智能电能表运行误差在线分析技术的研究与应用

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

郭雪远

新疆永安天泰电力有限责任公司 新疆库尔勒市 841000

摘要

近年来,随着智能电能表的广泛应用,按照传统方法对智能电能表进行状态评价和质量监控存在诸多困难。通过对导致计量损失产生的各种因素的物理特性差别以及不同用户的用电特性进行分析,基于能量守恒定律和总分数学关系,建立了智能电能表运行误差在线分析模型,并结合实际情况对模型进行了优化。通过在实践论证,所提出的智能电能表运行误差在线分析技术具有可用性与可靠性,能有效保障表计运行质量,为智能电能表日常运维管理、状态评价及精准更换工作提供支撑。


关键词

智能电能表;运行误差;能量守恒;电力大数据

正文

引言:随着智能电网建设的不断深入,智能电能表作为法定计量装置已经得到广泛应用,其计量的准确性不仅关系到千家万户的切身利益,也直接影响到电网企业的运营收益。针对智能电能表的状态评价和质量监控,按照传统方法只能进行现场校验或依靠小比例抽样拆回实验室检定,工作量大且效率低,不仅难以及时发现智能电能表的各类问题,也无法覆盖智能电能表的全部类型,因此对于智能电表的运行状态分析,需要提升误差在线分析技术增强检修能力,更好的提供智能电表读数水平和范围。

1.智能电能表的误差来源

1.1电流采样电路引起的误差

如果用量程过大的电流传感器去测试小电流则会导致误差增加,从而影响效率的测量。若使用的是只能测量交流成分的电流探头,而被测的交流信号中带有直流成分,这样就会因为测量不到信号中所含有的直流成分导致被测信号幅值偏低;而在交直流都可以测量的电流传感器中,带宽更高的电流传感器说明可以采集的高频谐波会更多,测量值也更接近真实值,从而减少误差的产生。

1.2电压采样电路引起的误差

电压采样引起的误差包括观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化,导致测量结果中带有误差。此外,仪器在加工和装配等工艺过程中,不能保证仪器的结构能满足各种几何关系,这样的仪器必然会给测量带来误差。因此,电压采样采用电阻分压,考虑到电阻的功耗和耐压,一般采用多个相同工艺和精度的贴片电阻串联。由于分压关系,电阻的温度变化使取样电压关系式的分子和分母相互抵消,所以,要采用低成本、精度为1%的电阻。

1.3计量芯片引起的误差

计量电路采样输入的交流电压和电流交流模拟信号是在计量芯片内与基准源参考电压比较中实现A/D转换的,因此,基准源的变化对计量精度的影响极大。基准源参考电压需要足够稳定。

2.智能电能表的误差表现

2.1某相电流报警

在对一块三相四线智能电能表(24表位)进行基本误差测试时,电能表检定装置出现“C相电流报警”提示,首先分析的是检定装置故障还是电能表故障。具体方法是先把检定装置的第一表位和最后一表位的C相电流用电流短接线短接,用电能表检定装置配套的小键盘升C相电流,如果小键盘上的Ic灯亮,且检定装置的C相电流升到标定电流,则检定装置正常,是某个表位的电能表有故障,这时可以通过短接某些表位的C相电流来具体判断到底是哪一个表位的电能表发生了故障。经查明是第13表位的电能表故障后,检查发现该电能表和检定装置之间接线正常,应属于电能表的内部故障。打开该电能表的表盖,发现C相电流引出线悬空,并没有和电能表接线端钮盒上的C相电流引入线连接。在将C相电流引出线和引入线牢靠连接后,重新进行基本误差测试,电能表检定装置不再出现“C相电流报警”提示,恢复正常。

2.2电能表相序接反

在对某三相四线智能电能表进行基本误差测试时,当升三相参比电压、三相标定电流时,该电能表不出误差,电能表的液晶屏显示Ia-Ib-Ic;当升三相参比电压、A相标定电流时,电能表的误差正常;当升三相参比电压、B相标定电流时,电能表的误差为-49%,电能表的液晶屏显示“逆相序”;当升三相参比电压、C相标定电流时,电能表的误差为-49%,电能表液晶屏显示“逆相序”。这种情况应首先查看检定装置和该电能表之间的接线是否正确,经检查接线正确后,则判断为该电能表的内部接线错误。打开该电能表的表盖,发现B相电压和C相电压线路接反。把B相电压和C相电压接线对调后,再升三相参比电压、B相标定电流和升三相参比电压、C相标定电流时,电能表的误差指示均正常。

2.3GPRS模块通讯不正常

对于带GPRS模块的智能电能表,通常通电后远程灯“闪”、本地灯“常亮”。若通电后远程灯不闪、本地灯不亮,首先怀疑为GPRS模块损坏,若换上好的GPRS模块之后恢复正常,则可以断定是GPRS模块损坏;若仍不行,则可以判断是表内的连接GPRS模块的焊接触脚损坏。若通电后,远程灯不闪、本地灯亮,则可以判断是没有对该电能表的GPRS模块设置逻辑地址,当用编程器对该表的GPRS模块设置逻辑地址成功后,远程灯闪、本地灯亮,恢复正常。

3.误差试验方法

3.1误差一致性试验

在电能表参比电压、参比电流加载30min后,对于同一批次的n个被试样品,在参比电压、100%Ib10%Ib、功率因数10.5L处,被试样品的测量结果与同一测试点n个样品的平均值的最大差值不应超过一定的限值。被试样品应使用同一台多表位校验装置同时测试。

3.2误差变差试验

电能表在参比电压、参比电流加载30min后,对于同一被试样品,在参比电压、Ib、功率因数10.5L处,对样品做第一次测试;在试验条件不变的条件下间隔5min后,对样品做第二次测试。同一测试点处的两次测试结果的差的绝对值不应超过0.2%.

3.3测量重复性试验

在参比电压、参比频率和参比电流下,对功率因数为10.5L两个负载点分别做不少于5次的相对误差测量。

结语

本文针对智能电能表运行误差实时监测的技术难题,提出了一种智能电能表状态在线评价分析技术。通过对各台区智能电能表实际运行数据进行挖掘和分析,建立了基于树形拓扑能量守恒的智能电能表运行误差远程诊断分析模型,从而实现了不依赖新增硬件设备就能准确定位由误差超差、用户窃电等行为引起的异常电能表,为用电巡检工作提供有效的技术手段,克服目前人工排查工作量大、缺乏针对性的瓶颈,有效保障表计运行质量。在专项案例应用过程中也验证了本文的方法,有效核查命中率总体达到了82.8%,效果较好,为电能表日常运维管理、状态评价及精准更换提供了有效技术支撑,也为模型的进一步优化提供了研究方向。

参考文献

1]肖华辉.智能电能表误差分析及控制措施[J.科技与创新,201501.

2]邓金艳.电子式电能表误差分析与处理[J.科技与企业,201305.

3]段秋云,张涛.智能电能表的误差发生原因分析及防范措施[J.中国电子商务,201414.


...


阅读全文