远程采集电能计量数据

摘要：为更好地高效地发挥远程采集监控功能，研究远程采集计量数据，有效地控制电能计量装置故障，起到降损 节能 的功效。该文针对大客户电能表接线特点，总结相应类型接线方式电能表的故障时其计量参数的特性，分析朝阳供电公司现有大客户远程采集数据中出现的相关故障类型，建立了一套远程采集计量故障类型判别模型。

关键词：数据采集；电能计量；远程

在完成消除隐患 工程 及实用化工作后，朝阳供电公司的大客户电量采集系统的规模将达到3000多台。采集电量比重由现在的70％有望上升到75％。这些大客户群体主宰了朝阳供电公司的售电量，如果只用于采集算费实在有些可惜。使之用于计量装置的故障监控，现仅限于表计失压报警，而且数据并不完善。缺乏一套完整的远程采集计量参数的监控系统，这在 北京电力公司 范围内也是空白，随着采集器的普及应用，亟待建立远程采集计量参数的监控系统，使之发挥全效。

1 电能计量装置的运行情况分析

电能计量装置故障和计量差错多种多样，主要有以下几方面：电能表、互感器失准或损坏，电压熔丝烧断，电能计量装置接线错误，电流回路短路，窃电行为引起的计量差错。

Y/y、V/v接线方式的电能计量装置配置，三相四线或三相三线制的有功及无功电能表，电压互感器、电流互感器及连接电能表与互感器的二次导线。由于电能表型号、种类较多，不同型号、种类的有功电能表所反映出的参数也不同。

1.1 三相高压多功能电能表一二次电压断相

现常用多功能电能表规格为：3×100V，3×1.5(6)A。重点分析三相三线高压多功能电能表错误接线时的读数。如果一次某相电压断，那么此相和B相电压读数为零，而一次B相电压断时，A、C相电压减半；如果二次A相电压断时，A相电压值减半，二次C相电压断时，C相电压值读数减到1/3，二次B相电压断时，A、C相电压读数分别减到2/3、1/3。

现常用多功能电能表规格为：3×100/1.732V，3×1.5(6)A。重点分析三相四线高压多功能电能表错误接线时的读数。如果一次某相电压断，那么此相电压读数为零；如果二次某相电压断压时，那么此相电压读数为零，而A相断时，其它两相电压读数减到一半，B、C相断压时，其它两相电压读数分别减到2/3、1/3。

对于电压互感器的运行，应注意其电压是否正常，故应定期测试电压，或加装断压计时装置，发现电压不正常断压时，其一是要分清电压互感器的接线是星形Y接线，或是开口三角形V接线；其二是一次熔丝断，还是二次熔丝断；其三是断那一相电压。在以上三方面都清楚后，才能进行计算更正系数，否则计算错误，造成少收或多收电费。

对于开口三角形V接线的电压互感器和星形Y接线的电压互感器两者之间有不同的地方，也有相同的地方。相同的地方是V接线的电压互感器断一、二次侧电压的更正系数和星形Y接线的电压互感器断二次侧电压的更正系数均是一样的。所以除了对星形Y接线的电压互感器断一次侧与二次侧电压不同外，还要区别是星形接线电压互感器断电压还是开口三角形V接线电压互感器断电压，以及是断A相、B相、C相等。规程规定电压互感器二次侧是不装设熔丝，所以星形Y接线的电压互感器断二次侧电压是不应该有的，但是电能表的电压线圈还是有可能断线的，因此在这种情况下就可以采用Y接线的电压互感器断二次侧电压的更正系数计算。

1.2 三相高压多功能电能表二次电流回路断线或短接

现常用多功能电能表规格为：3×100V，3×1.5(6)A，重点分析三相三线高压多功能电能表错误接线时的读数。

对于电流互感器运行，应注意其电流是否正常，应定期监测电流读数，通过读数的异常现象来判断是A相、B相、C相哪相电流回路断线或短接。判断A相或C相电流回路断线或短接故障是比较容易通过哪相电流为零来判断的，而B相电流回路断线或短接故障通过A相和C相电流减半是不容易判断的，需要借助其他分析方法，如 线损 分析法等等。发现不正常二次电流回路断线或短接故障时，只要知道哪相故障，再将相应功率因数记录，按照公式进行相应更正系数的计算。无论电流互感器是断线还是短接，显示的故障读数和更正系数都是一样的。

1.3 三相三线两元件有功电能计量装置的故障接线分析

现常用多功能电能表规格为：3×100V，3×1.5(6)A。重点分析三相三线高压多功能电能表（电流互感器和电压互感器均采用V/v接线方式）错误接线时的读数。

三相三线的高压电能计量装置故障接线种类按照电压、电流互感器故障进行分类，错接线类别数量达到上百种，关键是了解综合计量读数故障显示。对于电压互感器三个二次线电压中有一个为1.732U线，表明有一个或两个电压互感器二次绕组的极性反接，而1.732U线并没有出现在UCA上，表明电压互感器三根二次接线相互存在交叉或轮换；对于电流互感器二次回路三线接线时，其合用电流升为线电流的1.732倍，表明其中一个二次绕组接反，若三个电流值为线电流的1.732倍，可以判断有一相电流互感器二次绕组同名端反接。由于在三相三线V/V型接线方式下电流互感器与电压互感器接线错误的类型比较复杂，对于停转这种现象很容易与负荷停用混淆，因此最好结合线损分析，并结合采集线电压、线电流等参数来综合判断。

1.4 三相四线三元件有功电能计量装置的故障接线分析

现常用多功能电能表规格为：3×380/1.732（100/1.732）V，3×1.5(6)A，重点分析三相四线制多功能电能表错误接线时的读数显示。

三相四线的高低压电能计量装置接线形式分为5种类别，其中4种非正常计量需要更正计量，其具体接线方式数量上百种，关键是了解综合计量读数故障显示。三相元件中的有单纯停止计量和反接的情况，可以通过相应相电流为零和为负表示；而有一个元件电压电流同相的情况下，单纯两相电压电流不同相或是在此基础上电流互感器三相同时接反，这时电能表是停转的，但是对于停转这种现象很容易与负荷停用混淆，因此对于没有明显显示的类别只有结合线损分和现场核对负荷分析来综合判断。

2 远程采集电能表计量参数的监控分析

2.1 采集监控的大客户常用三相三线、三相四线接线方式

母表高供高量采用三相三线制、电流、电压互感器采用V/v接线方式，规格是3×100V，3×1.5(6)A；子表高供低量采用三相四线制接线方式，规格是3×220V，3×1.5(6)A。

采用三相四线制、电压、电流电压互感器采用Y/y接线方式，规格是3×57.7V，3×1.5(6)A；负载为容性。

2.2 采集监控的采集电流异常

当采集监控电能表的电流、电压读数值发生偏离，即可根据上述各种接线方式下的故障模型读数分析异常可能的原因，进而为现场检查提供可靠依据。同时采集除了可以监控各种接线方式下的故障异常外，还可以监控电能表本身的质量问题，例如在我公司的电能表异常数据中有部分是属于电能表本身显示问题和抄表规约待更新等问题。

三相三线制，在C相电流不为零（而且有的电流超出正常范围）的情况下A相电流为零属于异常，经现场核查后发现，有些表计现场显示正常的，需要采集更新版本。

2.3 采集监控的电能表采集电流异常

按照三相高压多功能电能表二次电流回路断线，其更正系数K为1.732cosj/(0.867cosj-0.5sinj)，在cosj=1.00情况下更正系数K应为2。这样通过采集数据既能监控故障类型，又能找出更正系数计算的依据。

3 应用远程采集计量数据，建立运行电能计量装置故障报警监控系统

3.1 保证采集数据准确性，创造良好采集数据应用平台

朝阳供电公司的大客户采集规模现已达到2100多台，其中只有一半的1000多台能够上报电能计量相应读数，还有一半由于属于原来GSM的通讯方式，容量小而上报费用高额，所以只能满足采集算费的表底上报的需求。通过对这些能够满足上报电能计量相应读数的1000多台非GSM通讯方式的采集器进行分析筛选，发现其中近200台上报数据失真，有的是由于采集器与电能表抄表规约不匹配造成的，可以通过更新采集器进行数据校正；而有的是电能计量装置显示问题，这也恰恰可以监督电能计量装置的运行质量。只有在确保上报数据真实性的基础上，进行电能计量装置故障分析才不会偏失，因此完善更新采集的电能计量读数上报，确保电能计量装置正常运行，采集数据准确上报是首要工作。

3.2 根据电能计量装置故障类型，建立故障报警的分析判据

通过对1000多台非GSM通讯方式的采集器进行分析筛选，除去近200台上报数据失真，还有800多台能够正常上报电能计量数，对这部分采集器上报的电能计量读数进行分析，不仅发现了一些失压断相故障，而且也对比发现了一些电流互感器已损坏等故障。

由于损失压断相故障是多功能电能表的一项功能，一般不易漏报此类故障，除非不具备采集或不具备上报条件的。而现在电流异常的电能表不具备报警功能，因此易漏报，而且又与上报的失真数据混淆，更加大了判断故障的难度。因此建立电能计量装置故障监控，离不开真实可靠的采集数据支持和有效的分析判据。

依据各种不同接线方式下的故障参数判据：依据本文第一部分的不同接线方式下的不同相别故障和电能表相关规约，建立电压互感器一二次断相失压判据，建立电流互感器二次短路或者断线判据，建立电能表的进线、电压互感器及电流互感器错相和反接等故障的判据。

此项工作需要通过电能计量装置故障模拟测试设备检测分析得出可靠的判据。

3.3 通过故障报警的分析判据筛出采集异常电能计量装置，现场核查确认

此项工作可以分两个阶段进行，第一阶段是进行初步筛选问题户，现已完成1000多台的筛选工作，发现近200台采集数据失真，待全部核查更新后，再进行下一阶段核查，利用试验判据进行采集数据的筛选，再对问题户进行现场核实验证，通过反复验证得出可靠的电能计量装置故障分析判据，为监控系统建立打下坚实基础，同时做好更正电量的验证工作，强化监控系统分析故障和监控电量的功能。

3.4 通过确认建立分析模型，建立运行电能计量装置故障报警监控系统

电能计量装置故障监控系统的建立，应该具备简捷、清晰、功能完备的操作界面，同时在完善报警功能的基础上，建立电量更正参比系统，确保电量更正的可控性能。

4 采集报警监控系统的应用前景及拓展

目前北京电力公司范围内，对于电能计量故障的综合判断只应用在现场校验和技能培训方面，只能满足理论培训和滞后核查，不能使电能计量故障得到实时的监控，能使此项技术应用在采集监控领域是电能计量发展的必然趋势。

建立常态计量装置运行实时监控系统，既可以收到提高线损率和电费回收效果的经济效益，也可以收到树立优质服务形象等方面的社会效益。计量 管理 工作中在提高管控能力的同时也优化了计量专业工作。

由于目前远程采集的功能应用仅仅停留在采集算费和部分表计失压报警上，对于电能计量读数的拓展应用亟待完善。

综上所述，采集电能计量参数分析主要应用在监控电能计量装置本身质量、电能计量装置的电压电流互感器一二次回路短路或断线故障、以及电能计量装置的各相元件与二次回路接反错相等方面，监控影响电能计量准确计量的因素，及时核查纠正，使经济损失和社会影响降到最低。

计量读数分析监控系统的建立必将使远程采集电量能在可控范围内，根据 国家电网 公司采集安装要求是100kVA以上全电量采集。所以此监控系统的建立必将有更加宽广的应用前景，同时此系统的建立也可以应用于关口电量的监控，有利于母线不平衡问题的监控，便于及时解决计量差错关口问题等。也可以通过不断实践应用使完善的计量故障判别功能融入多功能电能表的 设计 中。

参考文献

[1]运行中电能计量装置错接线检测与分析/配电计量.中国电力出版社.

[2]DL/T 448-2000.电能计量装置技术管理规程.