電能計(jì)量裝置在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用探討

廣東電網(wǎng)公司廣州供電局計(jì)量中心 張文嘉

在建立在線檢測系統(tǒng)過程中，可以有效控制整個(gè)供電環(huán)境，包括在線數(shù)據(jù)下載、設(shè)計(jì)存儲以及測量其它供電參數(shù)等，為供電網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。電能計(jì)量裝置應(yīng)用在供電網(wǎng)絡(luò)中，充分發(fā)揮電能計(jì)量裝置的三種功能，分別為負(fù)載功能、互感功能以及二次接線功能。借助上述功能，可以對供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)與在線檢測系統(tǒng)建立協(xié)調(diào)關(guān)系，在線檢測系統(tǒng)會及時(shí)發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)中存在的問題，并將產(chǎn)生的問題生成電能運(yùn)行曲線，根據(jù)曲線判斷出供電系統(tǒng)中計(jì)量裝置發(fā)生的故障，以便實(shí)施有效的措施解決故障，使計(jì)量裝置正常運(yùn)行，從而獲得更加真實(shí)的電能計(jì)量數(shù)據(jù)。

1 原計(jì)量系統(tǒng)存在的問題

原計(jì)量系統(tǒng)存在的問題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，原計(jì)量系統(tǒng)按照周期進(jìn)行檢測，但是整個(gè)周期時(shí)間較長，未能及時(shí)獲取電能表在運(yùn)行中出現(xiàn)問題，包括接線錯(cuò)誤、電能誤差以及燒線等；第二，使用的電能計(jì)量裝置，經(jīng)常會出現(xiàn)失壓問題，造成供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，并且會出現(xiàn)嚴(yán)重的電能流失問題；第三，無法計(jì)量二次回路產(chǎn)生的電壓；第四，無法有效檢測二次回路出現(xiàn)的故障；第五，無法及時(shí)獲取被監(jiān)測運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的故障；第六，在復(fù)雜供電網(wǎng)絡(luò)中，無法對TA和TV等線路進(jìn)行深層次的檢測。

2 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測的必要性

電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測的必要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，滿足供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需求、滿足用戶的用電需求；第二，不斷提升電網(wǎng)建設(shè)水平，使電網(wǎng)中配置更多的電力設(shè)施，為用戶提供更加安全穩(wěn)定的電力能源；第三，為供電網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模發(fā)展奠定基礎(chǔ)，運(yùn)用電能計(jì)量裝置，可以快速獲取供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，減少人工操作產(chǎn)生的誤差，有助于實(shí)現(xiàn)智能化管理；第四，促進(jìn)供電企業(yè)不斷更新運(yùn)行體系，運(yùn)用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，提升檢測的準(zhǔn)確性；第五，促進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域快速發(fā)展。

3 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測的基本原理

在檢測系統(tǒng)運(yùn)行過程中，會重點(diǎn)檢測一下信息，一是電壓信息、二是電流信息、三是脈沖信號信息、四是PT端二次回路信息、五是通道切換信息、六是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊信息。通過檢測上述信息，電能計(jì)量裝置在運(yùn)行過程中，會集中測試供電系統(tǒng)的以下功能，包括二次回路降壓功能、導(dǎo)納功能以及誤差測試功能等。在電能計(jì)量裝置運(yùn)行過程中，充分發(fā)揮上述功能，實(shí)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)測，在監(jiān)測中獲取更多的供電數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入至檢測系統(tǒng)中，檢測系統(tǒng)負(fù)責(zé)存儲、分析、歸類以及輸出等工作，通過存儲、分析、歸類以及輸出，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能在多路轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的誤差，并反饋至電能計(jì)量裝置，電能計(jì)量裝置會按照檢測系統(tǒng)要求，深入分析引發(fā)誤差的原因，以便根據(jù)原因進(jìn)行有效的處理。

運(yùn)用電能計(jì)量裝置在線檢測過程中，以PT壓降測試為例，采用布線原理實(shí)現(xiàn)電壓表和電能表的連接，在連接中進(jìn)行在線同步檢測。與人工檢測方式相比，在線同步檢測會根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整布線方式，在調(diào)整布線方式過程中，可以快速獲取實(shí)施的數(shù)據(jù)，并對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，通過對比真實(shí)掌握供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行情況。在電能計(jì)量裝置實(shí)際運(yùn)行期間，在線檢測系統(tǒng)會通過以太網(wǎng)的方式，向所檢測的區(qū)域建立通信關(guān)系，在通信狀態(tài)下進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，既能將獲取的信息保存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，還能在保存中對信息分類。

4 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)構(gòu)成

在供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，會在網(wǎng)絡(luò)中的不同區(qū)域內(nèi)設(shè)置計(jì)量點(diǎn)，通過計(jì)量點(diǎn)檢測不同區(qū)域出現(xiàn)的損耗，包括網(wǎng)絡(luò)損耗、線路損耗以及關(guān)口損耗等，并且每個(gè)位置的損耗過程，均能進(jìn)行在線檢測。在每個(gè)區(qū)域設(shè)置計(jì)量點(diǎn)過程中，需要配置電能表，同時(shí)根據(jù)檢測要求運(yùn)用不同的技術(shù)，使每個(gè)計(jì)量點(diǎn)中的電能表獲取更加真實(shí)準(zhǔn)確的電能信心。以檢測關(guān)口損耗為例，在關(guān)口位置的計(jì)量點(diǎn)中，配置的電能表可以具備四個(gè)費(fèi)率的檢測功能，工作人員在獲取費(fèi)率信息時(shí)，需要經(jīng)過三級密碼管理以及安全防護(hù)功能，在減少對電能信息影響時(shí)，避免電能信息出現(xiàn)更多的誤差，還能使電能計(jì)量檢測過程簡單化。

4.2 系統(tǒng)主要設(shè)備

供電企業(yè)建立在線檢測系統(tǒng)過程中，系統(tǒng)中配置的電能計(jì)量裝置，其中集中器是重要的組成部分，主要用于采集供電網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的電能信息，將采集的信息進(jìn)行分類集中，通過管理指令和控制指令，有效調(diào)整供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。在檢測系統(tǒng)中配置電能計(jì)量裝置時(shí)，具備檢測電能信息功能的同時(shí)，還應(yīng)具備以下功能：第一，精度功能。在電能計(jì)量裝置采集信息過程中，使用RS-485接口，將計(jì)量裝置與供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，在連接過程中獲取實(shí)時(shí)的電能信息。此外在獲取信息過程中，應(yīng)提前設(shè)置信息的參考標(biāo)準(zhǔn)，將獲取的信息與參考的信息進(jìn)行對比，避免獲取的信息出現(xiàn)問題，從而影響信息的準(zhǔn)確性，有效提升信息獲取的精度；第二，存儲功能。使用點(diǎn)能計(jì)量裝置獲取信息時(shí)，需要將獲取的信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫最小容量應(yīng)設(shè)置為64MB，如果采用獨(dú)立數(shù)據(jù)庫，或者使用備份數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫最小容量為256MB。一旦電能計(jì)量裝置出現(xiàn)問題無法正常運(yùn)行，在線檢測系統(tǒng)會使用備份數(shù)據(jù)庫，用于存儲電能信息；第三，信息采集功能。在進(jìn)行實(shí)時(shí)采集信息過程中，電能計(jì)量裝置會設(shè)置采集窗口，采集窗口中會設(shè)有分類，分別為電量類別、遙測量類別以及分時(shí)電量類別。供電系統(tǒng)會按照設(shè)定的時(shí)間，向電能計(jì)量裝置下達(dá)信息采集命令，此時(shí)電能計(jì)量裝置會采集以下信息，一是失壓信息、二是電壓合格率信息、三是電能表信息、四是模擬量信息；第四，傳輸數(shù)據(jù)功能。在供電網(wǎng)絡(luò)中，配置電能計(jì)量裝置時(shí)，要求在連接線路中使用RS-485接口，通過接口可以連接電能表，并為傳輸數(shù)據(jù)提供通道，利用通道的多種功能，實(shí)現(xiàn)語音撥號和網(wǎng)絡(luò)通信；第五，電能計(jì)量裝置通信功能。電能計(jì)量裝置具有通信功能，主要用于變電站通信和發(fā)電廠通信。在變電站通信過程中，供電網(wǎng)絡(luò)建立電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)會設(shè)置許多裝置，一是人機(jī)接口裝置、二是串行通信接口裝置、三是數(shù)字信號處理裝置、四是串行通信總線裝置。在發(fā)電廠通信過程中，我國主要采用電力載波通信方式，在供電網(wǎng)絡(luò)中建立二四通道，為防止調(diào)度電話等通信方式占用通道，在通道中運(yùn)用IEC61850-8-1通信模式，及時(shí)調(diào)整通信方式，有效滿足發(fā)電廠的通信需求。

4.3 電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測應(yīng)用的加強(qiáng)

電能計(jì)量裝置應(yīng)用在在線檢測系統(tǒng)中，會進(jìn)一步增強(qiáng)電能計(jì)量裝置的應(yīng)用能力，具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需求，及時(shí)調(diào)整電能計(jì)量裝置。供電企業(yè)在檢測電能使用情況時(shí)，為提升檢測質(zhì)量，減少誤差，需要設(shè)定電能計(jì)量裝置調(diào)整計(jì)劃，在計(jì)劃中明確調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，完成調(diào)整后進(jìn)行驗(yàn)收，保證電能計(jì)量裝置的計(jì)量精度滿足在線檢測要求。此外在調(diào)整中，可以更換原有的電能計(jì)量裝置，使用S級電能表和S級互感器，建立測量能力更高的電能計(jì)量體系，如果供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的負(fù)荷超過承受范圍，S級互感器在發(fā)出預(yù)警信息的同時(shí)，S級電能表降低供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的點(diǎn)流量；第二，有效解決計(jì)量點(diǎn)存在的問題。在計(jì)量點(diǎn)經(jīng)常會出現(xiàn)計(jì)量誤差問題，減少計(jì)量誤差、提升計(jì)量精度，在供電網(wǎng)絡(luò)中配置電能計(jì)量裝置時(shí)，一方面應(yīng)根據(jù)用戶的使用需求，深入檢測電能計(jì)量裝置的性能，避免出現(xiàn)性能不匹配情況，另一方面使檢測變比適應(yīng)實(shí)際使用要求。此外在用戶使用電能過程中出現(xiàn)問題，電能計(jì)量裝置應(yīng)向供電企業(yè)反饋信息的過程中，將電能計(jì)量裝置存在的問題展示給控制終端，控制終端會及時(shí)做出反應(yīng)，包括更換更高精度的電能計(jì)量裝置，或者配置其它檢測裝置以及運(yùn)用檢測技術(shù)等，解決用戶遇到的問題，并且減少數(shù)據(jù)誤差。

5 在線監(jiān)測系統(tǒng)終端軟件的功能

5.1 功能

在供電網(wǎng)絡(luò)中建立在線檢測系統(tǒng)，使用的終端軟件應(yīng)具備以下功能：第一，同步數(shù)據(jù)功能。電能計(jì)量裝置在供電網(wǎng)絡(luò)獲取的信息，通過終端軟件下載至數(shù)據(jù)庫中，保證數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有同步特點(diǎn)；第二，終端軟件將系統(tǒng)主機(jī)與在線工作站相互連接，工作站進(jìn)行在線檢測工作時(shí)，只需操作軟件中的遠(yuǎn)程控制命令，可以使工作站對供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測；第三，終端軟件會對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分類內(nèi)容包括相限信息、無功等級信息、有功等級信息以及有功無功誤差信息等；第四，按照設(shè)定的測試計(jì)劃，工作站會根據(jù)計(jì)劃內(nèi)容開展工作，無需人工操作即可對信息進(jìn)行記錄、存儲以及校驗(yàn)等；第五，在終端軟件中，會向工作人員提供數(shù)據(jù)管理功能，一是查找功能、二是增加功能、三是修改功能、四是刪除功能、五是打印功能，如果數(shù)據(jù)量不斷增加，會增加校驗(yàn)功能，使數(shù)據(jù)管理工作效率不斷提升。

5.2 系統(tǒng)菜單

（1）基本誤差實(shí)驗(yàn)

在基本誤差實(shí)驗(yàn)過程中，會重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)線路中以下數(shù)據(jù)，一是電壓數(shù)據(jù)、二是電路數(shù)據(jù)、三是頻率數(shù)據(jù)、四是相位數(shù)據(jù)、五是功率數(shù)據(jù)。在對電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差實(shí)驗(yàn)過程中，會在電路中設(shè)置三相三線電壓，三相三線電壓的夾角在0-360°范圍內(nèi)，功率設(shè)定在1.0C～1.0L范圍內(nèi)，在誤差實(shí)驗(yàn)期間，如果出現(xiàn)無功情況，并且三線中產(chǎn)生的功率大于零，線路中的電壓落后于電流，此時(shí)產(chǎn)生的誤差為無功誤差，需要調(diào)整線路的啟動時(shí)間，并且將電壓和電流的幅度控制在合理的范圍內(nèi)。

（2）諧波分析

在諧波分析過程中，如果操作鎖定鍵，誤差向量圖不會發(fā)生較大的變化，并且波形圖的縱坐標(biāo)控制在正負(fù)1之間，可以快速分析出不同諧波在通道中產(chǎn)生的含量。

（3）電量讀取

在電量讀取過程中，使用RS-485接口連接現(xiàn)場電能表，將電能表中的數(shù)據(jù)傳輸至在線檢測系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)只需花費(fèi)一分鐘的時(shí)間，會將獲取的信息回傳至用戶，方便用戶實(shí)時(shí)獲取電量信息。通過操作系統(tǒng)菜單，按照通信規(guī)約，會展示電能信息中參數(shù)，避免計(jì)量的數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)存在誤差。

結(jié)語：綜上所述，將電能計(jì)量裝置應(yīng)用在在線檢測系統(tǒng)中，應(yīng)不斷加強(qiáng)電能計(jì)量裝置在在線檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)遵循電能計(jì)量裝置在在線檢測系統(tǒng)的基本原理，提升電能計(jì)量裝置在線計(jì)量精度，減少產(chǎn)生的誤差，避免出現(xiàn)電能浪費(fèi)的情況。