CN104597426A - 电能计量装置远程在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能计量装置远程在线监测方法，在各个厂站设置本地电能表监测单元，在远端管理主站设置数据服务器和电能表管理监控终端，本地电能表监测单元通过下行通讯电缆和其所在厂站管辖范围下的各用电站点的电能表相连，本地电能表监测单元实时监测电能表的计量状况和运行状况，并通过上行的远程通讯网络将监测到的数据发送给数据服务器，电能表管理监控终端调取数据服务器上的信息，对各电能表进行在线测试、数据记录、数据分析和故障判断、故障报警。本发明集电能信号采集与处理、数据库管理、电能表误差自动校验、二次回路状态监测和报警于一体，省时省力，实现电能表在线实时的遥控测试、数据分析和统一管理，提高电能表的管理和维护。

Description

电能计量装置远程在线监测方法

技术领域

本发明涉及一种电能表检测设备，尤其涉及一种能对已投入运行的电能计量装置进行实时在线远程监测的电能计量装置远程在线监测方法。

背景技术

目前使用的电能表检测设备，功能比较多，显示内容也较丰富，但一般都只能在电能表生产厂站进行本地检测，是电能表出厂前的检测设备。而对于已安装在用户端使用的电能表，要对其进行检测，目前用的是现场校验仪，也是种本地检测设备。对于已经安装好并投入运行的电能计量装置，目前还没有一种可对其进行全方位在线测试的设备，对电能表的维护，还停留在出了故障、报修、上门检测、维修或更换的阶段，费时费力，无法对电能表进行统一的在线管理和数据分析，大大影响了电能表的管理和维护。

发明内容

本发明主要解决原有电能表检测设备都只能对电能表进行本地检测，对已投入使用的电能表的维护，还停留在出了故障、报修、上门检测、维修或更换的阶段，费时费力，无法对电能表进行统一的在线管理和数据分析，大大影响了电能表的管理和维护的技术问题；提供一种电能计量装置远程在线监测方法，其能对已投入使用的电能计量装置进行远程在线测试、故障判断、记录分析，实现电能表的统一管理、数据分析和遥控测试，省时省力，大大提高电能表的管理和维护。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的电能计量装置远程在线监测方法：在各个厂站设置本地电能表监测单元，在远端管理主站设置通过局域网相连的数据服务器和电能表管理监控终端，本地电能表监测单元通过下行通讯电缆和其所在厂站管辖范围下的各用电站点的电能表相连，本地电能表监测单元实时监测与之相连的电能表的计量状况和运行状况，并通过上行的远程通讯网络将电能表的计量状况和运行状况发送给位于远端管理主站的数据服务器，所述的电能表管理监控终端调取数据服务器上的信息，对各厂站管辖的电能表进行在线测试、数据记录、数据分析和故障判断、故障报警，实现电能表在线实时的统一管理。本地电能表监测单元对其属下的电能表进行在线检测，并将监测数据、测试参数通过远程通讯网络发送给远端的数据服务器，再由数据服务器输送给电能表管理监控终端。电能表管理监控终端也可通过远程通讯网络对前端的电能表进行遥控测试。电能表管理监控终端对各电能表进行统一管理和数据分析，还可以为其他管理系统提供数据源。本发明将各电能表连成一张监控网，电能表管理监控终端可在线、实时地监测各用电站点的用电状况及电能表的运行状况，便于及时发现问题，及时作出处理。本发明能对已投入使用的电能计量装置进行远程在线测试、故障判断、记录分析，实现电能表的统一管理，省时省力，大大提高电能表的管理和维护。其中上行远程通讯网络可以是以太网、GSM无线通讯网、CDMA无线通讯网、PSTN电话网或RS232通讯电缆，根据需要，可采用多种通讯方式进行数据交互，使用灵活。下行的通讯电缆可采用485总线方式。

作为优选，所述的本地电能表监测单元通过多通道标准电能表采集当前回路的电力瞬时参数，包括电压、电流、相位、功率因数、频率、有功功率、无功功率及视在功率，对在线运行中电能表进行电能误差测试，并在线测试PT二次回路的压降和CT二次回路的负荷，对电能表的有功电能和无功电能进行误差校验；当被监测线路发生异常时，所述的本地电能表监测单元通过显示和/或启动喇叭进行本地报警，并远程发送给所述的电能表管理监控终端进行远程报警。测试参数全面，监测完全，报警更可靠。

作为优选，所述的本地电能表监测单元通过电流CT切换单元对采样CT二次回路进行切换，电流CT切换单元包括端子排、切换继电器和多个采样CT，多个采样CT的初级线圈分别经端子排上的相应接线端子和多个电能表相连，每个采样CT的次级线圈上并联有一个电阻，各个采样CT的次级线圈的一端均并接在一起构成电流CT切换单元的一个输出端，各个采样CT的次级线圈的另一端分别和所述的切换继电器的各个触点相连，切换继电器的公共点构成电流CT切换单元的另一个输出端；电流CT切换单元每一个电流回路安装一个采样CT，通过端子排与相应的被测电流回路相连形成一个完整的回路，当需要检测第一回路的电流时，通道切换继电器将采样信号切换到相应采样CT的二次侧，并将采样信号输入到多通道标准电能表进行测量，无论采样CT二次侧如何切换，采样CT的一次侧都不会开路，从而可以避免因CT开路造成的安全隐患。电流CT切换单元采用插卡方式安装，每个单元可安装6组18路采样CT，并可对采样CT二次回路进行切换，保证CT不会开路。最多可实现四个电流CT切换单元进行级联。作为多通道多功能标准电能表一部分，当需要送检时，可以先短接端子排中各个采样CT初级线圈的连接端子，再拆下标准表，也可保证电流回路不会开路。

作为优选，所述的本地电能表监测单元通过电压PT切换单元实现四段母线PT切换，通过电能表脉冲采集切换单元实现电能表脉冲输入切换。电能表脉冲采集切换单元对多个回路的电能表输入脉冲进行切换，切换逻辑与电流回路CT切换逻辑一致。

作为优选，所述的电能表管理监控终端以向量图显示各电能表的电压信号和电流信号，显示电压波形和电流波形，对电压信号和电流信号进行谐波分析，并以柱状图显示，便于判断电能表的现场接线情况。

作为优选，所述的电能表管理监控终端可以根据时间查询历史数据，并可以电子表格的形式导出数据，自动生成各种统计报表，可查询并显示各项历史报警信息和内容，并绘制趋势图。显示直观，更便于分析和管理。

作为优选，所述的本地电能表监测单元和电能表管理监控终端都能通过键盘输入进行参数设置，设置的参数包括校验脉冲常数、测量圈数、接线方式、接入PT信息、接入CT信息和测量内容，可根据需要方便地制定测试任务。监测方便且灵活。

作为优选，所述的故障报警包括被监测的线路失压和失流、电能表超差、PT二次回路压降超限、采样CT及其采样CT二次回路运行异常及监测系统自身异常。故障测试全面，提高电能计量装置及监测系统的可靠性，确保电力系统正常运行。

本发明的有益效果是：集电能信号、数据采集与处理、数据库管理、现场电能表误差自动校验、二次回路状态监测、报警和通讯于一体，监测范围包括电能表、电压互感器、电流互感器及其整个二次回路，能对电能计量设备在运行的过程中进行远程全方位的在线测试、故障判断、记录分析，实现电能表的统一管理、数据分析和遥控测试，省时省力，大大提高电能表的管理和维护。附图说明

图1是本发明中电能计量装置远程在线监测的一种系统连接结构框图。

图2是本发明中本地电能表监测单元的一种电路原理连接结构框图。

图3是本发明中电流CT切换单元的一种电路原理图。

图中1.远端管理主站，2.数据服务器，3.电能表管理监控终端，4.厂站，5.本地电能表监测单元，6.电能表，7.远程通讯网络，8.中央处理单元，9.按键单元，10.显示单元，11.第一通讯单元，12.第二通讯单元，13.电量采集监测单元，14.电能误差测试单元，15.电流CT切换单元，16.电压PT切换单元，17.电能表脉冲采集切换单元，18.端子排，19.切换继电器，20.采样CT，21.电阻。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的电能计量装置远程在线监测方法，以电能计量装置远程在线监测系统为硬件基础，如图1所示，电能计量装置远程在线监测系统包括安装在远端管理主站1的数据服务器2和电能表管理监控终端3及安装在各个厂站4的本地电能表监测单元5，本地电能表监测单元5和其管辖范围下的各用电站点的电能表6相连，多个本地电能表监测单元5和数据服务器2通过远程通讯网络7相连，数据服务器2再和电能表管理监控终端3通过局域网相连。

电能表管理监控终端3是一台PC机或工控机。如图2所示，本地电能表监测单元5包括中央处理单元8、按键单元9、显示单元10、第一通讯单元11、第二通讯单元12、电量采集监测单元13、电能误差测试单元14、电流CT切换单元15、电压PT切换单元16和电能表脉冲采集切换单元17，按键单元9、显示单元10、第一通讯单元11、第二通讯单元12、电量采集监测单元13、电能误差测试单元14、电流CT切换单元15、电压PT切换单元16及电能表脉冲采集切换单元17分别和中央处理单元8相连，第一通讯单元11和数据服务器2通过远程通讯网络7相连，第二通讯单元12和安装在各用电站点的电能表6相连。上行的第一通讯单元可采用RS232、以太网、GSM网、CDMA无线通讯网或PSTN电话网络和远端电能表管理监控终端实现通讯，下行的第二通讯单元采用485总线方式和各电能表实现通讯。电量采集监测单元13、电能误差测试单元14、电流CT切换单元15和电压PT切换单元16构成多通道标准电能表，即在线校验检测单元，各功能模块采用插卡方式安装，方便扩展。如图3所示，电流CT切换单元15包括端子排18、切换继电器19和多个采样CT20，多个采样CT20的初级线圈分别经端子排18上的相应接线端子和多个电能表6相连，每个采样CT20的次级线圈上并联有一个电阻21，各个采样CT20的次级线圈的一端均并接在一起构成电流CT切换单元15的一个输出端，各个采样CT20的次级线圈的另一端分别和切换继电器19的各个触点相连，切换继电器19的公共点构成电流CT切换单元15的另一个输出端。

电能计量装置远程在线监测方法为：在各个厂站4设置本地电能表监测单元5，在远端管理主站1设置通过局域网相连的数据服务器2和电能表管理监控终端3，本地电能表监测单元5通过下行的485通讯电缆和其所在厂站管辖范围下的各用电站点的电能表6相连，本地电能表监测单元5实时监测与之相连的电能表6的计量状况和运行状况，并通过上行的远程通讯网络7将电能表6的计量状况和运行状况发送给位于远端管理主站1的数据服务器2，电能表管理监控终端3调取数据服务器2上的信息，对各厂站4管辖的电能表6进行在线测试、数据记录、数据分析和故障判断、故障报警，故障报警包括被监测的线路失压和失流、电能表6超差、PT二次回路压降超限、采样CT20及其采样CT20二次回路运行异常及监测系统自身异常，实现电能表6在线实时的统一管理。

本地电能表监测单元5通过多通道标准电能表采集当前回路的电力瞬时参数，包括电压、电流、相位、功率因数、频率、有功功率、无功功率及视在功率，对在线运行中电能表6进行电能误差测试，并在线测试PT二次回路的压降和CT二次回路的负荷，对电能表6的有功电能和无功电能进行误差校验；当被监测线路发生异常时，本地电能表监测单元5通过显示和启动喇叭进行本地报警，并远程发送给电能表管理监控终端3进行远程报警。本地电能表监测单元5通过电流CT切换单元15对采样CT20二次回路进行切换，电流CT切换单元15每一个电流回路安装一个采样CT20，通过端子排18与相应的被测电流回路相连形成一个完整的回路，当需要检测第一回路的电流时，切换继电器19将采样信号切换到相应采样CT20的二次侧，并将采样信号输入到多通道标准电能表进行测量，无论采样CT20二次侧如何切换，采样CT20的一次侧都不会开路，从而可以避免因CT开路造成的安全隐患。作为多通道多功能标准电能表一部分，当需要送检时，可以先短接端子排中各个采样CT初级线圈的连接端子，再拆下标准表，也可保证电流回路不会开路。本地电能表监测单元5通过电压PT切换单元16实现四段母线PT切换，通过电能表脉冲采集切换单元17实现电能表脉冲输入切换。电能表管理监控终端3以向量图显示各电能表6的电压信号和电流信号，显示电压波形和电流波形，对电压信号和电流信号进行谐波分析，并以柱状图显示，便于判断电能表6的现场接线情况；可以根据时间查询历史数据，并可以电子表格的形式导出数据，自动生成各种统计报表，可查询并显示各项历史报警信息和内容，并绘制趋势图。本地电能表监测单元5和电能表管理监控终端3都能通过键盘输入进行参数设置，设置的参数包括校验脉冲常数、测量圈数、接线方式、接入PT信息、接入CT信息和测量内容，可根据需要方便地制定测试任务。

远端的电能表管理监控终端对安装在各个厂站的本地电能表监测单元的监测数据、测试参数及遥控测试进行统一管理和数据分析，同时还可以为其他管理系统提供数据源，其具备以下主要功能：

1、远程遥控功能：实现厂站本地电能表监测单元的远程遥控测试，判断用电状况和电能计量设备的的运行状况；实现厂站本地电能表监测单元的测试参数设置、读取和修改等；可实现对运行中各厂站本地电能表监测单元内的测试记录的下载和存储；

2、数据统计分析功能：具备数据统计功能，可以根据时间查询历史数据，并可以电子表格的形式导出数据，自动生成各种统计报表；能够显示、查询系统的各项历史报警信息和内容；具备趋势图绘制功能；

3、异常信息报警功能：对各种异常情况进行主动上报，并及时通知运维人员；

4、数据共享功能：可按照给定的数据格式，实现数据与其他数据管理系统的共享。

本发明对电能表可就地操作进行测试，也可远程进行遥控监测；可对电能计量设备进行全面的在线监测，可有效地解决人工现场检定和故障处理周期长的问题；在线实时监测各线路的负荷情况和电能表的误差情况，可对电能表的准确度和稳定度进行在线评估；可实现PT二次回路压降和负荷、CT二次回路负荷及电能计量装置运行工况的在线监测，更准确的判断二次回路的运行状况；具备现场校验仪的功能，支持多种通讯方式。

本发明主要功能：

1.可测量并显示电压、电流、功率因数、相角、频率、有功功率、无功功率及视在功率等电力瞬时参数，并及时对被监测线路的异常情况提供显示、声音及远程报警。

2.可对电能表有功和无功电能误差进行校验，具备主副表同时测试功能。

3.能够实现宽电压、电流信号直接输入，系统具备电压、电流量程自动切换功能。

4.具备电压、电流的向量图测量和显示功能，可方便判断现场接线情况。

5.具有电压、电流波形显示功能，并可对电压、电流信号进行谐波分析，并以柱状图显示。

6.具备4段母线PT和最多24组CT切换功能，可对PT的二次回路压降和CT二次回路实际负荷进行在线监测，更准确的判断二次回路的运行状况。

7.通过本地键盘数入或通信接口(本地或远程)设置各类参数，如：校验脉冲常数、测量圈数、接线方式、接入PT和CT的信息、测量内容，能制定测试任务功能。实现本地或远程启动任意回路的各个监测功能测试。

8.所有监测数据可以手动或自动保存，方便本地和远程PC进行数据下载。

9.具备本地和远程报警功能，系统在发现自身异常和被监测回路异常时均能发出报警信息。

10.系统可提供的报警信息包括：线路失压、失流；电能表超差；PT二次回路压降超限；CT及其二次回路运行异常，并做出定性分析、提示；系统自身异常等报警信息。

11.系统支持多种通讯方式，包括：RSR232串行通讯，GSM无线通讯，CDMA无线通讯，PSTN电话网络通讯，INTERNET/LAN网络通讯。

12.远端电能表管理监控终端管理软件功能：汉化界面，具备用户管理功能，能根据不同的权限对现场终端设备进行可设定的不同操作内容；具备远程手动遥控测试功能；具备远程数据下载、现场监测设备的各种设置参数的下载、修改、上传功能；具备数据库文档，可以根据时间查询历史测试数据，并以电子表格的形式导出数据；具备数据统计功能，能够形成电能表误差数据报表、PT二次压降报表、CT二次导纳测量报表、CT二次负荷、PT二次负荷报表、现场电力参数报表等各类报表；具备数据分析功能，能够进行报警值设定，能够形成电表误差、PT二次回路压降、CT及其二次回路导纳变化等参数变化趋势图；能够显示、查询系统的各项历史报警信息内容；同一台现场监测设备可允许多台后台PC机在不同时间段内对数据进行访问，但同一时间只有一台能建立连接，同时同一后台PC机可不同时间段内对多台现场监测设备数据进行访问；能对计量设备综合误差在线统计和分析；具备WEB发布功能，可实现数据库的WEB资源共享。

Claims (8)

1.一种电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于在各个厂站(4)设置本地电能表监测单元(5)，在远端管理主站(1)设置通过局域网相连的数据服务器(2)和电能表管理监控终端(3)，本地电能表监测单元(5)通过下行通讯电缆和其所在厂站管辖范围下的各用电站点的电能表(6)相连，本地电能表监测单元(5)实时监测与之相连的电能表(6)的计量状况和运行状况，并通过上行的远程通讯网络(7)将电能表(6)的计量状况和运行状况发送给位于远端管理主站(1)的数据服务器(2)，所述的电能表管理监控终端(3)调取数据服务器(2)上的信息，对各厂站(4)管辖的电能表(6)进行在线测试、数据记录、数据分析和故障判断、故障报警，实现电能表(6)在线实时的统一管理。

2.根据权利要求1所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于所述的本地电能表监测单元(5)通过多通道标准电能表采集当前回路的电力瞬时参数，包括电压、电流、相位、功率因数、频率、有功功率、无功功率及视在功率，对在线运行中电能表(6)进行电能误差测试，并在线测试PT二次回路的压降和CT二次回路的负荷，对电能表(6)的有功电能和无功电能进行误差校验；当被监测线路发生异常时，所述的本地电能表监测单元(5)通过显示和/或启动喇叭进行本地报警，并远程发送给所述的电能表管理监控终端(3)进行远程报警。

3.根据权利要求2所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于所述的本地电能表监测单元(5)通过电流CT切换单元(15)对采样CT(20)二次回路进行切换，电流CT切换单元(15)包括端子排(18)、切换继电器(19)和多个采样CT(20)，多个采样CT(20)的初级线圈分别经端子排(18)上的相应接线端子和多个电能表(6)相连，每个采样CT(20)的次级线圈上并联有一个电阻(21)，各个采样CT(20)的次级线圈的一端均并接在一起构成电流CT切换单元(15)的一个输出端，各个采样CT(20)的次级线圈的另一端分别和所述的切换继电器(19)的各个触点相连，切换继电器(19)的公共点构成电流CT切换单元(15)的另一个输出端；电流CT切换单元(15)每一个电流回路安装一个采样CT(20)，通过端子排(18)与相应的被测电流回路相连形成一个完整的回路，当需要检测第一回路的电流时，切换继电器(19)将采样信号切换到相应采样CT(20)的二次侧，并将采样信号输入到多通道标准电能表进行测量，无论采样CT(20)二次侧如何切换，采样CT(20)的一次侧都不会开路，从而可以避免因CT开路造成的安全隐患。

4.根据权利要求2或3所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于所述的本地电能表监测单元(5)通过电压PT切换单元(16)实现四段母线PT切换，通过电能表脉冲采集切换单元(17)实现电能表脉冲输入切换。

5.根据权利要求1所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于所述的电能表管理监控终端(3)以向量图显示各电能表(6)的电压信号和电流信号，显示电压波形和电流波形，对电压信号和电流信号进行谐波分析，并以柱状图显示，便于判断电能表(6)的现场接线情况。

6.根据权利要求1或5所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于所述的电能表管理监控终端(3)可以根据时间查询历史数据，并可以电子表格的形式导出数据，自动生成各种统计报表，可查询并显示各项历史报警信息和内容，并绘制趋势图。

7.根据权利要求1或2或5所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于在所述的本地电能表监测单元(5)和电能表管理监控终端(3)都能通过键盘输入进行参数设置，设置的参数包括校验脉冲常数、测量圈数、接线方式、接入PT信息、接入CT信息和测量内容，可根据需要方便地制定测试任务。

8.根据权利要求1或2或5所述的电能计量装置远程在线监测方法，其特征在于在所述的故障报警包括被监测的线路失压和失流、电能表(6)超差、PT二次回路压降超限、采样CT(20)及其采样CT(20)二次回路运行异常及监测系统自身异常。