电能计量互感器二次回路信号频率稳定控制

电能计量互感器二次回路信号频率稳定控制

王阳

国网山东省威海供电公司 山东省 264200

摘要：随着社会经济的快速发展，电能计量表是用于电力数据统筹的设备，电能计量互感器是电能计量表的重要组成部分，互感器二次回路的稳定运行是供电机构与用电用户有效连接的关键。互感器二次回路的稳定控制是电力领域研究的重点内容之一。传统的电能计量表互感器二次回路稳定控制存在控制效果不佳、控制效率低等问题，因此需要研究电能计量互感器二次回路信号频率稳定控制。该方法的研究有望为电力领域的研究带来新的生机与活力，具有重要现实意义。

关键词：电能计量；互感器二次回路；信号频率稳定控制

引言

随着现代先进技术的不断成熟,全球逐步迈入信息化时代,各行业领域都在大力开展信息化建设,国家电网作为关乎国计民生的基础性能源供应机构也不例外,全面建设智能化电网已成为我国重要战略目标。国家电网智能化水平的不断提高,离不开先进技术和设备的支撑,电能计量装置作为智能电网中不可缺少的量测设备,是用电数据采集的基础设备,计量的精准度对电力用户、供电公司等各方的经济利益有重要影响。电能计量装置在运行过程中，由于各种原因，有可能发生一些常见的故障差错现象，它所造成的计量误差，会给用户或供电企业带来经济损失。为了杜绝和避免计量故障误差的发生和蔓延，需要探讨引起差错的原因，以便及时停止并更正这些计量故障误差。因此,对电能计量设备进行安全维护、采取有效措施降低故障发生率、快速诊断故障原因是确保电能计量设备稳定运行的前提。

1二次压降误差分析及处理

1.1情况分析

通常情况下，因负载阻抗及互感器二次导线电阻运行误差，导致互感器二次绕组电压大于二次回路负载电压，此刻二次压降综合误差为负数，从而出现电能表偏慢的情况；反之，则电能表偏快。当电能表、指示表等装置共用一组互感器时，线路中存在电容器电压负载问题，此刻电压回路为容性负载状态，且三相负荷为不平衡状态，故而引起正误差。因此，回路的二次压降是影响回路信号频率稳定性的主要因素，故完成电能计量表互感器二次回路模型设计后，对其实行二次压降误差分析。

1.2故障误差的处理

当发现电能计量装置故障时，应及时通知电能计量技术机构进行处理。对造成电能计量差错电量数额巨大，在10万千瓦时及以上的，应及时上报上级电网经营企业用电管理部门。计量装置接线误差、保护熔体熔断、计量倍率不符等计量差错，以已计量的电量为基数，按理论计算法算出更正系数退补电量。对计量差错的取证，如供用电双方都认可的故障现象或检定结果，应进行技术分析计算，出具双方盖章的通知单，取得技术鉴定的法律依据，为电量的退补提供技术上的证明书。装表接电人员对所发生的计量差错故障及用户窃电，应认真调查认定，分析原因，填写责任与技术分析报告，在经用户同意报告情况下转有关部门进行处理，对于故障的核实，应尽量在现场进行。如果故障确属电能表本身问题，而现场又无法确认时，应将故障电能表拆下，及时送计量检定室检定。

2数字电能计量检测系统

应用数字信号电子式互感器是数字式电能计量检测系统的主要特征。电缆由光纤通信技术替代，因为光纤抗电磁干扰能力强，能数字化反馈电能损耗量。站在宏观运营模式来讲智能变电站，针对数字信号由电子式互感器采集，能保证在不同变量效果下数据信息传输的零误差，降低数据传输中的饱和问题，减小数据误差，精增系统数据检测及计量强度。同时，二次接线采用光纤以太网替代电缆，其具有抗磁性能优越、信息传输通道可靠性高等优点；数字式电能表的广泛使用，可将实时运算作为基础，进一步处理各种数据，通过以太网将动态信息结果直观地展现在液晶显示器上，实现管理可视化。信息采集、转变、处理功能，主要是通过交互电子式传感器、二次转换器采集信息，并将信息转变为电流、电压等可用的信号值，再将其同步反馈到系统终端进行数据录入处理。运算建模功能，主系统接收到信息值后，按照当前操作环境逻辑运算各类数据信息，完成建模，实现管理可视化。对接、数据荷载与传输功能，数字信号处理机构与中央集成系统具有对接功能，搭载各类数字信号提供专用载体，实现数据荷载与传输，即便是在大体量的数据传输下，也可通过高吞吐能力实现传输功能。

3电能计量二次侧结构

3.1远程诊断设备

远程诊断设备由PT监测单元、CT监测单元、多路模拟采集器、故障诊断单元构成,通过该设备获取电能计量互感器二次回路的各电参量、对电能计量设备进行远程监测、诊断二次回路故障并进行定位。采集相关电参量数据信息并实施远程监测是远程诊断设备的核心功能。P0检测点即是PT监测单元,用于采集PT二次侧子接线柜的电压、电流信息,经过相关处理后传输给故障诊断单元。C0检测点即是CT监测单元,实现CT互感器侧接线端子接线柜的电压、电流信息采集,经过相关处理后传输给故障诊断单元。通过多路模拟采集器可采集接线盒的输入三相电压、电流数据,P1、C1检测点包含在其内,获取的数据同样传输至故障诊断单元。故障诊断单元对接收的各数据信息进行综合处理,并采用优化后的BP神经网络模型实现二次回路故障诊断。

3.2二次回路故障诊断实现

电能计量设备二次回路故障时,将远程诊断设备采集的各检测点的历史电参量数据、故障诊断结果作为PSO优化的BP神经网络的原始数据集,历史电参量数据信息为网络的输入值,网络输出结果为其故障诊断结果。通过数值映射标记故障诊断结果,并将各电参量作标准转换,使其成为(0,1)区间内的数值,得到训练数据集,用于构建优化的神经网络模型。对优化的神经网络模型进行初始设置,包括隐含层节点数、学习率,权值及阈值的初值等,利用优化神经网络学习训练数据集,获得网络权值、阈值,从而构建出优化BP神经网络初始模型。运用该模型对测试样本数据进行学习,更新隐含层节点数、学习率等参数,当迭代次数达到要求后停止迭代,获得最优BP神经网络模型。将采集到的故障诊断电参量数据信息进行标准处理后,输入第三步的网络模型中,获得二次回路故障诊断预测值,通过反向映射处理后,得到二次回路的故障诊断结果。

4测试与分析

为了验证电能计量互感器二次回路信号频率稳定控制方法的有效性，完成电能计量互感器二次回路信号频率稳定控制方法，其二次压降的比值偏差和相位偏差控制结果，二次电流控制结果较理想二次电流幅值偏移较大，所提方法控制后的二次电流幅值较理想二次电流幅值更接近，表明所提方法的电能计量互感器二次回路信号频率控制效果更稳定。所提方法通过二次回路压降误差分析，提高了二次压降比值偏差和相位偏差的控制效果；通过动态补偿器的补偿控制方法，提高了互感器信号频率控制的稳定性，获取了更好的互感器二次回路信号频率稳定控制性能。

结语

电能计量表是计量用户用电数据的关键设备，其互感器二次回路信号频率稳定控制是电能计量表稳定运行的关键，因此提出电能计量互感器二次回路信号频率稳定控制。建立电能计量互感器二次回路模型，分析二次回路压降误差情况，完成信号频率稳定控制。测试结果表明该方法解决了传统方法中存在的问题，降低了二次压降导致的比值偏差和相位偏差，提高了互感器信号频率控制的稳定性，具有重要现实应用意义。

参考文献

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