智能电能表的应用及运行维护

电力科技 智能电能表的应用及运行维护 智能电能表的应用及运行维护 王志勇 （国网安康供电公司，陕西 安康 725000） 【摘 要】随着我国国民经济对电力对需求的快速增长，智能电能表受到前所未有的重视。智能电能表已成为日常用电设备的重要的组成部分，其不仅是计量设备的电能消耗，同时也是用电信息采集系统数据信息源头以及数据传输的节点。本文在介绍了智能电能表技术的基础上，探讨了智能电能表的应用及运行维护措施，以期提高供电企业对智能电能表质量管控水平，推动智能电能表技术得到更好地推广应用。 【关键词】智能电能表；应用；维护 引言 电能是我们生活中的重要能源，对我们的日常生活有着十分重要的意义。随着社会科学技术的不断进步，人们提出了智能电能表。与传统电能表相比，智能电能表具有功能多、精度高、灵敏、可远程抄表等众多优点，这样就减少了电力企业的开资，有助于促进电力企业的健康发展。智能电表受到前所未有的重视，得到了广泛的使用。因此关于智能电能表的应用及运行维护等一系列工作就成为智能电网建设的首要工作。 1 智能电能表技术简介 智能电能表融合了通信、电子、信号处理以及自动化控制等方面的技术，以智能芯片为核心，具有对多个电气参数按照一定的要求进行测量、计费以及实现与上位机通信、用电管理等的功能的测量仪表。近几年来，智能电能表的功能更加全面，智能电能表的功能还包括电能量测量、存储功能、数据控制、预付费控制以及双向通信功能等方面。智能电能表的基本构成一般都是微处理器MCU、计量单元、传感器单元、通信单元及外设。不同的电能表在此基础上又做适当的增加，构成了智能电能表结构与功能的多样化，使得智能电能表具有以下特点： （1）较高的准确度 随着电子技术的迅速发展，借助于高水平的微处理器、智能计量芯片以及传感器技术，再加上生产工艺的精细化，这些技术提高了智能电能表电气参数计量、监控的准确性。 （2）高效率 网络技术及微处理器技术的广泛应用，大大提高了数据处理的速率，特别是在处理大量数据时具有明显的优势，它能高效有序的记录对大量数据，使得工作效率明显提高。 （3）可靠的安全性 智能电能表的可靠性直接影响着采集系统的安全，在智能电能表在研发设计过程中，对各个环节中加强验收测试，对其安全性倍加关注，同时还对产品的可靠度指标做出科学的预计测评，提高了智能电能表的质量，使得智能电能表与传统电能表相比安全性得到很大提高。 2 智能电能表的应用 电能表的发展经历了从单一功能到模块化、多元化的过程。随着电子技术的发展，电能表技术日渐成熟。目前，智能电能表的智能化主要体现在用户缴费和抄表的智能化，用户可通过多种方式实时了解用电信息，表计信息、实现本地或远程读取。电力企业也可以利用信息管理系统分析用户用电情况。这些功能对于实现真正意义上的智能化还是远远不够的，我们还必须通过稳固的通信网络，将智能化电能表用于整个电力系统的许多环节，将其推向一个可靠耐用的交流平台，实现用户和供电之间信息的交互。 随着经济的快速发展，将来的智能电网必须要考虑市场经济的电量交易信息，不断的走向网络化和模块化的方向。智能电能表作为智能电网中重要的信息传递媒介，目前的智能电能表用了计量芯片，功耗更小，准确度提高，误差变化小，比机械表更为准确可靠，智能电表能实现连续的带有时标的多种间隔的用电计量，远超过传统电能表单一电能计量功能。此外，已经实现数据动态管理、信息统计、数据分析、实时监控、远程费控等功能。对于用户来说，智能电能表记录了家中实时用电情况，智能电能表记录了家中实时用电情况，使居民更合理地使用电器，达到节约用电的目的。对于供电部门来说，智能电能表能够实现对用电设施的信息采集，更快捷地排除故障，提高供电可靠性。例如当某个地方电力系统出现异常情况的时候，智能电能表就会通过数据采集技术将这一情况反馈给供电公司，供电公司接受到信号后，准确定位故障地点，紧急抢修，避免了因故障引起的电费纠纷。 随着智能电能表自动化仓储系统和智能电能表主站的建成安装，智能电能表在未来生活中的会得到更加广泛的应用。 3 智能电能表的运行维护 随着智能电表的大规模的应用，智能电能表运行质量对于电力用户和供电企业变得格外重要。智能电能表运行故障种类主要可分为有电能表烧毁、 时钟的电池出现故障、时钟异常、外观破损、继电器故障、通信故障、显示故障、误差超差、数据异常、停止止工作及其他等。详见图1。 图1 智能电能表故障统计 了解了智能电能表常见的故障，我们才能提出相应的防范措施，为智能电能表的运行维护提供帮助。主要措施如下： （1）智能电能表的安装：安装时要根据环境条件的不同会有所改变，要注意“三防”，防水、防火、防灰尘。避免因这些因素造成智能电能表受潮或雨水经接户线顺入表箱或表尾，致使绝缘破坏等情况的发生。同时要注意智能电能表使用的适宜温度、额定电压，尽可能不要超出要求的范围。 （2）加强多部门合作：电力企业的正常运行需要很多行业的参与，因此智能电能表的运行维护也涉及很多部门，因此我们在进行电能表运行维护时，结合多个部门共同维护，如电费中心、营销部门等。首先要保证智能电能表管理人员的专业技能和人身安全，确保智能电能表的管理，提高智能电能表的运行效率。同时也要综合各个部门的职能，建立智能电能表的管理平台，定期对电能智能表进行检查和维护，及时进行故障处理。 （3）提高管理人员的素质：智能电能表技术性强，并且涉及多个领域。这就对智能电能表的维护和管理人员提出了很高的要求。所以相关部门要定期对维护和管理人员进行技能培训及成绩考核，从而提高工作人员的工作技能和知识水平。另外，还要加强对理论和技术兼备的技术人员的引进，特别是相关专业的大学生，这是因为大学生本身具备一定的专业知识基础，同时学习知识的能力较强，这就是提高知识型人才的建设。 （4）加强信息管理系统的建设 随着智能电网的快速发展，需要建立信息管理系统。它是电力系统中的重要环节，也是智能电网与客户实现互动的关键途径和具 （下转第218页） 2015.07︱231︱ Power Technology 220KV 5母母线地刀2GD1的常闭接点，以确保20588的合闸回路正确。（改造过程中新的GIS母线临时命名为220KV 8母和9母，分段开关命名为2058和2069。） （5）在新安装的205880合闸回路中，注意引入II期侧20585刀闸的常闭接点和本侧的20588刀闸的常闭接点，以确保205880的合闸回路正确。 ～ A15RD882～ N221甲00N3222甲00～ A1RD2GD18832G2GGBM881DLaDLbDLc8818801G1GII G控制N5221乙00222乙00～I N～II N线路隔离刀闸控制回路1G8842G886DLaDLbDLc880～II N母线地刀闭锁回路GBM母联闭锁回路～I NI G控制 图4 部分相关联锁回路图 3.2 编制完善的“继电保护安全措施票”，将施工所涉及到设备相关的重要回路逐一标明，特别是启动失灵回路、母差失灵刀闸判别回路、安稳电流回路、出口跳闸回路等。由于是分间隔逐步转接，在母差失灵保护屏上相邻的设备仍在运行，电流回路有电，出口跳闸回路有效，拆除时要再三确认，做好详细标识，用绝缘胶带可靠包扎和固定，防止发生电流回路开路，防止跳闸回路误碰正（或负）电源而导致误动作，也防止施工中直流接地导致保护误动作。 3.3 母差失灵保护在本次施工中，是风险性最高的一个设备 由于施工周期长，施工过程中是先将分段开关2058接入，所以母差失灵保护的运行方式在施工中就很特殊，中间的转接也很复杂和危险。不管是一期母差失灵去启动二期母差失灵，还是二期母差失灵去启动一期母差失灵，最终都是靠启动分段开关失灵来实现的，所以施工过程中，先要将互相启动分段开关2015的回路转接至新的I期母差失灵保护装置，拆除旧的回路（同时保证互相启动分段开关2026的回路完整），等变电站改造完毕，接入分段开关2026时，再将互相启动分段开关2026的回路转接，拆除旧的回路。这个过程中，要注意区分两个不同的回路，不能拆错和接错，不仅要按照继电保护措施票一步一步执行，还要对每一根线进行查对，直至正确方可接入，传动试验时由于不能传动真的开关，但是一定要传动到端子排的接线处。 3.4 针对新设备调试和投运试验时的风险，我们主要采取的也是使用继电保护安全措施票来确保工作的安全。安全措施票列明与试验设备有关的所有可能产生风险的回路与设备，并做好措施；制定调试作业文件包，将试验接线、绝缘检查、加量试验、整组传动等都项目逐一列明，质检点和见证点明确设置，严格执行三级验收制度；继电保护试验申请单上，列明试验需要隔离的设备和采取的措施，试验所要做的内容，试验的步骤，试验需要的配合工作，试验的目的等。 3.5 电流互感器和电压互感器回路工作 （1）防止电流互感器二次回路开路。在施工过程中，涉及到很多拆除电流回路、通流试验、带负荷试验等与电流互感器二次回路相关的工作。拆除电流回路时，必须先查清回路，再通过用钳表测量本回路电流、上下相邻设备电流来确认施工回路的正确性，再将 （上接第231页） 体体现。信息管理系统采用适当的数学模型对电表运行中的大量数据进行分析，从而实现对电表的日常运行信息进行管理。同时将采集到的信息发布到信息管理平台上，电力企业的各部门可以根据管理平台提供的信息对电表的运行维护情况进行统计分析，实现了信息共享。电力企业也可以利用信息管理系统分析用户日常用电的情况，此外还能有效防范窃电等行为。 4 结束语 随着全球逐渐进入智能电网时代，智能电能表作为较为简单的商用电子产品，在世界各国得到快速发展和推广。智能电能表的使用，节约了社会资源，减少了用电成本，一定程度上促进了社会的公平。在应用中不断探索，利用可靠的分析技术和科学的统计手段对智能电能表的运行情况做深入地分析与统计，提高供电企业对智上下相邻设备的回路用绝缘胶带封闭贴好，然后短接本回路，确认短接可靠后再断开电流端子连片，与另一端电缆对线确认。通流试验和带负荷试验时，首先要逐个检查回路接线完整，电流端子连片连好，接线紧固，然后才可以做试验。试验中，使用钳表或者伏安特性表时，要注意钳表的方向，注意力度，不能用力拉扯电流线。 （2）防止电压互感器二次回路短路和接地。在拆除和新安装设备的过程中，涉及到很多的电压回路，在转接小母线或接入电压回路的过程中，还必须带电操作。我们采取的措施是铺设绝缘胶皮，戴绝缘手套，拆1根线就绝缘包扎1根；使用的工具裸露部分绝缘包扎，防止误碰短路；无关的回路用绝缘胶带粘贴封闭，防止拆错线。 （2）对于新安装的上述回路要逐个检查是否符合《广东省电力系统继电保护反事故措施2007版》相关规范要求，如电流互感器安装位置正确性、电流互感器二次绕组配置合理性、继电保护装置交流电流回路接线方式，电压互感器二次回路的N600一点接地及各电压互感器地中性线不得接有可能断开的断路器或接触器等。 3.6 直流电源检查和整改。原来的直流电源在各个保护屏、控制屏间纵横交错，通过小母线、联络开关、端子排等并接，很复杂。我们采取的措施是结合新的继电保护反措要求，重新设计，将各保护装置电源、控制电源、双跳闸回路电源，直接从直流馈线柜引接至保护装置处或控制开关处。 4 施工中继电保护安全措施的实施效果 在整个施工改造过程中，我们严格按照风险辨识，工作安全分析，制定施工方案和调试方案，制定专门的继电保护安全措施票，填写继电保护试验申请单，加强现场施工监护和指导等步骤进行，整个施工均有序开展，没有出现过任何影响设备安全运行的继电保护事件和继电保护“三误”事故，总体安全情况良好。 5 结束语 整个变电站改造从施工准备到所有间隔全部安装、调试、转接、投运试验完成，历时约一年多。在整个改造过程中，我们设置了专门的工程管理机构，工程管理目标有针对性，就本工程的难点土建改建，工程重点设备安装，风险较高和难点并存的电气二次拆除、接线调试、整组试验等方面，均编制专项方案并监督落实，从而夯实了安全、质量和进度保障基础。尤其在继电保护安全措施和安全施工方面，处处做在前面，防患于未然，通过开展风险评估和辨识，然后展开工作安全分析，制定控制措施和对策，使用继电保护安全措施票和继电保护试验申请单等，并且在工作中加强现场施工监护和指导，督促各项措施的落实，整个改造工程最终完成，没有出现过任何影响设备安全运行的继电保护事件。 参考文献： [1]DL 408-91 电力安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)[S] [2]CSG/MS0806-2005 中国南方电网继电保护管理规定[S]. [3]王方林.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义（2007版）[M].北京:中国电力出版社,2008. 作者简介： 胡金勇，男，电气工程师，从事变配电设备与电气试验的检修管理工作。 黎红，女，电气工程师，从事继电保护与运动自动化设备的检修与维护工作。 周波，男，电气工程师，继电保护技师，从事继电保护与电气试验的检修与管理工作。 能电能表质量的管理和控制水平。智能电能表是智能电网中重要的信息载体，随着科学技术的进步，我们理应对智能电能表进行深入的研究，实现电网互动化及自动化的稳定运行。在不久的将来，我们将迎来更加低碳节能、方便快捷、智能的新生活。 参考文献： [1]朱中文,周韶园.智能电能表的概念、标准化和检测方法初探[J].电测与仪表,2011(04). [2]刘锦华,周瑞萍,蔡晓萍.浅析智能电能表的应用[J].科技情报开发与经济,2012(06). [3]王文静.智能电能表的现场运行管理策略研究[J].电测与仪表,2014 (11). [4]范卓霞,杨草田.基于SOC方案的电能表日计时误差控制研究[J].浙江电力,2014(5). ︱218︱华东科技