有关用电信息采集系统中电能计量数据的异常分析

有关用电信息采集系统中电能计量数据的异常分析

王迪王昕冉李薇唐薇

（国网吉林供电公司吉林吉林132001）

摘要：电力能源已成为当今不可或缺的能源之一，在可持续发展观的背景下，电能计量对如何高效利用电力能源有着重要的意义。本文就用电信息采集系统中电能计量数据的异常问题进行讨论。

关键词：数据异常信息采集电能计量检测

前言：工作中的电能的计量数据异常是各种各样的，其大致可分为以下几类：1）由于采集设备的种类不一样，有集抄设备、公用配变、负控设备的数据异常之分。2）通过异常的种类差异可分为计量设备或者用电异常。3）依据异常的形成原因可分为采集设备、计量回路、采集回路和电能表等异常。4）根据异常的数据特征可分为电压、电流及功率异常，超载，功率因素异常，表计飞走等。

一、用电信息的采集系统框架

1、系统框架。图1是用电信息的采集系统框架图，由多个部件搭建成整个系统，比如：通信网络，采集终端和采集系统主站，通过以上所述部分完成数据的收集、分析、处理及应用。

2、通信网络。光纤专网、230MHz无线专网、电力线载波、GPRS无线公网等通信方式是用电信息采集系统的主要通信方式。其通信通道有本地和远程信道之分，本地信道用于现场终端连接表计。通常高压用户使用RS-485通信来连接专用变压器的采集终端及计量表计。低压用户一般用RS-485通信或者是低压电力线载波连接集中抄表终端。另外，主站系统和现场终端之间进行数据传输时需要使用远程信道通信，比如使用光纤专网、3G等无线公网，重压电力线载波等通信信道。

3、采集系统主站。用电信息采集系统主站有多个组件，比如应用、数据库、接口服务器，通讯前置机，业务处理机，等等。主站和终端通信可支持多种的通讯方式，据此可提高系统的可扩展性及开放性。

4、采集终端。采集终端分为低压无线采集器和负荷控制终端。其中，低压无线采集器有多种功能，比如：抄表功能，负荷曲线冻结功能，计算功能，告警与事件功能；负荷控制终端主要功能有抄表功能，测量功能，远程通信功能，负荷控制功能等。

二、电能计量数据的异常原因

电能计量数据异常的形成原因，大部分是因为计量装置自身的故障引起的。计量装置的主要部件分别有：表计，接线盒，互感器，终端等，而这些装置一旦发生了故障，都将直接影响到计量装置的数据，导致异常发生。

1、表计故障。在电表的日常运行中，常常会出现表计故障的问题，而且频率也比较高，所以故障排查的时后首先要确定表计是不是出现了故障。产生表计故障的主要原因有以下几点：1）电池的内部出现某些故障，比如电池的电量偏低等原因；2）表计软件发生故障，比如液晶屏或是时钟等出现故障；3）存储器的故障问题，内部存储器信息数据存储不能正常的进行；4）内部软件和软件程序出现损坏或错误现象；5）表计的内部电子元件出现老化现象等。所以，在排查时要具有针对性，一项一项排除上文所述的故障成因。

2、互感器的故障。相比于表计的故障，互感器故障的成因更为复杂，其故障类型有多种，所以要更加重视对其故障的成因分析，主要的故障原因大致分以下几种：1）出现互感器电晕局部放电的现象，造成数据测量不精准；2）出现铁磁谐振的情况；3）磁互感器的接线出现了错误；4）出现熔丝被容断的情况；5）互感器发生内部质量问题。以上这几种情况是互感器比较容易发生的故障，导致发生的情况也较为复杂，所以在互感器故障的排查中一定要针对各种故障的原因仔细分析、排查。

3、接线盒故障。接线盒故障的一般原因有：1）长时间的超负荷运行导致接线端的发热，时间久了会使接头松动或者产生火花，这些现象会导致其接触不良；2）接线盒的内部有螺丝出现松动现象；3）接线盒中的金属片因长时间使用而导致氧化现象的出现，致使接触不良。这些都是比较常见的故障，在接线盒的故障排查时要特别注意这些故障，并进行针对性排查，而且在故障出现之前就要定期检查，进行预防，碰到一些老化的现象要及时处理，进而避免数据的异常。

4、终端故障。终端发生故障一般有以下几点：1）终端时钟发生错误；2）终端发生黑屏或者白屏现象；3）终端软件发生故障；4）载波模块发生故障；5）485的接口发生故障。

5、外部问题导致故障。除内部原因发生故障外，还要考虑外部原因，比如:人为窃电或是设备处于恶略环境之下，都会导致故障发生，使电能计量数据异常。

三、电能计量数据异常的检测

1、电压和电流发生异常的检测。检测主要分以下几点：短路器装置、相电压、线电压等，检测人员经过检测后跟原有的数据比较分析，进而确定检测的数据是否有异常现象。

2、功率因数发生异常的检测。关于功率因数检测分负荷功率因数、短路器位置等检测。经过收集的测量数据，对比分析功率因数的突变量是不是超过了规定标准，其在比较长的时间段内，能否恢复到原来的数值，是不是有短路器分闸和检修信息等，经过对这些数据分析对比，以此来判断功率因数是不是存在异常。

3、检查开关信号。在计量装置的内部信号灯有故障发生时，电能计量的数据随之也会出现异常，这就要求工作人员在故障出现时不要忽略检测信号灯。

4、状态异常的检测。通过每天的电量曲线数据以及对其的宏观分析，研究其状态量变化，负荷变动等做为判断的基础。在基本的系统运行条件下，检测人员对负荷累积电量变化值的分析判断电量变化值是否有越限的情况，断路器分闸和检修信息，负荷曲线是否存在异常等，而通过对这些数据的分析就可以判断出电能计量装置数据是出现在异常。

5、计量装置异常的检测。计量装置的异常情况多种多样，可以经过对计量装置的电压和电流进行检测分析来判断。在一般情况，计量装置一旦出现问题，马上就会体现在电压表和电流表上。在这个过程中，智能技术分析在计量装置异常分析方面发挥着较大的作用，其主要是根据用户电能计量装置中采集的数据进行相关分析。

6、规律性的非连续算法。规律性的非连续算法，分析信息采集系统所采集的数据时，针对用户的电压、电流信息数据分析，规律性指的是在数据出异常发生时，经过一段时间后又恢复到了正常状态，非连续性是指某个位置的数据发生变化，并且这种异常状态保持了一定时间没有恢复。

四、小结

电能计量是电力公司提高电力能源利用效率的重要环节，本文从用电信息采集的系统架构，电能计量数据出现异常的原因和检查措施等方面进行分析，从而进一步提高电能计量的准确性。

参考文献

[1]张勇勤，丁春香.用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析[J].电子制作,2015.

[2]邓霞.电力计量中电力用电信息采集系统的运用研究[J].低碳世界,2014.

[3]蔡建辉.用电信息采集系统电能计量数据异常的原因探讨[J].信息化建设，2016（1）.