电力计量设备多元质量评估方法及应用

梁 捷

(广西电网有限责任公司计量中心点星工作室,南宁 530023)

随着电力计量设备的广泛应用和设备招标采购管理的规范化发展,电能表等计量自动化终端设备在电网安装使用的数量和类型逐步增多[1],为保证设备的供货质量,设备招标采购时需要结合供货商历年设备质量,售后服务等多方面的内容对电力计量设备的质量进行定量评估。因此建立一套科学、完整的设备质量评估体系,为电网公司的设备质量评估和物资采购提供科学的决策依据是必要的。

现有研究提出的电力计量设备质量评估方法大多仅针对历年运行故障率或运行质量事故[2],考虑面较窄。在影响因素分析和评估方法方面仍存在问题,包括:评估因素不够全面、定量评估方法较粗糙以及输入数据不易获取等。对此,针对电力企业计量设备的应用需求,本文结合电力计量物资运行管理的实践经验,综合全面考虑评估因素的使用性,构建合理的评估指标体系,设计了一种可操作性较强的多元质量评估方法,并通过实际案例对其可行性进行验证。

1 多元质量评估方法

广西电网公司在电力设备到货后会对其进行验收和抽样检验,并由设备供应商对使用人员进行培训,设备安装到现场后,若发生质量问题,需由品控技术中心组织相关供应商协助进行问题排查和缺陷消除工作,上述过程均留有检测或处理记录。为充分考虑影响设备质量的多元因素和利用已有业务数据,基于上述业务过程搭建电力计量设备质量评估方法,其指标如图1所示,该方法的评价内容涵盖运行质量评估AY、供货质量评估AG、技术服务评价AF 3个方面,由7个评价计算指标构成。

质量评估综合评分AZ 的表达式如下:

1.1 运行质量评估

运行质量评估包括对设备运行故障率和运行故障质量事件的评估。

1.1.1 运行故障评估

电能表和计量自动化终端的运行故障主要包括显示屏黑屏、缺笔画、显示不清,误差超差、停走、飞走,红外、RS-485、载波通信异常,外观损坏,老化,时钟异常等[3]。计量互感器运行故障主要包括二次侧开路,工作时过热,线圈螺丝松动,匝间短路,内部异响或放电等[4]。

设备运行故障以年运行故障率指标g 的方式通过分时段统计的方法进行定量评估。g 以投运时间段、同一厂家、同一类设备进行划分,对各时段年运行故障率进行加权计算,如下

式中:g1为该类别计量设备投运时间小于1 a 的故障率;g2为该类别计量设备投运时间大于1 a 且小于3年的故障率;g3为该类别计量设备投运时间大于3年且小于10年的故障率;Q1～Q3为相应的权重,若该时间段内无运行设备则权重为零。

年运行故障率为gm的供应商m 的运行故障评估得分AYm按照式(3)得到

式中:KY 为运行故障满分值;FY 为故障率门限值,表示若某供应商的年运行故障率大于等于FY(%),则该供应商的评估得分为零分。若故障率小于FY,则根据该公式映射得到一个定量的评估得分,故障率越低,得分越高。Mw为无该类设备的供应商集合;M 为有该类设备的供应商集合,AYm为同品类其他有该类设备的供应商m'的年运行故障率评估得分。

1.1.2 质量事件评估

质量事件是指计量设备在现场运行的平均无故障工作时间范围内出现的对电网公司正常经营管理活动和生产秩序造成不良影响的质量问题或批量质量事故。质量事件按照影响程度高低分为重大质量事件和一般质量事件,并跟据扣分指标进行评估。

为了及时发现故障隐患,查找缺陷原因,计量中心、各供电局负责常态化开展电能表、计量自动化终端、计量用互感器质量跟踪,对所发现的设备质量事件的信息进行收集,并采取有效措施严防批量运行故障发生。

根据广西电网有限责任公司计量设备质量评价工作要求,质量评估每年评价一次,发生运行故障质量事件时,重大质量事件和一般质量事件每次分别扣β1,β2分。质量事件判定依据见表1。

表1中,NT 表示发生同一故障现象的计量设备的数量,h 表示同一故障现象造成的设备更换率,r 表示软件批量升级次数。这些数据均可通过物资或电力营销信息系统直接获取或通过运维记录统计得到,可操作性较强。

发生设备批量故障或质量事件时,各供电局计量中心将搜集运行设备故障信息以及相关佐证资料,上报市场部,并将故障设备送至计量中心进行检测,计量中心对故障设备进行全性能质量分析及故障鉴定,编制质量事件分析报告并提出处理建议。市场部对质量事件信息进行审核后,报送物资部,并将运行故障质量事件的处理结果作为每年对供应商进行运行质量评分的依据。

表1 广西电网公司计量设备质量事件判定依据

1.2 供货质量评估

供货质量评估主要根据各供电局开展电能表、计量自动化终端、计量用互感器的到货验收和首次检定时记录的检测或检定结果、不合格项以及首次检定合格率进行评估。

电网公司计量中心负责开展计量设备的到货抽检工作,抽检对象主要包括电能表、计量自动化终端、计量用互感器。根据南方电网计量设备系列技术规范[5]划分到货抽检项目的不合格类别,当出现A 类检测项目不合格,或计量设备关键元器件规格性能低于供货合同中的备案元器件清单时,扣γ1分/批;出现有B 类检测项目不合格,或电能表关键元器件规格性能不低于备案清单但型号厂家不一致时,扣γ2分/批;出现有C 类检测项目不合格时,扣γ3分/批。

各供电局负责开展供货计量设备的首次检定,计量设备首次检定合格率不为100%时,按检定合格率的大小梯度扣分γ4。合格率越低,γ4的值越大,但不超过首次检定分值上限。

则供货质量分AG 为

式中:γ1～γ3分别为南方电网计量设备质量评价系列标准中定义的A 类、B类、C类检测项目不合格类型对应的扣分值;γ4是各供电局根据该供应商在统计时段内的首次检定合格率作为依据的评价得分。

1.3 技术服务评价

技术服务评价主要根据各供电局对设备供应商在设备故障原因分析、现场联调、软件升级、故障设备处理、人员培训等方面的售后服务人员响应是否及时,以及业务处理能力的情况进行评价,通过扣分的方式进行评估。每发生一次供应商售后响应不及时、未进行设备使用培训或售后人员业务处理能力不足的情况,扣γ5分。则技术服务评价分AJ为

式中:NJ 为供应商上述扣分情况的发生次数。

2 实例验证

以广西电网有限责任公司某年的11个电能表供应商的产品质量统计数据为样本,以质量评估综合评分AZ 为考核目标,将所分析样本各指标的原始质量评估数据代入式(1)中计算出各样本的综合评分值,质量评估综合评分值越高,该样本的设备质量越优。

令β1=5、β2=3、γ1=3、γ2=2、γ3=1,γ4在 首次检定合格率为100%时为0,小于99.5%时值为5,其他情况值为2,γ5=1,Q1=0.3、Q2=0.4、Q3=0.2、Q4=0.1,可计算得到表2中的结果。

表2 电能表供应商质量评估结果

由表2可见,该案例中的前10个电能表供货商的运行质量AZ 值大部分处于90分及以上的预设范围内,结果基本满意。在各评价指标中,对于一些反映产品质量和性能情况的相关指标,例如到货验收和首次检定合格率相关的评分指标,其值越大越好,而不合格率、运行阶段故障率,售后服务响应不及时次数的指标则相反,其值越低越好。例如排名第一的供应商,他在最近10 a内运行故障计算结果为33分,该年未发生过运行质量事件,运行质量事件评分得15分,故运行质量评分为48分。同时,在营销系统查询到,该供货商在该年度的2个批次的电能表供货中未发现有检测项目不合格,故到货验收方面得20分。同时首次检定的合格率为99.9%,扣2分,首次检定方面得18分,故供货质量评分为38分。该供货商由于在广西安排有充足的售后运维人员,在几个主要的供货网区设有售后服务点,故其电能表在该年运维时均能及时响应售后问题,故技术服务评价分为10分。则综合评分为96分,结果达到预期值,在各供应商的评价结果中评价较优。

第11个厂家由于其在最近10 a内运行故障率评分的计算结果为33分,该年发生过一起一般质量事件,即在某网区供货的80多只电能表安装半年后出现液晶屏黑屏现象,扣3分,运行质量事件评分得12分,故运行质量评分为45分。同时,在营销系统查询到,该供货商在该年度的2个批次的电能表供货中有1个批次在到货抽检时发现有1个B类检测项目不合格,即电能表动态功耗超差,扣2分,到货验收得18分。同时首次检定的合格率为99.9%,扣2分,首次检定得18分,故供货质量评分为36分。该供货商由于在广西安排的运维人员不足,同时没有固定的售后服务点,故电能表在该年运维时发生3次售后响应不及时的情况,影响了故障处理,被供电局投诉,扣3分,故技术服务评价分为7分。则综合评分为88分,结果未达到预期值,在各供应商的评价结果中评价较差。

3 结束语

本文提出的电力计量设备质量的多元评估方法能结合电网公司业务应用需求,充分利用设备到货抽检和运行故障处理等业务环节的信息系统数据资源,在综合考虑运行质量、供货质量、技术服务要求的基础上进行评价指标和评价方法的构建。分析表明,该评价方法能从生产环节角度更为全面而客观地反映电力计量设备的质量优劣情况,对相关性数据的量化处理是可行的,相关评价结果可在物资采购时提供有效指导。

电力计量设备质量评估只能反映设备供应商的历史产品质量情况,如何结合电力营销和计量管理信息系统对计量设备质量进行更准确和高效的质量实时评估值得进一步研究。