1、1电能计量装置远程校验与监测系统及其应用探析摘要： 通过应用技术手段，实现对变电站电能计量装置的在线检测，不仅可以高效率、低成本、及时地获得变电站电能计量电能表的误差数据，而且能实现对电能表运行状态实时监控，极大提高了工作效率和管理效益。同时也保障了工作安全性，显著提高了电能计量装置的运行可靠性和准确性，保证了电量交易的公平、公正，具有重大的社会效益、经济效益和安全效益。 Abstract： By the application of technical means， online testing of substation power metering device is achieved，
2、 which not only gets the error data of Substation power metering energy meter， but also achieve real-time monitoring of the operating status of the energy meter， which greatly improve the efficiency and management effectiveness. Meanwhile， protect the job security， and significantly improve operatio
3、nal reliability and accuracy of the power measurement device， ensure the fair and impartial of the electricity trading， has significant social， economic and security benefits. 关键词： 电能计量装置；远程校验；在线监测 Key words： energy metering device；remote 2verification；online monitoring 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-
4、4311（2013）04-0201-03 1 电能计量装置远程校验与监测系统结构 1.1 主站软件系统 主站软件采用目前稳定可靠便于操作维护的 B/S模式设计，分站软件采用稳定可靠通讯效率高的 C/S 模式设计，主站与分站之间采用 TCP/IP 的网络通信，使整个系统的软件设计达到高起点、高标准，完全满足电力企业现代化信息管理的需求，如图 1 所示。主站主要分为两个功能模块：用户管理模块及通信模块，用户管理模块主要针对用户对电表、互感器基础信息进行管理，对主站操作员进行及操作记录进行管理查询及对数据库进行管理，对远程校表数据进行查询及误差分析而设计。主站与分站通过通信模块进行数据交换、数据接收
5、，达到远程控制检测系统的目的。接收和发送各种命令和数据使用安全可靠的 TCP/IP 协议，控制主站计算机与分站计算机通讯，通讯过程中，主要通过传送 Unicode 实现数据传送，保证数据安全。 1.2 分站软件系统 分站也称作检测屏，包括工控机、多通道现场标准电能表、控制单元，电压接入端子、电流接入端子、显示屏、键盘、鼠标、电源系统和电气保护控制系统等，如图 2 所示。 1.3 系统主要功能 以建设变电站电能表远程在线检测为基础构建支持平台，实现对变电站电能表在线检测和电能计量装置的动态实时监视，该系统应实现的功能包括：变电站电能表远程在线检测；变电站电能表动态数据采集功能；变电站电能表误差实
6、时预警功能；变电站3电能表谐波在线测量；变电站电能表误差趋势分析；二次回路及互感器运行状态分析功能；电能表校验记录相量图分析功能；实时通讯传输功能；电能表谐波频谱趋势分析；数据综合查询管理及报表功能；？?？?？?数据 WEB 共享功能。 2 电能计量装置远程校验与监测系统主要功能 2.1 采用系统方法在线监测 PT 二次压降 用系统的方法通过分析 PT二次压降对电能计量的影响判断电压回路是否存在异常，改变原来测试电势差和相位差为测试电能值改变量，实现对 PT 二次压降的监测。 2.1.1 原理图：如图 3 所示，U1 是原来电能计量装置中从电压互感器二次端子到电能表接线示意，U2 为新增的一套
7、从电压互感器二次端子到本系统接线示意。 2.1.2 数据处理：=-=（1+2+3+4+5）/5-（1+2+3+4+5）/5， 就是二次压降带来的误差改变量。 2.1.3 根据原始测量数据 U1、f1、1；U2、f2、2： 三相三线，由公式： r=+-tg（%） 可得：原始 r1 和 r2，即图 3 的原始误差值，由此可得：=（-r1）-（-r2） ，此 数据是经过优化后的，将系统原有误差清除，降低了系统原有误差。 三相四线，由公式： 4r=（fa+fb+fc）-0.0291（a+b+c）tg% 可得：原始 r1 和 r2，即图 3 的原始误差值，由此可得：=（-r1）-（-r2） ，此 数据是
8、经过优化后的，将系统原有误差清除，降低了系统原有误差。 2.2 在线监测 PT 运行状况 互感器的现场检验传统的方法就是用互感器校验装置到现场进行检验，检验互感器的角差和比差，尽管没有办法溯源，但是由于互感器检定时对电源要求不高，所以可以采用和实验室相同的设备和方法进行检验。在现场运行的电磁式互感器一般比较稳定，但是对于电容分压式电压互感器有必要对其进行有效监测。设计中采用以下办法监测电压互感器，如图 4 所示，变电站同一电压等级有 U0多条电压测量回路。 123同一时刻下采集 1，2，31，2 1，3 2，3比较1，2 1，3 2，31，2 1，3 2，3分析：U0 相同，123趋近于相等，
9、1，2 1，3 2，3趋近于 0；如果123模相比的误差大于1，2 1，3 2，3大于 ，则用计算机分类组合判断1，2，3分析出哪一路电压互感器出现异常。应用的关键是同时采集和采集精度，由于考核时使用平均有效电压值，所以可以采用时间段而不是时间点的办法消除部分因电压波动带来的影响。 2.3 PT 二次负荷测量 采集 PT 二次回路的工作电流，PT 二次电压，这两个信号进入子站测试设备，由测试设备进行运算即可得到电导和电5纳。再由电导、电纳及 PT 二次电压计算出其他参数。 二次导纳（Y）：COS=G/Y 二次功率因素（COS）：Y= 二次有功功率（P）：P=U2*G 二次无功功率（Q）：Q=U
10、2*B 二次视在功率（S）：S=U2*Y 如果电压互感器空载下的比值差 f0，相位差已测定，再测量它在额定负荷，cos时的比值差和相位差 e，也可以通过计算得到任意负载b 下的比值差 f 和相位差 。电压互感器误差检测电压段U1、U2、U3、U4 横向对比，变压器两侧电压纵向对比。 2.4 CT 二次负荷测量 采集 CT 二次回路的工作电流，采集 CT 二次电压，这两个信号进入测试设备，由测试设备进行运算即可得到电阻和电抗。再由电阻、电抗和二次电流计算出其他参数。 二次阻抗（Z）：Z= 二次功率因素（COS）：COS=R/Z 二次有功功率（P）：P=I2*R 二次无功功率（Q）：Q=I2*X
11、二次视在功率（S）：S=I2*Z 电流互感器误差监测在电压互感器监测正常的基础上，母线平衡考核监测电流互感器。 3 电能计量装置远程校验与监测系统的应用 3.1 系统的试运行及测试结论 2012 年达州电业局和电子科技大学共6同合作，开展了电能计量装置远程在线检测系统的研究应用工作，这个项目以面向生产和应用为主要目的。根据建设要求，2012 年 6 月，在达州电业局杨柳垭变电站安装了分站系统，杨柳垭变电站接入 23 块电能表，在达州电业局电能计量中心安装了一台主站服务器，并通过达州电业局局域网作为系统主站与分站进行数据传送的通讯方式。在变电站分站系统的工控机上安装了校表系统、电表抄收系统、二次
12、负荷检测系统、二次压降检测系统与远程传送系统软件；在计量中心主站系统的服务器上安装了远程监控软件系统，对分站发出指令，并对反馈信息进行分析处理。在系统调试完成并投入运行以来，系统稳定可靠，运行良好，目前已达到预期的要求。 3.2 系统的推广价值和意义 3.2.1 经济效益：有效降低周期检测成本，变电站每年的电能计量现场检测需要耗费大量的人力物力财力支持。通过使用变电站电能计量装置远方自动监测系统，可明显降低电能计量装置周期性检定和管理成本。按每条计量回路年校验、维护及抄表费用 2000 元计算，仅达州 1个变电站每年就可以节约维护费、抄表费将近 5 万元；减少和挽回潜在的电量损失，变电站电能计
13、量装置远方自动监测系统解决了现场电能计量装置的检试问题，可以实时监控计量装置的运行情况，对于出现的计量故障信息也能以最短的时间提示给计量管理人员，方便及时处理故障，挽回电量的损失。同时它还可以实现在线监测电网运行状况下的各个电力瞬时量，跟踪线路的负荷情况，实时监测了解电能表等计量装置的误差状况，为电力企业线损管理、母线电量不平衡率的分析计算、查7窃堵漏等提供了技术支持。最大程度上避免造成电量损失，从而确保公司的经济效益。 3.2.2 社会效益：提高了计量管理工作效率，近年来由于计量装置的损坏或人为操作错误造成变电站电能计量故障发生的频率越来越高，而且在进行电量追补时也存在很多困难，如对故障发生
14、的时间和故障期间的实际负荷缺乏有效可信的技术数据。采用该系统后，计量管理人员就可以及时发现计量装置的故障或误差超限，立即处理，提高了电能计量管理的工作效率，树立了良好的企业形象，大大提升了企业的竞争力，具有良好的社会效益；提升了计量技术管理水平，系统实现了人工检测到自动检测的转变，实现了电能计量装置误差检测的全面化，检测过程采用实时、在线自动式测量，并能实现电能计量装置整体综合误差的实时计算。同时该系统还可通过对互感器、电能表误差及二次回路状况的实时综合监测实现对电能计量装置的健康状况的评估，全面提升了计量技术管理水平。 4 结束语 电能计量装置远程校验与监测系统具有广阔的应用前景，可广泛的应
15、用于省、市、县及变电站运行中的电能计量装置的在线检测和自动化管理，本系统新型实用，功能强大，操作维护简便，有效的提高了工作效率，过去须要人工去变电站内检测二次计量回路中的电能计量装置。而现在采用了本系统后，可实现不到现场就能随时的检测，实时的掌握设备的运行情况，这就大大的降低了计量人员的劳动强度，减少了日常开支，节约了大量的时间，并且提高了计量装置的管理水平。希望今后8不断的对该产品进行改进和完善，随着该产品的广泛应用，为企业和社会创造更多的经济效益和社会效益。 参考文献： 1罗志坤，滕召胜，万全等.高压电能计量装置远程校验与监测系统及其应用J.电子测量技术，2007，30（2）：172-175. 2杨峻，贾楠，祁延寿等.电能计量装置远程校验监测系统在青海电网中的应用研究J.青海电力，2011，30（2）：28-32. 3杨如康.电能计量装置在线监测系统应用研究C.第三届（2008）全国电力营销技术与管理交流研讨会论文集，2008：857-861. 4刘文松，刘韶华.能计量远程校验与监测系统设计与应用C.中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会三届一次会议暨 2011 年学术交流会论文集，2011：1-6.
