浅析计量自动化系统数据分析及计量故障判断

浅析计量自动化系统数据分析及计量故
障判断
摘要：电能计量装置的故障和错误接线往往会引起计量差错事件，计量差错将影响电力企业制定生产计划、经济核算等工作；计量差错，不但直接影响着供用电企业双方的经济利益，同时还关系到企业内部经营管理工作。

近年来随着低压集抄系统建设、运用，逐渐实现了低压集抄全覆盖，辖区计量装置均可通过计量自动化系统监测、采集数据、数据输出运用以及远程操控。

计量自动化系统的实用节省了大量抄核收人力物力，保证了电表数据的准确性，降低了现场计量运维的工作压力，提高了计量运维管理水平。

依托计量自动化系统数据巡测、分析，能够即时发现计量装置故障、异常并安排现场检查。

从而处理降低了用户计量装置故障率、减少运维人员外出故障抢修的频次，减少客户纠纷，保障了用户用电的可靠性。

关键词：计量装置;计量自动化系统;故障判断;数据分析
1.
引言
随着社会生活中工业、农业、商业以及居民生活的用电需求日益增长，人们对电能的交易日益频繁，电能表是衡量电能交易数额的计量器具，既要求准确、更要求稳定，并保证长期可靠。

计量自动化系统将智能电表和智能电网结合在了一起，彻底改变了入户抄表和人工催费的方式，解决了抄表管理的离散性和数据人工处理的繁琐性，节省了大量的人力物力，且避免了入户抄表对居民的干扰，
同时也改变了计量管理、计量运维工作的状况。

通过自动化系统远程抄表数据，减轻了计量现场运维的工作压力，通过对自动化系统数据的巡测、分析，能够直观的掌握用户计量装置运行状态、用户负荷和用电质量，能够即时发现计量装置故障、异常并安排现场检查、处理，从而提高计量运维管理水平，降低了用户计量装置故障率、减少运维人员外出故障抢修的频次，减少客户纠纷，保障了用户用电的可靠性。

1.
计量装置的简介
电能计量装置是直接与电网相连并对用户进行电能计量的全套装置。

电能计量装置的主要部件包括：电能表、负荷管理终端、配变监测终端、计量用互感器（包含电流互感器和电压互感器）、互感器与电能表之间的连接装置及二次回路（包括：试验接线盒、电能计量箱柜等）；各种类型的电能表用于采样、测量、计算、显示与储存，是电能计量装置的核心部件。

1.1电能表
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表，电能表按工作原理可分为电磁式电能表（机械式电能表）、电子式电能表（电子式电能表或固态式电能表）、智能电能表。

1.2 负荷管理终端
安装于专变客户现场的用于现场服务与管理的终端设备，实现对专变客户的远程抄表和电能计量设备工况以及客户用电负荷和电能量的监控功能。

1.3 配变监测计量终端
安装于10kV公共变压器现场的用于实现配变供电计量和监测的现场终端设备。

配变监测计量终端具备计量和自动化功能。

1.4集中抄表集中器
收集各采集终端的数据，并进行处理储存，同时能和主站进行数据交换的设备。

1.5 计量表箱
对客户用电进行计量的专用箱。

适合安装电能表、低压互感器、计量自动化终端设备和试验接线盒，适用于10kV高供高计、10kV高供低计和380/220V低压计量方式。

1.6 试验接线盒
用于进行电能表现场试验及换表时，不致影响计量和用电的专用接线部件
1.7 电流互感器
电流互感器（TA或CT）是将高压供电系统中的电流或低压供电系统的大电流变换成低压标准的小电流（一般为1A或5A）。

常用的电流互感器是电磁式电流互感器，它是按电磁感应原理进行工作的。

下图表达了电磁式电流互感器的工作原理：
电流互感器分为两种接线方式，为不完全星形接线（V）以及完全星形接线（Y）。

1.8 电压互感器
电压互感器（TV或PT）是一种电压变换装置，有时也称保护仪用变压器，在对高电压回路进行计量时，由于不能直接接高电压进表，和电流互感器一样为了扩大仪表量程，常使用电压互感器，利用其电压变换原理将一次侧的高电压转换成二次侧的低电压，一般规定二次侧电压为100V，以供给仪表、仪器的电压回路使用电压。

1.9 二次回路
电压二次回路是指电压互感器、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构
成的回路。

由于连接导线阻抗等因素的影响，电能表电压线圈上实际获得的电压
值往往都小于额定值，二次电压回路电压降的大小直接影响电能计量的准确度。

对于Ⅰ、Ⅱ类计量装置，电压互感器二次回路电压降≤0.2%二次侧额定电压；对于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类计量装置，电压互感器二次回路电压降≤0.5%二次侧额定电压。

电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的电流线圈以及连接二者的
导线所构成的回路。

电流互感器的二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流
线圈的阻抗、端钮之间的接触电阻等。

它直接影响电流互感器的确度等级。

1.
常见的故障类型
2.1失压故障
为保证电压稳定，电压不能越限，越限也可能造成电表故障；三相负荷不平
衡会导致不平衡的三相电压或电流产生；在接线不稳或长时间导线处于裸露会使
其风化导致接触不良，造成电压缺相、失压。

电能表失压所占比例为最高，包括
一次高压熔丝熔断、二次低压熔丝熔断、互感器损坏、电能表本身失压等，发生
失压故障后，都必须针对有功电量进行追补，一般采用的更正系数计算来进行电
量追补，以减少供电局本身的损失。

2.2失流故障
电流异常的最常见类型为失流、出现负电流。

失流是当某相电流小于一定的
下限，一般为标定电流的2％时（根据各地区的要求不同）电能表判断此相为失流，并记录发生时间。

或是当三相电流不平衡超过某个限定值时判断为失流。

出
现负电流很可能是极性接反、电流线接线错误或者所带负荷的特殊如带有电焊机、反转的用电电机这样的负荷。

通过系统可查到的某项相电流为负。

通过电话询问
用电负荷，来判定是否存在故障。

2.3 反向电量
在系统中存在大量的反向电量，造成走反向电量常见的原因有：小水电上网
用户发电时向电网输送电能量；电能表存在错接线可能引起反向有功电量走字；
窃电造成电能表反向有功电量走字。

反向电量会使电费少计或者人为窃电给电网
的安全稳定运行造成危害。

1.
计量自动化系统功能简介
计量自动化系统涵盖发、输、变、配、用电各个环节，是集数据采集、业务
应用分析及数据共享的统一综合业务应用平台，实现电能量数据统一采集、监测、统计、分析和发布，为公司营销服务、规划建设、生产和经营提供技术支持。

其
包括传统意义上的厂站电能计量遥测、大客户负荷管理、低压用户集抄与配变计
量监测等功能模块。

省公司可以直接通过计量自动化系统主站，抽取各地市供电
局的厂站、专变、公变、低压客户的供用电数据，实现对全省范围内电能量数据、负荷等数据的监控。

计量自动化系统包含业务应用、数据管理、运维监控、采集
处理四大模块，总计包含194个实用功能。

1.
计量自动化系统数据分析及故障判断
当电能表及负控终端现场安装、调试成功后，即可通过计量自动化系统实现
远程集抄，采集现场电能表实时数据、冻结数据。

在日常的计量运维工作中，计
量运维人员需要熟练运用计量自动化系统对用户信息进行查询、巡测和数据分析，以便于抄读用户电量进行电量、核实用户计量装置运行状态发现计量故障。

通过计量自动化系统，在对应的厂站电能量模块及专变负控模块中输入用户
编号以获取用户一段时间内用电的详细数据，数据包含时段、表码、电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素、相位角等信息，依据对用户计量装置信息的掌
握结合一段时间内的数据信息即可判断用户计量装置是否存在故障、异常。

实例1：
2018年1月27日，系统巡测发现普洱市新锦江置业投资开发有限公司C相
电压为零，即通过系统查询1月26日至27日该用户用电数据，数据显示1月26
日C相仍有电压，但电压稍有偏低，1月27日7点C相电压显示为0，C相失压。

图 1
图2
查询历史数据，该用户
均正常运行，历史电压值均
正常，C相电压数值突变至0，
并之后的一段时间内无恢复
迹象，可初步判断为用户C
相因故障失压，用户高压熔
断器（跌落
保险）熔断
或脱落导致，
存在计量故
障。

安排工
作人员现场
检查后确认
用户高压熔
断器熔断导
致C相失压，
需对该用户
进行电量退补。

该用户配置为一只三相四线高供高计电能表，用户用电功率因素
较高，C相失压则C相计量元件停止工作，所以按照三相四线电能表退补原则补
收C相失压期间电量即可。

实例2：
2017年8月17日，系统巡测发现陶树兴用户存在反向电量，通过系统查询，该用户3月10日前无用电数据，3月10日出现用电数据，正向总有功为0.01，
反向总有功为0.16，直至4月18日现场故障处理完成后正向总有功开始走字，
反向总有功停止走字。

图 3
该用户
为普通居民
用户，无容
性负荷设备，
正常情况下
不可能出现
反向总有功
电量，初步
可判断该用
户计量装置
极性接反。

通过自
动化系统复合数据查询，可以看到该用户正常用电之后，系统采集回来的数据是
B相单相用电，且电流为负值，有功功率、功率因素值均为负值，可以确认该用
户确实是计量装置极性接反。

图 4
图5
4月18
日，工作人
员现场进行
极性更正后，
电流、有功
功率、功率
因素均恢复
正常，正向
总有功开始
走字。

该用户是
典型因电流极性
接反造成反向电
量的案例，需对
该用户进行电量
补收，按照故障
期间反向总有功
走字进行电量计
算即可。

1.
降低计量故障的措施
（1）做好投运前的管理，参与设计审查人员、验收人员要认真履职到位，
对设计审查、计量装置购置、配置、安装及竣工验收把关到位，确保设备零缺陷
投产，把好设备入口关。

投产验收后，应按照规程要求严格开展计量装置首检和
自动化系统远程检验，检定合格后方可列入周期检验工作计划中。

（2）加强对计量运维人员开展技术、技能培训，要求均能熟悉运用计量自动化系统，定期对辖区计量装置进行巡测，即时发现计量装置故障、异常并进行处理。

要具备数据分析、判断的能力，可以通过数据分析、对比、与客户或者相关部门沟通了解实际情况来辅助判断用户计量装置是否存在故障。

（3）加强计量设备基础管理，对新投运的厂站、用户现场认真收集用户和计量装置信息，拍照存档，建立起用户计量装置档案，便于核对信息或者为现场工作作为依据。

确保计量传单、营销系统、计量自动化系统用户档案信息录入准确一致，避免因档案错误导致的计量差错事件。

1.
总结
目前计量自动化系统功能已实用至各个部门、单位，只有熟练掌握了对系统功能的运用，做好了系统基础档案维护，才能发挥更大的贡献。

计量自动化系统的运用对计量运维工作有很大的帮助，但是目前仅掌握了部分功能，还要继续加强学习和运用，掌握计量自动化系统更多更强大的功能，以提高计量运维水平，从而减少计量差错事件的发生，减少电量纠纷，确保电量计费的公正、准确。

参考文献
［1］《电能计量及用电检查实用技术》.李国胜.中国电力出版社.2009年5月.
［2］《装表接电培训实用教材》.郑上慈.中国电力出版社.2014年12月.
［3］《电能计量技术》.黄伟.中国电力出版社.2012年7月.
作者简介
张汐波(1984-)男，汉族，本科。

主要研究方向：电能计量管理。