负控终端的电能表远程在线检测系统

负控终端的电能表远程在线检测系统

马磊

南方电网有限责任公司玉溪供电局 云南玉溪 653100

摘要:为提高电子式电能表的运维管理效率,构建了一种基于负控终端的电子式电能表远程在线检测系统?介绍了负控终端的升级改造及应用方案,同时提出了对电子式电能表在特定负荷下实施在线检测的机制?该系统利用负控终端与被检电子式电能表输出的电能脉冲进行电能计量结果的对比,试验结果表明,其可检测出电子式电能表的电能计量性能是否处于正常范围,具有较高的检测准确性??

关键词:电能表;远程检测;负荷控制终端;状态诊断

在智能电网建设大背景下,为确保电能计量的公平?公正和公开,需要建立高级量测体系,并对运行中的电子式电能表定期进行检测与维护?电子式电能表安装在负荷和关口处,涉及点多面广,且数量很大,为便于用电信息的自动采集,各种综合应用系统目前已得到普遍应用,然而,电子式电能表仍然以传统周期巡检的方式进行现场运维,致使电力公司运维人力难以应对?因此,需要研究电子式电能表远程在线检测技术,并尽快使其在电子式电能表在线检测与运维中得到应用?

1负控终端的升级改造及应用

按文中提出的电能表远程在线检测系统构建方案,负控终端要负责实现多个新的功能,它应与远程自动化检测主站通过以太网(或4G通信网络)实现连接,接收?处理来自远程自动化检测主站的指令;同时,其也应作为数据传输的枢纽,与被检电能表通过RS-485通信总线连接,可读取被检电能表输出的电能计量数据,并可将自身测得的输入至被检电能表的电压电流数据?自身状态数据以及读取到的被检电能表输出的电能计量数据等,都上传给远程自动化检测主站去计算?分析及处理?

负控终端的准确度达0.5S级,这就为基于它实施对被检常用电能表计量性能的比对性检测打下了良好的硬件基础?如此,为使负控终端增加功能,主要就是要升级它的软件?在这方面,为增加负控终端与被检电能表之间的时间同步功能,注意到负控终端的主控芯片本身就可读取时钟,因此,只要在负控终端软件中增加与被检电能表时间同步的控制代码,即可实现两者的时间同步?分析发现,要使负控终端增加脉冲读取功能,直接利用负控终端带有的脉冲输出和脉冲输入接口即可实现?而实现负控终端运行状态信息被读取并上传也不困难,因为负控终端的主控芯片就能读取存储器?时钟?外部电池?内部电池等的状态信息;且还可通过双向通信,测试并获知以太网通信接口(或无线通信模块)以及其他接口的状态信息?如此,只需在负控终端与远程自动化检测主站之间现有通信协议基础上,扩充相应的协议内容,同时,在负控终端软件中增加对自身状态读取和上传的控制代码等,即可实现负控终端自身状态信息的读取和上传?

按上述技术方案,将现有负控终端改造升级?增强功能后,就可构建电能表远程在线检测系统了?具体地,增强功能负控终端的电压?电流测量接口,可通过电缆连接电压互感器和电流互感器,以采集电网电压?电流信号?增强功能负控终端的计量芯片承担着电能计量功能,可对采集到的电压?电流信号进行模数转换,并完成电能计量运算?增强功能负控终端的通信接口,可通过RS-485总线与被检电能表连接并进行通信;与远程自动化检测主站之间,经以太网(或4G通信网络)连接?增强功能负控终端的主控芯片可控制各功能模块协调?合理地实现上述功能,从而满足电能表远程在线检测系统的应用需求?

2远程自动化检测主站软件功能及应用

按远程在线检测系统构建方案,远程自动化检测主站需安装电能表远程在线检测软件以及负控终端运行状态诊断软件等?因此,开发能实现电能表远程在线检测和故障诊断的应用软件,是构建本远程在线检测系统的主要任务之一?

2.1特定负荷检测机制

采用基于负控终端的电子式电能表远程在线检测系统,还可以检测电子式电能表在实际运行环境下,计量特定负荷消耗电能的性能是否正常?这里的特定负荷,一般指低功率或接近额定功率的情况,也可以根据供电企业关注的负荷情况进行设定?进行特定负荷下电能表计量性能的检测时,远程自动化检测主站先根据历史数据对负荷进行预测,如果预测结果符合希望检测的特定情况,则向负控终端下发指令,负控终端进入检测准备状态?

2.2电能表计量性能远程在线检测

对被检电能表的计量性能实施远程在线检测,增强功能负控终端与被检电能表首先要进行时间同步,之后,两者再同时分别进行电能计量?它们计量得到的电能脉冲,通过增强功能负控终端的脉冲输入接口传输给其主控芯片,再经由以太网(或4G通信网络)上传至远程自动化检测主站?远程自动化主站配置的电能表远程在线检测软件,将两者发来的电能脉冲进行分析比较和误差分析,从而实现对被检电能表计量性能的远程在线检测?再者,远程自动化主站基于被检电能表计量电能的大量历史数据对负荷进行预测,有助于实现接近额定功率或很小功率等特定负荷下对电能表的远程在线检测?为此,远程自动化检测主站首先要求增强功能负控终端测量电网当前电压?电流,测量结果上传至远程自动化检测主站后,由其判断目前负荷情况是否满足相应期望值,若不满足,则暂停正在实施的检测;如果满足,则远程自动化检测主站即要求增强功能的负控终端与被检电能表同时进行电能计量,并始终监测电网电流是否满足特定负荷要求?如果在整个检测过程中电网电流始终满足特定负荷期望值,就认定此次检测是有效的?在特定负荷下对电能表实施远程在线检测,其结果,能够更客观地反映被检电能表在实际工作环境下的计量性能?

2.3电能表计量回路故障分析

针对被检电能表计量回路可能存在的接线异常,本系统利用增强功能负控终端采集的电压?电流以及相角等数据信息进行接线故障真伪分析与判断?本文工作中开发?配置到远程自动化检测主站的电能表接线故障判断软件,能识别的接线故障主要有电流反极性?失压?失流?功率因数异常等?原有电能计量自动化系统中,对电流反极性?失压?失流等故障状态的判别,均采用的是单一阈值函数,即一旦超出阈值,即形成故障报警?然而,处于不同工作环境的不同电气设备和装置的故障阈值并不一样;且一些电气设备或装置正常运行时,偶尔也可能超出现有阈值,因此原有电能计量自动化系统的异常告警数量巨大?准确率很低?针对这些问题,在本系统电能表接线故障判断软件开发上,基于对历史大数据的挖掘和分析,并利用测得的多个相关电学量做综合判断,进而调整了相关阈值,修正了判断条件,增加了判别规则,结果,大大降低了电能表计量回路接线故障的误报率?

2.4增强功能负控终端运行状态诊断

在增强功能负控终端内,主控芯片可读取存储器?时钟?外部电池?内部电池等功能单元的状态信息;并可通过通信,测试获知以太网通信接口(或无线通信模块)及其他接口工作是否正常的信息?因此在增强功能负控终端自身相应功能的支持下,远程自动化检测主站可实现对增强功能负控终端工作状态的诊断,评估其运行特性是否稳定?可靠?

3结束语

提出一种基于负控终端的电子式电能表远程在线检测系统的构建方案?该系统采用已有的电能计量自动化系统,经过对负控终端的升级改造,实现对被检电子式电能表的远程在线检测;其具体实现上,无需另外增加计量装置,系统结构简单,与主站通信的数据量小,并且支持系统化的工作模式,可以明显节约检测系统的构建成本?

参考文献:

[1]林伟斌,陈垒,钱斌,等.电能表现场校验技术研发应用现状及其发展趋势(上)[J].电测与仪表,2016,53(12):1-6.

[2]闵涛,金午桥,余仲明.电能量计量系统接入方案及功能实施[J].电网技术,2003,27(8):59-63.

[3]刘翔宇,杨仁刚.基于GPRS的负控终端远程Web监控系统[J].电网技术,2006,30(3):76-79.