監(jiān)控電能計(jì)量裝置異常的新方法研究

摘 要：針對(duì)目前電能計(jì)量裝置異常監(jiān)控方法的不全面性、滯后性弊端，創(chuàng)新了一種新的監(jiān)控模式，在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，全面實(shí)現(xiàn)智能化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)圖形展示，極大的提高了異常發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確性，縮短了異常發(fā)現(xiàn)時(shí)間，降低了計(jì)量差錯(cuò)率，并詳細(xì)介紹了新系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，方案比選，該系統(tǒng)已在珠海供電局計(jì)量中心實(shí)施，效果顯著。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量裝置；實(shí)時(shí)監(jiān)控；六角圖；反竊電

引言

電能計(jì)量裝置由各種類型電能表，計(jì)量用電壓、電流互感器及其二次回路、電能計(jì)量柜（箱）等構(gòu)成[1]，由于偷竊電和工作疏忽所導(dǎo)致的電能表“錯(cuò)誤接線”，將導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)甚至燒毀計(jì)量裝置，給供電企業(yè)造成許多不必要的損失。傳統(tǒng)的異常監(jiān)控方法過于依賴人的主觀判斷以及大量人力的投入，無法做到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控用戶計(jì)量裝置的負(fù)荷情況，所以，如何避免發(fā)生錯(cuò)誤接線，快速準(zhǔn)確判斷錯(cuò)誤接線成為我計(jì)量中心亟待解決的一個(gè)重要的課題，而我們研發(fā)的計(jì)量裝置“六角圖”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就提供了一個(gè)可視化的展現(xiàn)平臺(tái)。

在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，增添對(duì)計(jì)量裝置各相位角的采集，并通過解析、計(jì)算和分析等步驟，將用戶表計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)接線情況通過六角圖的形式間接展現(xiàn)出來，并配合異常判斷程序，做出異常判斷，達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)視目的，下面介紹該系統(tǒng)的研發(fā)過程、操作流程、以及珠海供電局的實(shí)際應(yīng)用情況。

1 計(jì)量裝置異常監(jiān)控方案篩選

隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的革新，偷竊電的方式方法越來越“高科技”，我們計(jì)量裝置異常監(jiān)控的方法也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)。

方案1：線損監(jiān)測(cè)法

通過計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控線損波動(dòng)較大的線路發(fā)現(xiàn)異常，派工作人員對(duì)線路下的用戶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)逐戶排查，確認(rèn)并處理計(jì)量裝置異常的用戶，該方案不能做到實(shí)時(shí)的監(jiān)控，且僅對(duì)負(fù)荷大的“錯(cuò)誤接線”做出正確的異常判斷。

方案2：電壓電流巡查法

運(yùn)用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)篩選功能，對(duì)所有專變用戶電壓、電流進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)電壓、電流異常用戶，現(xiàn)場(chǎng)逐戶排查，確認(rèn)并處理計(jì)量裝置異常的用戶，該方案僅對(duì)電壓、電流異常的“錯(cuò)誤接線”做出正確的異常判斷。

方案3：“六角圖”監(jiān)測(cè)法

利用“六角圖”原理，根據(jù)用戶計(jì)量裝置的相位角數(shù)據(jù)，在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中生成“六角圖”，通過圖形判斷用戶接線是否存在異常[2-3]，確認(rèn)并處理計(jì)量裝置異常的用戶，該方案能對(duì)所有類型的“錯(cuò)誤接線”做出正確的異常判斷，但是需要開發(fā)資金。

經(jīng)過分析后選擇方案3，即在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控能力的“六角圖”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

2 計(jì)量裝置“六角圖”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)功能需求

計(jì)量裝置“六角圖”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能，是實(shí)現(xiàn)如下“四項(xiàng)”功能的智能化和自動(dòng)化[4-5]。

數(shù)據(jù)自動(dòng)采集?？焖贉?zhǔn)確的上傳用戶計(jì)量裝置實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)。

相位角數(shù)據(jù)異常自動(dòng)分析。通過預(yù)先定義好的相位角數(shù)據(jù)判斷規(guī)則，系統(tǒng)自動(dòng)、實(shí)時(shí)的對(duì)相位角數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，并得出準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

六角圖圖形化報(bào)警監(jiān)控。系統(tǒng)自動(dòng)分析出相位角異常的數(shù)據(jù)后，對(duì)于異常的數(shù)據(jù)自動(dòng)產(chǎn)生六角圖監(jiān)控報(bào)警信息，并實(shí)現(xiàn)界面化查詢、分析和處理。

相位角數(shù)據(jù)反推。對(duì)于不能直接采集到相位角數(shù)據(jù)的計(jì)量點(diǎn)，通過合理的公式，利用已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)反推相位角，從而實(shí)現(xiàn)六角圖監(jiān)控點(diǎn)全面覆蓋。

2.2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)分為硬件部分和軟件設(shè)計(jì)部分，由于珠海供電局計(jì)量中心在2005年建設(shè)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，專變用戶覆蓋率達(dá)到了100%，所以新系統(tǒng)的硬件平臺(tái)完全基于計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控作用，軟件方面我們還需要解決三個(gè)關(guān)鍵因素：數(shù)據(jù)采集、圖形生成[6]、異常判斷。

2.2.1 第一個(gè)關(guān)鍵因素解決方案

方案1：通過現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量終端采集電能表數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)直接來源于電能表，準(zhǔn)確率100%，且不需要更改主站設(shè)置，但是由于地方因素，珠海市有8%左右的電能表不具備相位角數(shù)據(jù)上傳功能。

方案2：直接采集現(xiàn)場(chǎng)終端自身計(jì)量數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是終端100%具備相位角上傳功能，但是現(xiàn)場(chǎng)終端的數(shù)據(jù)平均準(zhǔn)確率不能達(dá)到100%。

方案3：計(jì)量終端將電能表數(shù)據(jù)及自身數(shù)據(jù)同時(shí)提供。主、副數(shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)采集100%成功，唯一的不足是需要主站配置升級(jí)和更改設(shè)置[7-8]。

經(jīng)分析后選擇方案3，即電能表與終端數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2.2.2 第二個(gè)關(guān)鍵因素解決方案

方案1：用每15分鐘的負(fù)荷數(shù)據(jù)生成圖形。優(yōu)點(diǎn)是能夠全面的監(jiān)控用戶負(fù)荷情況，但是數(shù)據(jù)量大，占系統(tǒng)硬盤空間5～10%，需要定期備份數(shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)量。

方案2：將每日的負(fù)荷取平均值生成圖形。數(shù)據(jù)量將大為減少，但是在用戶負(fù)荷不穩(wěn)定，低負(fù)荷占較大比例時(shí)，平均值存在“六角圖”角度變化大的問題，不利于異常判斷，且不能做到100%監(jiān)控用戶負(fù)荷情況。

方案3：取每日用戶負(fù)荷的最大值生成圖形。同樣無法100%監(jiān)控用戶負(fù)荷情況，但是用戶出現(xiàn)接線異常，取極值進(jìn)行“六角圖”判斷不會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷小而導(dǎo)致的誤判[8-9]。

經(jīng)分析后選擇方案1，即取用戶每15分鐘的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形生成，雖然數(shù)據(jù)量大，但是能夠做到100%的全面監(jiān)控。

2.2.3 第三個(gè)關(guān)鍵因素解決方案

第三個(gè)關(guān)鍵因素也是新系統(tǒng)能否作出正確判斷的關(guān)鍵所在，通過大量實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)對(duì)比，將失壓、失流、極性反、相序錯(cuò)誤等各種可能的錯(cuò)誤接線情況進(jìn)行編程識(shí)別，我們將功率因素角？漬=70°作為判斷依據(jù)，并且可以隨時(shí)通過調(diào)整功率因素角？漬的大小進(jìn)行計(jì)量裝置異常的判斷[10-11]，雖然對(duì)于極端的案例無法做到100%的異常報(bào)警，但是1%左右的誤報(bào)率足以讓我們信服。

3 “六角圖”監(jiān)控系統(tǒng)使用介紹

新系統(tǒng)主要的兩個(gè)功能為定向召測(cè)（如圖2所示）和異常報(bào)警（如圖3所示），通過指定用戶的編號(hào)查詢，我們可以直接定向的查看可疑用戶計(jì)量裝置的六角圖情況，而異常報(bào)警功能會(huì)將所有異常數(shù)據(jù)的用戶進(jìn)行篩選、判斷，最后用“六角圖”的形式進(jìn)行用戶異常報(bào)警，所有異常報(bào)警功能均能智能化、自動(dòng)化的呈現(xiàn)，工作人員只需要每日查看異常報(bào)警頁(yè)面已確認(rèn)是否出現(xiàn)異常便可。

4 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

2012年6月9日某用戶負(fù)荷異常，用戶班到現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)用戶電能計(jì)量裝置正常，無功而返。2012年8月25日，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試運(yùn)行并出現(xiàn)該用戶報(bào)警，報(bào)警時(shí)間為凌晨3點(diǎn)，通過工區(qū)攝像頭取證，報(bào)警當(dāng)日確實(shí)有人進(jìn)入電房。工作人員要求開啟電能表檢查，經(jīng)檢查，表計(jì)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)可控制短路電阻，通過后臺(tái)遙控器隨時(shí)控制開關(guān)閉合達(dá)到竊電目的，根據(jù)調(diào)查用戶共計(jì)偷竊電5個(gè)月電量達(dá)到153585Kwh ，如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題后果不堪設(shè)想。

電能計(jì)量裝置“六角圖”監(jiān)控系統(tǒng)于2012年11月測(cè)試完畢，2013年1月正式投入使用，新系統(tǒng)投入使用之前，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)量中心對(duì)用戶計(jì)量裝置異常的發(fā)現(xiàn)平均時(shí)間為23天左右，而2012年全年追補(bǔ)電量29.7萬千瓦時(shí)，新系統(tǒng)的投入做到了實(shí)時(shí)在線的監(jiān)控，對(duì)任何異常情況都能做到1天左右的反應(yīng)時(shí)間，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年在新系統(tǒng)的幫助下，全年追補(bǔ)電量降低為8.7萬千瓦時(shí)。該新系統(tǒng)有效的節(jié)約了人力資源成本，降低了計(jì)量差錯(cuò)率，提升了異常發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)率，使珠海供電計(jì)量水平提升到一個(gè)全新的高度。

5 結(jié)束語

電能計(jì)量裝置“六角圖”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)借助計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，運(yùn)用基本的“六角圖”原理，通過相位角數(shù)據(jù)解析、分析、異常判斷，對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大加強(qiáng)了電能計(jì)量裝置的運(yùn)行監(jiān)控能力，為錯(cuò)誤接線及偷竊電行為導(dǎo)致的電能量追補(bǔ)工作提供了可靠有效的數(shù)據(jù)支持，極大地縮短了異常發(fā)現(xiàn)時(shí)間，提高了電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性、降低了電能計(jì)量裝置的差錯(cuò)率。

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作者簡(jiǎn)介：唐小川（1988-），男，籍貫重慶，大學(xué)本科，電力工程技術(shù)助理工程師，電能表校驗(yàn)工技師。本次發(fā)文內(nèi)容為珠海供電局計(jì)量中心在全省率先開創(chuàng)的“六角圖”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)概述。