电力计量装置的异常及监测方法探讨范文

随着各地工业化、城市化进程的不断加快，我国各地区、各领域的用电需求不断提升，而受到运行环境复杂多样、各类故障频发等因素影响，电力计量装置很容易出现异常情况，电力管理工作往往会因此受到较为负面影响，而为了尽可能消除这类影响，所以围绕电力计量装置异常原因及监测方法开展具体研究的原因所在。

1.电力计量装置的异常原因

1.1窃电行为

窃电行为指的是不法分子采取多种非法途径私自占有电能的行为，电能计量装置往往会因该行为受到一定侵害并出现电量少计、不计等问题，绕过计量装置用电、私自拉线接线用电、伪造计量装置也属于常见的窃电行为。在笔者的实际调研中发现，受经济发展、电费攀升等因素影响，近年来窃电行为在我国各地屡见不鲜，且存在手段和方式多样、隐蔽性较高特点，欠流窃电、欠压窃电、扩差法窃电、无表法窃电、移相法窃电、机械法窃电等均属于较为常见的窃电手段，而这些便很容易导致电力计量装置异常，装置不能正常运行的情况也往往因此出现。

1.2电力系统干扰

复杂、多变属于电力系统的显著特点，同时装置间存在的紧密联系、相互影响也需要得到重视。在笔者的实际调研中发现，电力系统的干扰很多时候与电力计量装置异常存在直接联系，在计量综合误差因此产生较大变动的情况下，计量结果的准确性自然无法得到保障。电力系统对电能计量装置的干扰主要源于谐波污染，分布式电源引入、非线性用电负荷大量存在均可能催生谐波污染，供电、输电、用电等设备也会在谐波污染的影响下出现额外的较大电能损耗，同时产生的高温还会直接影响这类设备的使用寿命。以我国常用的感应式电能表为例，由于其只能够在相对较窄频带完成精度较高的计量检测，这就使得谐波污染往往会导致感应式电能表出现较大的计量误差。

1.3计量装置故障

电力计量装置的故障同样可能引发相关异常，如装置质量不过关、长期运行于较差环境、设计不合理等，电流互感器故障、电能计量柜故障等便属于典型的计量装置故障，电力计量装置很容易因此出现异常。电力计量装置的故障往往源于日常积累，而计量设备综合误差较大、计量数据不准确则属于其故障所引起的后果，这里的计量设备综合误差指的是电压互感器二次导线压降、互感器合成、电能表三者引起误差之和，该数值直接受到电能计量装置的设计、生产、制造水平影响，其操作、运行的环境也往往与电能计量装置故障存在直接联系。值得注意的是，现阶段我国很多地区未能采用科学有效的措施监管电力装置，由此导致的电能计量装置故障频发必须得到重视。

2.电力计量装置的异常监测方法

2.1技术特征分析

为合理选择电力计量装置的异常监测方法，首先应围绕电力计量装置异常的技术特征开展分析，结合工作实践不难发现，电能计量装置异常的出现常伴随着工作状态、环境的变化，相关性能状态量、参数也会随之出现明显异常，这种异常会最终在电压回路、计量电流、功率因素三个方面。当异常状态发生时，电能计量装置中的监视装置一般会发出一定的指示信号或报警，但并非所有电能计量装置都存在监视装置，这必须得到重点关注。

2.2基本监测方法选择

2.2.1计量电压异常监测

计量电压异常监测属于常见的电力计量装置异常监测方法，这一监测主要围绕三相不平衡电压、相电压、相电压的突变量、断路器位置展开，如出现相电压低于正常状态下额定电压30%且额定电流低于相电流15%的情况，便可以初步断定电力计量装置电压出现异常；如果出现三相不平衡电压、相电压突变量均超过一定限度且经延时没有恢复正常，同样可判断电力计量装置电压出现异常。

2.2.2计量电流异常监测

计量电流异常监测同样可较好服务于电力计量装置异常监测，三相不平衡电流、相电流、相电流突变量、断路器位置。如三相不平衡电流、相电流突变均超过一定限度，且经延时没有恢复正常，便可以初步判断装置出现电力异常；如出现电能表电流回路检测元件发生动作，且没有断路器分闸与检修信息情况，同样可判断电流异常出现。

2.2.3功率因数异常监测

功率因数异常监测的指标包括断路器位置、荷载功率因数，而结合表1提供的功率因数异常特征，如出现功率因数突变量超过合理界限情况，没有断路器分闸与检修信息，且经延时没有恢复正常，即可判断装置出现功率因数异常。

2.2.4信号、宏观状态量异常监测

信号异常监测、宏观状态量异常监测同样可较好服务于电力计量装置异常监测，基于前者的监测可围绕电能表自检误差信号、计量柜内部监视继电器信号、内部电流回路检测信号展开，后者则可以围绕负荷状态量、性质、运行方式出现的变化开展宏观分析，如发现负荷曲线异常及超过一定界限的负荷累积电量变化，且经延时没有恢复正常，即可判断故障出现。此外，状态量异常还会表现为线损率与变损率越限，这同样需要得到重视。

2.3异常监测系统应用

2.3.1基本思路

虽然上述电能计量装置异常监测方法均具备较高实用性，但为了满足我国电力事业的发展需要，各地电力部门必须建立电能计量装置异常监测系统，由此即可进一步提高电力计量装置的异常监测水平。电能计量装置异常监测系统建设需遵循《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016），并重点关注电能表、电压电流互感器、二次回路，由此即可最终开展电能计量装置整体异常的监测与评估。

2.3.2方案设计

围绕电能表异常的监测与评估需围绕10个状态量展开，状态量可细分为电能表用户、电能表单体、电能表群体，其中电能表用户包括用户类型、电能表用户信誉，电能表单体包括运行时间、基本误差、运行误差、在线监测，电能表群体包括家族缺陷、批次退货、误差分散性、批次运行故障；电压电流互感器的监测与评估需围绕互感器单体的基本误差、运行误差、运行时间、在线监测结果展开；二次回路的监测与评估需通过分制对二次回路状态进行表述，0分、100分分别代表最差状态与最佳状态；电能计量装置整体异常监测与评估需围绕电能表评估、电压互感器评估、电流互感器评估、二次回路评估展开，四者可表示为G、P、C、H，权重系数分别为0.35、0.2、0.2、0.15，电能计量装置整体异常监测与评估得分为Z。（1）

2.3.3具体设计

为满足电力计量装置的异常监测需要，本文研究的电能计量装置异常监测与评估系统应由六大功能模块组成，分别为系统管理、状态评估、告警管理、在线校验、在线监测、基础信息。系统的具体结构则能够细分为主站层、站控层、间隔层/过程层，其中主站层可细分为结果表示层、计量服务层、基础服务层，站控层可细分为接入层和采集层，其中接入层包括数据适配、协议适配、数据规范、数据存储。此外，系统功能还可以细分为高级应用和基础服务两部分，高级应用包括在线监测、在线校验、状态评估，基础服务包括基础资源管理服务、故障报警管理服务、系统类服务、其他，由此即可更深入了解电能计量装置异常监测系统。

3.结论

综上所述，电力计量装置的异常监测具备较高现实意义，在此基础上，本文涉及的计量电压异常监测、计量电流异常监测、电能计量装置异常监测系统等内容，则提供了可行性较高的异常监测路径，而为了进一步提高异常监测质量，产生异常状况原因的更深层次剖析同样需要得到重视。

作者:刘丽 单位:国网安徽省电力有限公司亳州供电公司