電力計量裝置的異常及監測方法探討范文

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隨著各地工業化、城市化進程的不斷加快，我國各地區、各領域的用電需求不斷提升，而受到運行環境復雜多樣、各類故障頻發等因素影響，電力計量裝置很容易出現異常情況，電力管理工作往往會因此受到較為負面影響，而為了盡可能消除這類影響，所以圍繞電力計量裝置異常原因及監測方法開展具體研究的原因所在。

1.電力計量裝置的異常原因

1.1竊電行為

竊電行為指的是不法分子采取多種非法途徑私自占有電能的行為，電能計量裝置往往會因該行為受到一定侵害并出現電量少計、不計等問題，繞過計量裝置用電、私自拉線接線用電、偽造計量裝置也屬于常見的竊電行為。在筆者的實際調研中發現，受經濟發展、電費攀升等因素影響，近年來竊電行為在我國各地屢見不鮮，且存在手段和方式多樣、隱蔽性較高特點，欠流竊電、欠壓竊電、擴差法竊電、無表法竊電、移相法竊電、機械法竊電等均屬于較為常見的竊電手段，而這些便很容易導致電力計量裝置異常，裝置不能正常運行的情況也往往因此出現。

1.2電力系統干擾

復雜、多變屬于電力系統的顯著特點，同時裝置間存在的緊密聯系、相互影響也需要得到重視。在筆者的實際調研中發現，電力系統的干擾很多時候與電力計量裝置異常存在直接聯系，在計量綜合誤差因此產生較大變動的情況下，計量結果的準確性自然無法得到保障。電力系統對電能計量裝置的干擾主要源于諧波污染，分布式電源引入、非線性用電負荷大量存在均可能催生諧波污染，供電、輸電、用電等設備也會在諧波污染的影響下出現額外的較大電能損耗，同時產生的高溫還會直接影響這類設備的使用壽命。以我國常用的感應式電能表為例，由于其只能夠在相對較窄頻帶完成精度較高的計量檢測，這就使得諧波污染往往會導致感應式電能表出現較大的計量誤差。

1.3計量裝置故障

電力計量裝置的故障同樣可能引發相關異常，如裝置質量不過關、長期運行于較差環境、設計不合理等，電流互感器故障、電能計量柜故障等便屬于典型的計量裝置故障，電力計量裝置很容易因此出現異常。電力計量裝置的故障往往源于日常積累，而計量設備綜合誤差較大、計量數據不準確則屬于其故障所引起的后果，這里的計量設備綜合誤差指的是電壓互感器二次導線壓降、互感器合成、電能表三者引起誤差之和，該數值直接受到電能計量裝置的設計、生產、制造水平影響，其操作、運行的環境也往往與電能計量裝置故障存在直接聯系。值得注意的是，現階段我國很多地區未能采用科學有效的措施監管電力裝置，由此導致的電能計量裝置故障頻發必須得到重視。

2.電力計量裝置的異常監測方法

2.1技術特征分析

為合理選擇電力計量裝置的異常監測方法，首先應圍繞電力計量裝置異常的技術特征開展分析，結合工作實踐不難發現，電能計量裝置異常的出現常伴隨著工作狀態、環境的變化，相關性能狀態量、參數也會隨之出現明顯異常，這種異常會最終在電壓回路、計量電流、功率因素三個方面。當異常狀態發生時，電能計量裝置中的監視裝置一般會發出一定的指示信號或報警，但并非所有電能計量裝置都存在監視裝置，這必須得到重點關注。

2.2基本監測方法選擇

2.2.1計量電壓異常監測

計量電壓異常監測屬于常見的電力計量裝置異常監測方法，這一監測主要圍繞三相不平衡電壓、相電壓、相電壓的突變量、斷路器位置展開，如出現相電壓低于正常狀態下額定電壓30%且額定電流低于相電流15%的情況，便可以初步斷定電力計量裝置電壓出現異常；如果出現三相不平衡電壓、相電壓突變量均超過一定限度且經延時沒有恢復正常，同樣可判斷電力計量裝置電壓出現異常。

2.2.2計量電流異常監測

計量電流異常監測同樣可較好服務于電力計量裝置異常監測，三相不平衡電流、相電流、相電流突變量、斷路器位置。如三相不平衡電流、相電流突變均超過一定限度，且經延時沒有恢復正常，便可以初步判斷裝置出現電力異常；如出現電能表電流回路檢測元件發生動作，且沒有斷路器分閘與檢修信息情況，同樣可判斷電流異常出現。

2.2.3功率因數異常監測

功率因數異常監測的指標包括斷路器位置、荷載功率因數，而結合表1提供的功率因數異常特征，如出現功率因數突變量超過合理界限情況，沒有斷路器分閘與檢修信息，且經延時沒有恢復正常，即可判斷裝置出現功率因數異常。

2.2.4信號、宏觀狀態量異常監測

信號異常監測、宏觀狀態量異常監測同樣可較好服務于電力計量裝置異常監測，基于前者的監測可圍繞電能表自檢誤差信號、計量柜內部監視繼電器信號、內部電流回路檢測信號展開，后者則可以圍繞負荷狀態量、性質、運行方式出現的變化開展宏觀分析，如發現負荷曲線異常及超過一定界限的負荷累積電量變化，且經延時沒有恢復正常，即可判斷故障出現。此外，狀態量異常還會表現為線損率與變損率越限，這同樣需要得到重視。

2.3異常監測系統應用

2.3.1基本思路

雖然上述電能計量裝置異常監測方法均具備較高實用性，但為了滿足我國電力事業的發展需要，各地電力部門必須建立電能計量裝置異常監測系統，由此即可進一步提高電力計量裝置的異常監測水平。電能計量裝置異常監測系統建設需遵循《電能計量裝置技術管理規程》（DL/T448-2016），并重點關注電能表、電壓電流互感器、二次回路，由此即可最終開展電能計量裝置整體異常的監測與評估。

2.3.2方案設計

圍繞電能表異常的監測與評估需圍繞10個狀態量展開，狀態量可細分為電能表用戶、電能表單體、電能表群體，其中電能表用戶包括用戶類型、電能表用戶信譽，電能表單體包括運行時間、基本誤差、運行誤差、在線監測，電能表群體包括家族缺陷、批次退貨、誤差分散性、批次運行故障；電壓電流互感器的監測與評估需圍繞互感器單體的基本誤差、運行誤差、運行時間、在線監測結果展開；二次回路的監測與評估需通過分制對二次回路狀態進行表述，0分、100分分別代表最差狀態與最佳狀態；電能計量裝置整體異常監測與評估需圍繞電能表評估、電壓互感器評估、電流互感器評估、二次回路評估展開，四者可表示為G、P、C、H，權重系數分別為0.35、0.2、0.2、0.15，電能計量裝置整體異常監測與評估得分為Z。（1）

2.3.3具體設計

為滿足電力計量裝置的異常監測需要，本文研究的電能計量裝置異常監測與評估系統應由六大功能模塊組成，分別為系統管理、狀態評估、告警管理、在線校驗、在線監測、基礎信息。系統的具體結構則能夠細分為主站層、站控層、間隔層/過程層，其中主站層可細分為結果表示層、計量服務層、基礎服務層，站控層可細分為接入層和采集層，其中接入層包括數據適配、協議適配、數據規范、數據存儲。此外，系統功能還可以細分為高級應用和基礎服務兩部分，高級應用包括在線監測、在線校驗、狀態評估，基礎服務包括基礎資源管理服務、故障報警管理服務、系統類服務、其他，由此即可更深入了解電能計量裝置異常監測系統。

3.結論

綜上所述，電力計量裝置的異常監測具備較高現實意義，在此基礎上，本文涉及的計量電壓異常監測、計量電流異常監測、電能計量裝置異常監測系統等內容，則提供了可行性較高的異常監測路徑，而為了進一步提高異常監測質量，產生異常狀況原因的更深層次剖析同樣需要得到重視。

作者:劉麗 單位:國網安徽省電力有限公司亳州供電公司