CN102033185A - 一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法 - Google Patents

Abstract

一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，涉及电力系统电能计量领域。目前通常检查电流电压的相位角来判断电能表的错接线，操作时需要携带现场校验仪等设备到现场检查，效率低。本发明通过电能表定时采集的三相电流、三相电压的标量值估算出视在功率，并根据估算视在功率和实际视在功率差异的比较，判断错接线的可能性。本发明实现大规模、远距离、持续判断，代替通过电流电压的相位角来判断检查电能表的错接线，提高判断的效率、减少人力及物力，实现自动化管理。

Description

一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法

【技术领域】

本发明涉及电力系统电能计量领域，尤指一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法。

【背景技术】

目前通常检查电能表的错接线通过电流电压的相位角来判断，实际操作往往需要携带现场校验仪等设备到现场检查。如果能够利用远程数据采集系统来做判断，则可以极大地提高工作效率。但是多数电能表信息的远程数据采集系统没有或者无法采集相位角，只能提供三相电流、三相电压的标量值，按照传统方法就难以做错接线的分析。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，能根据电能表采集的电流、电压、有功功率、无功功率判断电能表的错接线。为此，本发明采取以下技术方案：

本方法包括以下步骤：

1)电能表的采样和运算模块定时采集三相电流、三相电压、有功功率和无功功率；

2)电能表的通信模块将采样和运算模块定时采集的数据通过采集终端发送给主站，并存于主站的数据库中；

3)主站的错接线分析模块调用数据库在同一时间点由同一电能表采集的电流、电压、有功功率、无功功率数据；

4)错接线分析模块根据调用的数据计算视在功率估算值及实际的视在功率；

5)错接线分析模块根据功率估算值及实际的视在功率值，计算视在功率估算值和实际值之间的相对差值；

6)错接线分析模块根据相对差值，判断该电能表错接线的可能性。

通过对电能表采集的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率的计算和分析方便地找出可能存在接线差错的电能表。利用远程数据采集系统来做判断，实现大规模、远距离、持续判断，代替通过电流电压的相位角来判断检查电能表的错接线，提高判断的效率、减少人力及物力，实现自动化管理。

错接线分析模块通过以下公式计算估算视在功率：

(1)对于三相四线的电能表，视在功率估算值S’＝UaIa+UbIb+UcIc或(Ua+Ub+Uc)*(Ia+Ib+Ic)/3。

说明：视在功率的计算方法1：

当

时，上式＝UaIa+UbIb+UcIc

即可得到忽略三相功率因数差异的视在功率估算公式：

S’＝UaIa+UbIb+UcIc

视在功率的计算方法2：

在三相电流电压完全对称的情况下，

S＝3U_相I

当三相电流电压基本对称时，

$S\≈3\·\frac{\mathrm{Ua}+\mathrm{Ub}+\mathrm{Uc}}{3}\·\frac{\mathrm{Ia}+\mathrm{Ib}+\mathrm{Ic}}{3}$

即得到视在功率的第二个估算公式

S’＝(Ua+Ub+Uc)*(Ia+Ib+Ic)/3

(2)对于三相三线的电能表，视在功率估算值

说明：视在功率计算公式：

$S=\sqrt{3}\mathrm{UI}$

当三相电流电压基本对称时，

$S\≈\sqrt{3}\·\frac{\mathrm{Uab}+\mathrm{Ucb}}{2}\·\frac{\mathrm{Ia}+\mathrm{Ic}}{2}$

即得到视在功率估算公式：

$S^{,}=(\mathrm{Uab}+\mathrm{Ucb})*(\mathrm{Ia}+\mathrm{Ic})*\sqrt{3}/4$

实际视在功率

$S=\sqrt{P^2+Q^2}.$

视在功率估算值和实际值之间的相对差值计算公式：

$(S^{,}-\sqrt{P^2+Q^2})/S^{,}*100\%.$

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：

若视在功率估算值与实际值的相对差值在±20％范围之外则判断为疑似接线错误的电能表，否则认为正常。在三相电流电压平衡的情况下，视在功率估算值应与实际值相等，但基于以下三个因素导致两者之间存在误差：1、三相电流电压存在不平衡使估算方法的准确性受到影响；2、部分用户负荷瞬间波动较大，P、Q、U、I采样时间的细微差别就可能导致缺乏可比性；3、采样本身存在误差，尤其是电流较小的情况下，可能存在较大的误差。按照经验，采用20％作为判断的阈值，但是并不意味着20％是一个准确界定是否存在错接线的标准，这个相对差值只是表明了错接线可能性的大小，差值越大，可能性越大。

错接线分析模块根据电流、电压的平均值计算视在功率估算值。采用平均值忽略三相之间的差异，以提高功率估算值的准确性；比如三相电流分别为3，4，5，用平均值4来计算。

错接线分析模块计算同一电能表多个时间点的视在功率估算值及实际值，剔除电流较小的采样点后，对视在功率的估算值及实际值取平均值，并根据视在功率的平均估算值和平均实际值计算两者之间的相对差值以提高判断的准确性。在小电流情况下，采样本身的误差就比较大，而且三相不平衡也往往比较明显，所以视在功率的估算值和实际值会存在比较大的差异，因此，剔除小电流的采样点之后再做计算以提高判断的准确性。

错接线分析模块对各电能表定期采集的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率进行批量计算，筛选出差异较大的电能表作为疑似接线错误的名单。从而实现了对所有这些电能表运行状态的持续监控。比起传统的携带仪器设备、人工现场检查的方式，极大地提高了工作效率；并可在发现错接线后及时处理，减少差错。

有益效果：本方法通过三相电流、三相电压的标量值估算出视在功率，并根据估算视在功率和实际视在功率差异的比较，判断错接线的可能性，实现大规模、远距离、持续判断，代替通过电流电压的相位角来判断检查电能表的错接线，提高判断的效率、减少人力及物力，实现自动化管理。

【附图说明】

图1是本发明结构原理图。

图2是本发明流程图。

图3是本发明另一流程图。

【具体实施方式】

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明包括的硬件有：多个可定时采集数据的电能表、与电能表连接的终端，与多个终端连接的主站，电通表与终端可通过接口连接，终端与主站可通过有线或无线网络连接。主站设有存储器用于存放每个电能表的数据。

实施例一：如图2所示，本方法包括以下步骤：

1)电能表的采样和运算模块定时采集三相电流、三相电压、有功功率和无功功率；

2)电能表的通信模块将采样和运算模块定时采集的数据通过采集终端发送给主站，并存于主站的数据库中；

3)主站的错接线分析模块调用数据库在同一时间点由同一电能表采集的电流、电压、有功功率、无功功率数据；

4)错接线分析模块根据调用的数据计算视在功率估算值及实际的视在功率；对于三相四线的电能表，视在功率估算值S’＝UaIa+UbIb+UcIc或(Ua+Ub+Uc)*(Ia+Ib+Ic)/3；对于三相三线的电能表，视在功率估算值实际视在功率

5)错接线分析模块根据功率估算值及实际的视在功率值，计算视在功率估算值和实际值之间的相对差值；

6)错接线分析模块根据相对差值，判断该电能表错接线的可能性：若视在功率估算值与实际值的相对差值在±20％范围之外则判断为疑似接线错误的电能表，否则认为正常。

为大幅提高工作效率，及时对设备进行维护，提高自动化管理能力，错接线分析模块对各电能表定期采集的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率进行批量计算，筛选出差异较大的电能表作为疑似接线错误的名单。

实施例二：

如图3所示，与实施例一不同之处在于：1、在计算功率估算值及际视在功率值前，先判断该时间点电流值的大小，若电流值小于m，则重新从数据库中取值以剔除位于小电流时该点的电流、电压、有功功率及无功功率值，提高估算精度。2、以视在功率估算平均值和实际视在功率平均值代替计算视在功率估算值及实际视在功率值，并采用计算视在功率估算平均值和实际视在功率平均值之间的相对差值作为判断依据。

以上图1-3所示的一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)电能表的采样和运算模块定时采集三相电流、三相电压、有功功率和无功功率；

2)电能表的通信模块将采样和运算模块定时采集的数据通过采集终端发送给主站，并存于主站的数据库中；

3)主站的错接线分析模块调用数据库在同一时间点由同一电能表采集的电流、电压、有功功率、无功功率数据；

4)错接线分析模块根据调用的数据计算视在功率估算值及实际的视在功率；

5)错接线分析模块根据功率估算值及实际的视在功率值，计算视在功率估算值和实际值之间的相对差值；

6)错接线分析模块根据相对差值，判断该电能表错接线的可能性。

2.根据权利要求1所述的一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，其特征在于：若视在功率估算值与实际值的相对差值在±20％范围之外则判断为疑似接线错误的电能表，否则认为正常。

3.根据权利要求2所述的一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，其特征在于：错接线分析模块根据电流、电压的平均值计算视在功率估算值。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，其特征在于：错接线分析模块计算同一电能表多个时间点的视在功率估算值及实际值，剔除电流较小的采样点后，对视在功率的估算值及实际值取平均值，并根据视在功率的平均估算值和平均实际值计算两者之间的相对差值以提高判断的准确性。

5.根据权利要求4所述的一种基于视在功率估算的电能表错接线判断方法，其特征在于：错接线分析模块对各电能表定期采集的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率进行批量计算，筛选出差异较大的电能表作为疑似接线错误的名单。

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