王子慧

摘要：电网电子技术的快速发展为实现电能计量实时在线监控提供了技术条件，本文分析了电能计量装置改造方法，利用计量遥测系统将各变电站反映电能计量装置的运行情况数据通过网络远程传输到主站或计量服务器，让计量人员能及时跟踪现场计量装置的运行情况，取得十分明显的效果。

关键词：电能计量；技术改造；在线监控；运行数据

1 电能计量在线监测的重要性

传统的机械电能表在电子技术的潮流中已不能适应发展需求，在电子技术快速发展的今天，电能计量装置已不局限于数据的提供，同时对信息化也提出了更高的要求，这也体现了电网运营管理服务水平的高低，也是电网运行效益的诉求，通过对电能计量装置进行智能化、信息化改造，实现电能计量装置远程管理、及时跟踪监测电网数据，为实现节能减排，夏季高峰用电期实行错峰用电管理提供数据依据，有效提升计量管理自动化水平和运行管理效益。

2 电能计量装置改造的难点和重点

（1）电能计量装置及其二次回路。高计量准确度的电流、电压互感器应能保证在二次测量的一次负荷信息不失真地被准确计量，独立的标准接线方式计量二次回路能将所有来自回路的线损耗、接点损耗等引起压降而造成的计量误差降到最低。

（2）多功能电子式电能表，是系统数据基础来源，具备分时控制功能、负荷曲线记录功能、电流电压越限報警功能，可实现电量冻结、实时监视、事件记录，同时配置数据输出接口，能将数据准确输出。

（3）电能采集终端，是将电能表数据收集上传的关键设备，根据计量点特别要求的抄表时刻和时间间隔进行自动抄表和数据保存，以扩展表计的数据存储容量，实现数据分级暂存，从而保障电能表数据的高可靠性。

（4）覆盖计量点范围的信息通信网络，是整个系统的重要组成部分。其解决方案的设计正确与否，将直接关系到系统建设的成败。

（5）服务器以及主站设备，是系统实现数据监控分析的主要设备。

以上5 点是实现电能计量装置在线监测过程中应首先具备的技术条件，其中前4点为现场运行环境的构建，需要对实际的运行现场展开相应的技术改造。

3 改造实施方案与步骤

（1）开展电能表更换工作，挑选工作性能稳定的多功能电能表代替传统的机械表，解决部分电能表无法实现信息传输的问题。通过RS-485通信接口将变电站所有电能表信息量传送给远方微机后台，避免了人为干预和人工计算误差，从而提供实现远方变电站的计量装置在线监控所需的大量准确、可靠的基础数据。

（2）对计量二次回路进行改造，包括调整电流及电压回路的接线，使计量电流电压取自互感器的最高精确度等级的绕组，并且尽可能不与其他专业共用绕组，从而符合规范要求的精确度等级要求（见表1）以及必须使用独立绕组的安装要求，从数据的采集源头保证其准确可靠、运行稳定。

（3）安装电能数据采集终端，并按实用化的要求对其技术性能进行调试，解决电量采集器和电能表之间的通信连接问题。

（4）建立通信传输通道，实现系统对远方电能量数据的准确、可靠、完整、及时采集。

4 技术改造过程

（1）开展电能表更换工程。确保系统数据源头准确可靠、稳定，将所有不能满足传输与监测需求的、以及准确度等级不能满足要求的感应式电能表（含复费率机电式电能表）、电子式电能表更换成多功能全电子式电能表，精简电表种类，加强电表管理，实现了计量点的计量分时控制、负荷曲线记录、电流电压参量值实时监视、计量事件记录等计量应用的变革，使电量变量分析依据更为可靠科学而又直观便捷。首先需要调查各变电站、开关站、上网电厂电能计量装置基本情况，统计各种型号规格电能表历年运行情况，从中甄选性能优良、运行可靠、准确度高的多功能电能表以备使用。

（2）对不符合现行计量要求的电能计量二次回路进行改造。《电能计量装置技术管理规程》中明确要求，计量用的电流、电压互感器（绕组）均应符合相应的精确度等级要求，且电流互感器二次绕组与电能表之间应分别采用分相连接，所以对具备调整条件的回路直接更正电流电压计量二次绕组接线，使其符合精确度的要求和分相接线要求。对于必须通过更换一次设备才能实现的情况，则让计量装置分相接在互感器的最高准确度等级的独立绕组上。此项工作需要对运行中的变电站线路计量回路进行调整，涉及的改造工程量以及施工难度较大，费时费力，但其效果将使得计量更为准确可靠，可以提高系统对电量不平衡率的统计和分析的准确性。

（3）安装电能采集终端，并完成站内电能表与终端的通信调试。目前国内电能现场采集终端产品尚未成熟，需要不断改进，我们与厂家一起共同研究解决终端的技术问题，其中包括改进软件功能，以快捷方式快速查询数据及电网告警事项；为运行检查方便，改进初始三极密码设置方式；改进兰吉尔ZD表与终端设置通信速率及告警事项读取方式；增加在终端液晶上明确显示电表失压事件的发生或恢复信息；增加电能表失压事件支持功能。解决了诸如试验时出现终端重启，和RS-485口接静电试验时仪器出现死机必须重启终端等问题。经历了多次安装前调试、安装试运行、数据跟踪分析、终端升级、再安装运行的过程，终端运行日趋稳定，数据传送以及抄送速率不断提高。

（4）通信传输通道的建立。根据深圳地区电网计量装置在线监控系统的需求和深圳电力通信网的实际情况，深圳地区电网计量装置在线监控系统的通信解决方案采用了多种方式：

1）500kV、220kV、110kV变电站采用以IP数据网络方式为主通信通道，专线MODEM方式为备用通信通道的通信方式。由于深圳电力综合数据通信传输网络已经覆盖至各变电站，可以在网络上为电网计量装置在线监控系统设置一个VPN（虚拟专用网），使得各变电站计量终端与主站通信前置机可以进行直接IP 通信。随着深圳地区电力调度数据网络的逐步形成，根据相关技术规范，系统的网络通信通道将逐步切换到调度数据网上来。同时，我们在各变电站的PCM设备开通四线模拟电路，为系统提供了备用传输通道。

2）上网电厂采用了拨号MODEM的通信方式。由于区内各电厂大都采用电力载波实现与地区的调度通信，载波设备的二线和四线通道已分别被调度电话和调度自动化所占用，不能为电能量系统提供通信通道。通过向电信公司租用电话线路，采用拨号MODEM方式，经济快捷地解决了这个问题。深圳供电局电能量计量遥测系统配置图如图1所示。

图1 深圳供电局电能量计量遥测系统配置图

5 效果检查

利用计量遥测系统将各变电站反映电能计量装置的运行情况数据通过网络远程传输到主站或计量服务器，让计量人员能及时跟踪现场计量装置的运行情况，取得的效果十分明显：

（1）实现了深圳电网各计量点的计量分时控制、负荷曲线记录、电流电压参量值实时监视、计量事件记录，使电量变量分析依据更为可靠科学而直观便捷，加强了电表的管理。

（2）2010年通过在线监测共发现电能计量装置异常现象41起，包括表计通信失败、终端故障、电能表数据异常、母线电量不平衡等，异常现象的迅速发现使电能计量管理人员能及时制定相应的对策，保证消缺质量。

（3）本系统支持远程电能计量装置的故障诊断，对于母线电量以及计量异常分析很有帮助：2010年1月变电部报表报变电站母线电量不平衡数共为1 8条，经过系统数据分析，很多是抄表有误（原因分别有抄表时间不统一、计量变比改造后没有更正、旁路代线路或设备停运手工补抄出错等），数据修正后变电站母线电量平衡率不合格现象有了很大的改观。

6 结语

利用计量遥测系统实现电网电能计量装置远程监测，可以及时跟踪检测电网电能计量装置的运行状况，对设备异常现场立即做出反应并加以分析，大大提升了计量管理自动化水平和运行管理效益。其实现过程在主站建设满足要求的同时，需要配合开展电能表、现场采集终端和通道的建设和技术改造。

参考文献：

[1]DL/T 448—2000，电能计量装置技术管理规程[S].