浅析电能计量装置在线监测

梁青

摘要：电能计量装置的正常运行具有重要意义。文中通过对电能计量装置的操作和管理方法的研究，指出计量工作面临的问题，以及具体运行方法，以期为电能计量装置管理的发展做出贡献。

关键词：电能计量装置；在线监测

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：2095-6487 （2018） 01-0071-03

O 引言

電力计量是电力行业经济指标的重要基础，其重要作用不言而喻。随着加大对电力工业市场化深入改革，电力企业也随之重视自身的经济利益，并开始着重于关注电能计量装置异常问题。电能计量装置管理必须保证准确性电能价值的统一，但因为很多运行原因，使其操作出现误差，因此，本文从电能计量表的误差问题入手，进行具体分析。

1 电力计量装置管理工作的常见问题

目前，电力计量装置管理工作常出现下述几项问题。

1.1 计量装置维护管理工作量大

目前，电能计量设备的管理办法主要依靠专业设备定期检查，我国大部分的定期检查项目需要在停电的条件下进行。发达国家主要采用与源磁场对电能表校准设备进行现场检查，检查周期短于我国。如此广泛分布的计量装置需要计量人员全年工，任务重，时间紧迫，随着电网的发展，计量装置工作量和难度逐步增加[1]。

1.2故障未能及时发现与处理

目前，主要以周期检测法作为电能计量装置现场操作的方法，但该种方法检测周期较长，类似于接线错误等问题不能及时的发现并纠正，使得故障未能得到及时有效的处理。

1.3电能追补易起纠纷

人为操作也可能导致设备损坏，且近年来该情况发生率越来越高。因缺乏相应的有效技术手段，在电量追补上仍相对困难。

1.4资源浪费

运行电能计量装置采用抽样方法，统计不良率，并进行计量装置替代，因为过程中抽样存在风险，以及计量装置的测试和使用等一些意外因素，这种方法也比较耗费人力、财力等。

2 电能计量装置在线监测技术

电能计量装置在线监测范围主要包括3方面，第一即为我们常见的电能表，其他两方面分别为CT及其二次回路与PT及其二次回路。电能计量装置所发出的信号可通过监控装置作采集处理，同时还可进行相应的信号变化收购，转化为简易的数字信号，在经过一系列的处理后，可实现数据的存储及数据库管理。在出现相应的故障后，可及时反馈信号至监控装置中，最后通过远程通信主站系统，通知员工关注处理。

监测装置共由4个部分组成，首先需要配备现场监测装置及方便管理的通信网络，其次还需要配备主站管理中心与数据服务器对产生的数据作相应处理。图1中即为电能计量装置在线监测流程。

2.1 电能表误差在线监测

标准电能表可视作现场监测设备，其主要对电能表与标准电能表的转换作监控。其将电压与电流作相应的处理，使其具有“相同性”，后可对电能表的脉冲信号作观察，并直接与相关标准进行比对，监测当前电能表误差计算。因此，若仅使用一套系统进行多个计量装置的在线监测，需对计量测试设备信号进行相应的选择与切换，使其满足各方面的要求，而后实现对监测信号。就电度表而言，其主要信号包括电压、电流与脉冲信号，并在在线监测时进行切换处理。值得注意是，只有各个线路能够正常安全的运行，才能实现电能计量装置在线监测。

2.2

PT二次回路压降和二次回路负荷测量

2.2.1 PT二次回路压降测量

测差原理及现场数字化方法是PT=次压降测试的两种方法。所谓测差原理，其是通过高等级的电压互感器将PT侧电压隔离，这时会痛仪表测压形成测差回路，产生的压差信号会传送至校验仪，便会得到二次压降的比差与角差。在测试过程中，需要200m或以上的电缆进行信号引导，该种检测方法不仅具有稳定性，同时检测的精准度也相对更高，但会在一定程度上增加网站建设的工作负载。是现场测量压降发放的主要应用原理。

现场数字化方法主要流程如下：首先高精度电压互感器会对PT及仪表所测电压进行隔离处理，并对其进行现场数字处理，通过现场总线与控制终端对处理所得数据进行传输，最终由通监控机对所得数据进行进一步的分析。主要流程如图2。

与其他方案相比较，该方案的主要优势体现在无需在现场铺设电缆，可有效规避了传统放线带来的弊端[2]。

目前GPS技术不断发展并得到广泛应用，二次压降测量技术中同样可运用GPS同步技术，不仅可获得准确的测量结果，同时还可实现同时测量，保障同步。

2.2.2

PT二次负荷测量

所谓负荷特性，主要是指电压互感器的误差与二次负荷的关系，而负荷误差产生的来源为负荷电流在一次及二次线圈电阻和漏电抗上的电压降。若已经测得了电压互感器空载下的比值差f0与相位差δe，此时在对其额定负荷ZE进行测定，计算出cosΦ=1时的比值差和相位差δe，就可以通过计算得到任意负载Zb下的比值差f和相位差δ。CT二次负荷原理图如图3所示。

2.3 CT二次回路负荷监测和二次回路导纳监测

2.3.1 CT二次回路负荷监测

实现CT二次负荷的监测需要采集的信号有CT二次电流和CT二次端电压，监测原理图如图4所示。

电流信号监测需要采用的监测系统和电能表电路串联的方式，因为电流互感器在第二次循环的操作是不允许的在开路状态，所以不能使用多个继电器切换的方式。因此，电能计量装置在线监测系统采用穿心CT电流互感器二次电流采样。

2.3.2

CT二次回路导纳监测

CT二次回路导纳检测过程中，若其处于正常状态，那么导频导纳是基本保持不变的；但一旦出现问题，那么导频导纳值将出现明显的偏差。

不同的频率导纳方法是在电流互感器二次回路及其50赫兹信号短堆栈50 Hz的导频信号，从而实现CT二次电路及其导频导纳测量。异频导纳法测试原理如图5所示[3]。

导纳监控装置主要包括导频信号发生器和信号采样装置。监控质量的CT二次回路断开导纳，控制开关K断开，导纳测试设备串入到CT二次电路，然后通过导频信号发生器CT二次电路到1.6kHz的导频信号，再通过Z传感器采集信号，计算CT二次回路导频导纳值。

3 电能计量装置在线监测技术应用及发展

3 1综合监测系统

目前，对电能表、PT及其二次回路、CT及其二次回路的在线监测已经基本实现并得到有效运行，但关于电力系统谐波干扰的分析我国还有待深入研究。就目前而言，已有澳大利亚红相电力公司的“809系列计量装置远程校验监测系统”，郑州三足科技发展有限公司的“电能计量装置远程在线检测系统”。

3.2基于负荷管理的监测系统

电力方面的四个元素（电压、电流、功率因数和时间）作为起点，通过负载管理的数据挖掘，实现电能计量装置故障诊断。

3.3电能表监测系统

实现监测和分析电能表误差以及错误接线，目前，主要包括河南思达高科技股份有限公司的“ST8205电能计量装置远程检测系统”。

4 结束语

综上所述，对电能技能装置在线技术的研究，根据其误差出现的原因检测，可以实时掌握其运行情况，避免电能计量装置故障引起的功率损耗电力行业，最终确保电力行业的经济效益。

参考文献

[1] 鹿凯华，赵斌关口电能计量装置误差的实时监测[J].山东电力高等专科学校学报，2008（4）：23.

[2] 彭时雄交流电能（电功率）测量综合误差的测试计算及改进技术[M]北京：中国电力出版社，2008

[3] 罗志坤.高压电能计量装置远程校验与监测系统及其应用[J].电子测量技术，2007 （2）：58-61。