電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

錢浩

[摘 ?要]在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提升了電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，為保證電能計(jì)量量值的準(zhǔn)確，本文首先闡述了電能計(jì)量裝置檢測(cè)的必要性與原理，并對(duì)電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]電能;計(jì)量裝置;在線監(jiān)測(cè);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0381-01

前言

電能計(jì)量是電力企業(yè)營(yíng)銷管理的重要內(nèi)容，為了確保計(jì)量數(shù)據(jù)的可靠性，電能計(jì)量裝置運(yùn)行必須可靠，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用值得重視。

一、電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)的必要性

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求也隨之持續(xù)增加，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。在此形勢(shì)下，電網(wǎng)一次二次設(shè)備數(shù)量大幅度增加，電網(wǎng)覆蓋面積逐步增大，供電量迅猛增長(zhǎng)，直接導(dǎo)致電網(wǎng)計(jì)量設(shè)備規(guī)模與計(jì)量管理人員數(shù)量不匹配，增加了計(jì)量管理人員的工作量。與此同時(shí)，隨著用電客戶經(jīng)濟(jì)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，用電客戶對(duì)電網(wǎng)計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性要求也在日益提高。所以，電力企業(yè)必須加快計(jì)量管理信息化建設(shè)，積極推行電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，促進(jìn)電力企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

二、電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)的基本原理

通道切換與數(shù)據(jù)采集模塊將來(lái)自電能表的電壓信號(hào)、電流信號(hào)和脈沖信號(hào)，以及PT端的電壓信號(hào)、CT端的電壓信號(hào)和CT二次回路電流信號(hào)采集到系統(tǒng)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表的誤差測(cè)試、PT二次回路壓降測(cè)試以及CT二次回路導(dǎo)納測(cè)試等基本功能。同時(shí)還能夠體現(xiàn)某一時(shí)刻計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)工況信息。內(nèi)部微處理器負(fù)責(zé)通道切換與運(yùn)算，并能將數(shù)據(jù)及時(shí)存儲(chǔ)。在線檢測(cè)系統(tǒng)是建立在將標(biāo)準(zhǔn)模塊轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)多路、多只電能表的誤差檢驗(yàn)，通過(guò)定期的數(shù)據(jù)回傳，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)主站的數(shù)據(jù)查詢并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程。而PT壓降的測(cè)試則是采用布線的原理，將PT端電壓和電能表端電壓采集到在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)里，人工測(cè)試方法不同的只是系統(tǒng)將臨時(shí)拖放的測(cè)試電纜以布線的形式固定下來(lái)，通過(guò)其內(nèi)部專用的電路模塊來(lái)完成電壓的測(cè)量和比較計(jì)算。同時(shí)電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的手動(dòng)檢測(cè)功能，在周期測(cè)試的基礎(chǔ)上，加入手動(dòng)測(cè)試，以達(dá)到實(shí)時(shí)測(cè)試。通過(guò)以太網(wǎng)的通信方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程功能，并能將數(shù)據(jù)保存在后臺(tái)監(jiān)測(cè)主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，處理和保存。

三、電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1.系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層

按一次設(shè)備對(duì)應(yīng)分布式配置多功能電能表，將其安裝在開(kāi)關(guān)柜回路內(nèi)，或集中安裝在電能表測(cè)控屏內(nèi)，用于實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳輸?shù)诫娔懿杉K端。各個(gè)計(jì)量點(diǎn)的電能量信息均是采集終端的采集對(duì)象，在信息采集完成后由電能量采集終端綜合管理各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

1.2 通信網(wǎng)絡(luò)層

該層是主站層與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層的連接層，主要負(fù)責(zé)上下兩層之間的通信連接、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議轉(zhuǎn)換和命令交換，確保大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠在匯集后高速傳輸，提高主站層獲取監(jiān)測(cè)信息的全面性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

1.3 主站層

該層主要由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、WEB應(yīng)用服務(wù)器、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、外圍輔助設(shè)備等部分構(gòu)成，是電能計(jì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息收集與控制中心，既可通過(guò)GPS、PSTN、CDMA、以太網(wǎng)等遠(yuǎn)程通信信道采集和控制現(xiàn)場(chǎng)終端的信息，也可以對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。

2.系統(tǒng)主要設(shè)備

2.1 安裝位置及技術(shù)指標(biāo)

通常發(fā)電廠和變電站內(nèi)涉及諸多計(jì)量點(diǎn)，如網(wǎng)損、線損、關(guān)口等，為了確保在線監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，上述位置處都需要安裝電能表，其基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)要求。如果是關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的電能表，應(yīng)當(dāng)能夠設(shè)置4個(gè)費(fèi)率，每個(gè)時(shí)間段與一種費(fèi)率相對(duì)應(yīng)。安全防護(hù)功能可以采取三級(jí)密碼管理。電能表出廠后必須立即采取有效的防護(hù)措施，避免軟硬件校正電能表的誤差，電能表一旦出廠不可對(duì)其誤差進(jìn)行再次調(diào)整。

2.2 集中器應(yīng)用

在系統(tǒng)中，集中器主要負(fù)責(zé)電能信息的采集、數(shù)據(jù)傳輸與管理、轉(zhuǎn)發(fā)及下發(fā)控制命令。其應(yīng)當(dāng)具備如下功能：

（1）精度。電能量采集終端的高精度數(shù)據(jù)采集工作需要通過(guò)RS-485接口完成，并對(duì)帶時(shí)標(biāo)的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。可根據(jù)在線監(jiān)測(cè)需求設(shè)置信息采集周期，保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性達(dá)到100%，而后再向主站傳送信息。

（2）存儲(chǔ)。電能量采集終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量要超過(guò)64MB，并且擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)參數(shù)備份單元，備份單元的容量要超過(guò)256MB。備份單元可采用SD卡，一旦電能量采集終端出現(xiàn)故障，可以到現(xiàn)場(chǎng)插拔SD卡以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)。

（3）采集信息。及時(shí)采集窗口電量、分時(shí)電量、事件記錄、遙測(cè)量、遙信量數(shù)據(jù)等，按照預(yù)設(shè)的時(shí)間起點(diǎn)將指定內(nèi)容傳送到主站;也可傳遞失壓記錄、瞬時(shí)量、電壓合格率、電能表時(shí)鐘時(shí)間等數(shù)字量或模擬量。

（4）數(shù)據(jù)傳輸。至少要有一路RS485總線既可用于抄表，又可作為數(shù)據(jù)上傳通道。同時(shí)，還應(yīng)支持多種通信方式，如語(yǔ)音撥號(hào)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)等。

2.3 通信方式

系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)與變電站和發(fā)電廠的通信：①與變電站的通信。電能計(jì)量系統(tǒng)以電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)變電站采用專線Modem方式進(jìn)行通信。調(diào)制解調(diào)器可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，使用不同的手段傳送模擬信號(hào)，傳輸介質(zhì)可以選用射頻無(wú)線電、光纖或電話線等。專線Modem方式不需要經(jīng)過(guò)話音交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，而只需有標(biāo)準(zhǔn)四線接口就能夠提供可靠的通信通道。專線Modem方式不允許在同一時(shí)間內(nèi)并行多個(gè)數(shù)據(jù)，但是隨著電能數(shù)據(jù)量的增加，這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式必然會(huì)造成數(shù)據(jù)堵塞，所以必須對(duì)這種通信方式進(jìn)行優(yōu)化。②與發(fā)電廠的通信。由于國(guó)內(nèi)的各大發(fā)電廠普遍采用電力載波作為通信方式，其二四線通道分別被調(diào)度電話和自動(dòng)化占用，無(wú)法為系統(tǒng)提供通信通道，因而可采用撥號(hào)Modem的方法來(lái)解決通信問(wèn)題。

三、電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用的加強(qiáng)

1.電能計(jì)量裝置改造

加快電能計(jì)量裝置改造進(jìn)度，做到事前有計(jì)劃，改前有標(biāo)準(zhǔn)，改中有檢查，改后有驗(yàn)收，確保計(jì)量改造質(zhì)量。對(duì)互感器、電能表的精度等級(jí)、二次回路導(dǎo)線截面不滿足要求用戶進(jìn)行改造，要選用高動(dòng)熱穩(wěn)定、寬量限的s級(jí)互感器和寬負(fù)載的S級(jí)電能表表，保證小負(fù)荷條件下的計(jì)量準(zhǔn)確性;合理選用TA變比，確保用戶正常負(fù)荷時(shí)TA一次電流應(yīng)達(dá)TA一次額定電流的1/3及以上運(yùn)行，換大TV二次回路導(dǎo)線截面，縮短二次導(dǎo)線長(zhǎng)度以減少二次壓降引入誤差對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響。對(duì)新建、擴(kuò)建、改造的電能計(jì)量裝置，嚴(yán)格把住設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)和進(jìn)貨關(guān)。

2.計(jì)量點(diǎn)的問(wèn)題解決

為了杜絕用戶計(jì)量點(diǎn)大馬拉小車現(xiàn)象，采取了相應(yīng)的解決辦法：一是新裝增裝用戶投運(yùn)前進(jìn)行全面檢查。二是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查對(duì)于變比不符合生產(chǎn)實(shí)際的，在最短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整好。三是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查及時(shí)解決用戶提出的用電問(wèn)題。四是安裝高精度的電能表，確保規(guī)程規(guī)定的允許誤差。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著電力技術(shù)及電網(wǎng)智能化的發(fā)展，電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提高了電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，電力企業(yè)要重視這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。

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