行分析，可以大致预估出结果。

3.2 防窃电分析

作为一种通信方式来说，采集系统是安全可靠的。其在反窃电工作中可以发挥极为重要的作用，搜集用户窃电的信息及证据，并将内容及时发给主站。

立足于大用户计量装置的角度来看，窃电方式总结起来可以概括为两种：（1）改变流经电能表的电流、电压值；（2）对电能计量装置进行破坏，使其丧失准确性。通过比对分析采集平台搜集的用户负荷异常曲线以及分析失流、失压的异常对电流和电压造成的影响，已经可以掌握其窃电依据。但根据目前已经发生窃电案例来看，对于反窃电工作，采集系统基本是被动的，即当现场出现窃电后，再到系统中找寻证据，这距离实现主动式的反窃电监控的目标还有较大差距。

本文通过分析提出两种方法：（1）对负荷曲线开展主动监控。用户出现窃电行为，其现场负荷往往会在窃电状态和正常用电状态之间来回切换。集抄系统平台可对负荷曲线进行绘制，使系统可以主动分析负荷曲线，如果负荷曲线出现突减或突增异常且长期运行的最小与最大负荷之间的差距超过50%，则该用户很可能出现窃电行为，应纳为重点监控对象范围；（2）防范有窃电前科的用户再次作案。可利用经传感器启动的摄像头或红外热像仪器，对已有过窃电前科的用户进行监视，当出现异常时，终端可将警报及现场设备采集的各类图像发送到主站，主站再对其进行重点监控。

3.3 功率因素分析

从电能表功能的定义来看，电能表内部会对每日的负荷数据进行冻结。在电能表的监测工作中，并没有深入研究探索电能表的存储功能，而对于多功能电能表而言，其表内存储的月末电量及符合数据的准确性将有可能对电费出账、线损管理等工作产生直接影响。在正常的用电情况下，普通用户的功率因数一般在0.9以上。用户的用电特性中如果带有感性或容性特征，功率因数根据相应的情况发生相应的变化。远程管理终端通过从计量装置处采集的电量数据进行分析，可以对相应的功率因数进行计算，从一定程度上可以反映出用户的用电特性，为判断用户用电是否出现异常提供依据。

4 对电能计量装置在线检测的建议

根据当前的基本国情，一次性建立完善的电力检测系统的条件尚不充分，还有很多地方需要改进，主要为三个方面：（1）提升系统的实时功能；（2）研究开发监测手段；（3）提高管理水平。

4.1 提升系统的实时功能

从客观角度出发，用电采集系统目前利用数据的程度不高。对于大量的报警信息，分析人员往往只能被动甄别，确认后再进行查询。要想对系统的实时分析能力进行提升，首先系统对报警信息进行统计、分析、归类，这样分析人员对数据进行有类别、有主次的排查，很大程度上可以使监测能力和工作效率得到提高。

4.2 研发新型监测手段

目前，国内许多电力公司都有自己对于现场监测的方法与管理技巧，对于同一监测内容也存在不一样的监测方法。国内各省市电力公司电能计量中心，可根据各自电网自身特点，从自身实际情况出发，具体问题具体分析，开发与自身情况相适应的现场监测手段。

4.3 完善现有类型终端功能

严格加强验收工作，做好消缺工作，提高在线率。这就是通常所说的“两头抓”，一是源头，一是现场。可尝试与无线通信方面的专业检验机构进行联合，严格对终端通信模块的验收程序进行把控，增加检测手段，对不合格的终端产品不予出厂。

5 结语

电能计量装置在线检测系统通过对电流互感器、电压表、电能表等数据进行检测，可以实现对电能的故障判断、自动校检、防窃电监测、记录分析等功能。有利于改善大用户集抄系统的故障检测困难、检测手段单一、管理水平落后等问题，为电量追补提供依据，极大地提升了计量装置的维护管理和监测能力。

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基金项目：本论文由南方电网公司《K-GZM2014-134电能计量装置状态检修技术研究》项目资助。

（责任编辑：黄银芳）