电能表在线误差自诊断及防窃电技术探析

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热度0票  浏览115次 时间：2020年5月13日 15:52

王 妲

（广州供电局有限公司计量中心）

摘 要：电能表计量的准确和可靠是保证电费结算和电力交易公平的基础，通过对电能计量装置的管理和运维从而保证在运行电能表的准确度是十分重要的工作。因此，本文将结合电能表的计量现状，进一步进行电能表在线误差自诊断及防窃电技术探析。

关键词：电能表；在线误差；自诊断；防窃电技术

0 引言

近几年，对于电能表误差自诊断技术的研究，主要是通过安装在现场的标准电能表和一个远程的智能终端，现场电能表负责对现场电能信息的采集，然后将采集到的信息通过外部无线网络，上传采集数据，智能终端通过数据分析和比对判断，来计算现场误差的偏差情况，获得计量误差数据。该方法的缺点是需要在现场额外安装一只标准电能表，成本大大增加，特别是对于单相表，可能为了远程监测，增加的成本远远超出现场校验的成本，不易推广，产生的效益不大。另外检定规程规定标准表的检定要在参比条件下进行，即经过一定时间后，标准电能表由于无法现场检定，不能保证计量准确度符合标准要求，又需要定期拆回开展室内检定。

随着半导体设计技术及生产制造工艺等各方面的发展，电能计量技术研究在功能增加、性能提升的同时，器件成本相比较以前大幅度下降，这些都为电能表特别是智能电表的技术发展奠定了基础。随着电能计量功能和性能的逐渐完善，国外半导体公司在满足计量基本功能的前提下将计量技术的研究领域扩展到了对电能表的防窃电和误差自诊断方面，并取得了长足的进步。具体来讲，此类电能计量芯片的发展趋势就是在电能表的计量单元或电能计量芯片中集成误差自诊断和防窃电功能，从而可以在不增加电能表外部硬件的情况下，仅在电能表内部即可完成整个电能表的误差自诊断、智能防窃电功能。

1 电能表计量现状

电能表计量的准确和可靠是保证电费结算和电力交易公平的基础，通过对电能计量装置的管理和运维从而保证在运行电能表的准确度是十分重要的工作。根据《DL／T448—2016电能计量装置技术管理规程》的规定，目前对投入现场运行的电能计量装置采用周期检验和运行抽检的方式进行运维。

电能表生命周期中主要包括以下几个环节保证运行准确度满足相关规范和标准要求：

图1 电能表生产、使用环节

（1）由上图可见，电能表一旦进入现场运行环节，其运行准确度将主要取决于电能表本身的设计水平、生产工艺、元器件品质等。虽然随着技术的发展，电能表的性能相较于之前有了较大提升，但现场运行的电能表受环境、元器件特性或其他外部因素的影响，计量准确度仍然有可能会产生较大误差，而现有运维方式只能通过定期检验、抽检或用户投诉等方式发现问题，故障发现率低且时间和经济成本较高。

（2）目前对于现场运行的表计的误差检测，主要是采用现场校验仪进行校验。该方法需要检测人员到现场进行，虽然检测过程无需停电，不影响电能表的计量，但是检测工作量大，且实时性较差。而且该方法会受到现场负荷的限制，在低于现场鉴定要求时，原则上不能进行现场校验。

（3）现有电能表的设计寿命一般要求大于10年，而现行《JJG596-2012电子式交流电能表检定规程》规定：0.2S级、0.5S级有功电能表，检定周期一般不超过6年；1级、2级有功电能表和2级、3级无功电能表，检定流程一般不超过8年。意味着电能表的轮换周期一般为6~8年，未最大程度地利用电能表的设计寿命。给供电企业造成了较大的资产浪费且产生了较多的电子垃圾需要处理，同时也增加了环境保护的压力。究其原因，很大程度上是因为缺乏对电能表运行误差的动态在线监测手段而无法实现针对性的电能表轮换。

（4）此外，在电力用户中，存在一定比例的窃电现象，而且新的窃电手段不断出现，反窃电的难度和投入不断加大。而且，如何准确有效地获取窃电证据也是一个亟待解决的课题。

2 电能表在线误差自诊断及防窃电技术探析

综上所述，在不影响计量装置的正常运行的情况下，研究和应用电能表误差自诊断、智能防窃电技术，将具有巨大的经济和管理效益，符合未来用电技术以及精益管理的发展方向。因此，在实际应用中要实现电能表误差自诊断、智能防窃电技术的研究，进一步提高电能表的运维管理水平。

2.1基于自动抄表系统的智能电能表防窃电技术

为了有效的缩减传统人工抄表存在的大工作量，降低人为获取数据产生的误差，保证用户用电数据获取的便捷、及时、准确性，可借助先进的科学技术进行现代化的供电管理，利用自动化设备实现建立智能电网、分析相应的数据并予以研究。此时最终重要的是利用智能电能表进行计量，通过计量装置实现智能电能表融合联系计算机技术，两者相互帮助发挥作用。此时需要供电人员监管控制智能电网，分析智能电表所提取采集的信息数据，通过计算分析、建图研判、远程自动监控等强化数据的利用，实现便捷化、智能化、快速实时的管理电能表的管理，便于工作人员，准确及时的收获用户用电详情，以便实现自动化扣除电费、自动化抄表等，利用智能化监控，及时发现电网存在隐患，正确处理警报，防止窃电行为的发生，及时处理窃电隐患。

2.2智能电能表的电力负荷控制系统的防窃电技术

利用电力负荷控制系统实时监测用户用电情况，对所收集的各种数据，分析处理绘制成会负荷曲线图，实现对用户用电的分析统计。综合使用高科窃电侦查技术，引入反窃电方法，分析、用电数据、判断电力异常情况。利用最小二乘法构件预测模型判断用户用电规律，与用户实际用电数据进行对比，发现电量变化，确定其是否合理。使用TA/TV回路进行数据的采集，分析计算用户用电。比较于电能表回传数据，检测发现异常。当异常较大时，应确诊存在窃电行为，采用对应的处理措施。通常情况下，根据电流数据、各相位电压实时变化可确定用户的用电异常。系统实时监测过程中，数据异常变化可观察所示。控制线路与设备可及时发处警告，此时检查人员可立即实地检查，发现并确定用户窃电现场与证据。

2.3基于智能电能表计量芯片设计的防窃电技术

智能电能表防窃电主要是根据防窃电功能的研究。改变智能电能表中的计量芯片是最佳的防电方式，对计量芯片内通道的调改，使其相应的电流、电压均发生信号改变，通过使用较多的信号输入进行计算分析获得数据，勘察比较各电网路线所存数据，利用电能输送电流和电压，使其在系统平台被查看，以便检测分析数据的合理性，进而实现对窃电犯罪行为的打击。

2.4磁场检测防窃电技术

此方法主要是指对电能表中的恒定计量磁场、变交磁场等进行检测。根据检测恒定磁场中的检测单元确定其电路组成，根据霍尔传感器进行电路信号的检测，后经由放大电路、比较电路将检测电路信号处理输入到最终的逻辑组合电路中进行综合分析与判断。对于变交磁场的检测主要是对其待检单元内的变交线圈进行检测，检测获取交变线圈电信号后，经不同电路处理后最终由逻辑组合电路进行信号研判。

3 电能表的运维管理水平提升发展方向

（1）对在运行电能表的误差进行实时的监测和自动采集、记录，并根据实际的需要进行处理。当误差相比较于出厂误差发生小幅度变化但仍在精度等级范围之内时，可以继续进行监测无需处理；当误差发生较大变化时，可以触发报警并进行事件记录，此时可安排现场人员

（2）针对性和实时性将会得到大幅度的提升。

（3）电能表的轮换机制可以由现行的定期轮换改为针对性的轮换，即在设计使用寿命范围内，只在误差超限时进行轮换，以最大化的利用电能表的使用寿命。同时由于电能表实时误差处于在线可监测状态，因此可以减轻现有运行模式中的运行抽检环节的工作压力以及减少人力和资金投入。

（4）电能表在整个运行过程中所采集的误差数据，可以形成电能表的生命周期误差曲线，从而为分析电能表的长期稳定性、品质以及失效方式提供数据支撑，进一步为提高电能表的生产设计及品质管控提供指导。还可以对不同运行环境、不同区域、不同生产厂家等电能表生命周期误差曲线进行横向对比，从而得出相关特征数据。

（5）可以对包括CT、PT在内的电能表前端模拟采样信号链传递函数进行实时的监测，任何窃电方式如果造成传递函数改变可触发报警信号并记录窃电事件信息，可随后派人赴现场确认窃电是否发生，并根据实际的需要进行处理。■参考文献

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