CN104880685A - 一种计量装置二次回路运行的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计量装置二次回路运行的评价方法，包括以下步骤：1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场计量装置二次回路的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立计量装置二次回路运行评价的数学模型；3)根据建立的计量装置二次回路运行评价的数学模型，对计量装置二次回路运行进行评价，获得计量装置二次回路的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测计量装置二次回路的运行趋势并进行预警。与现有技术相比，本发明具有科学合理、研究对象具体数目多、涉及面广、体系化、智能化等优点。

Description

一种计量装置二次回路运行的评价方法

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是涉及一种计量装置二次回路运行的评价方法。

背景技术

关口计量是三集五大体系中大营销体系下的重要一环，关口计量装置运行情况的好坏不仅体现管理水平，更关系售购电双方经济效益。为了公平、公正、公开、公信管理装置，维护计量的严肃性，有必要对运行情况进行细化和分类评价，为技术反措提供科学依据。

此次，由上海市电力公司电力科学研究院联合厦门红相公司和技服公司承担的“关口电能计量装置运行评价体系及远程状态监测方案研究”项目，研究关口计量装置在计量方式、计量设备配置、投运条件符合性、计量装置二次回路运行状况、互感器运行状况、二次回路状况、计量柜状况等方面的评价细则，同时研究制定运行状态等级划分细则，同时配套研究远程监测装置技术方案、远程监测装置验收、安装、运维与反措实施方案，着重解决关键计量运行数据的监测、分析、预警和远程传输手段、系统接入等实际应用问题，创新管理手段，提升管理水平。

目前，电力公司对于现场运行的计量装置二次回路主要是通过周期检定的方式来判断其运行状态，而周期检定存在工作量大、耗费人力物力大、故障发现不及时、故障后电量追补依据不充分等一系列弊端，因此，建立计量装置二次回路的运行状态评价方法是当前迫切需要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种科学合理、研究对象具体数目多、涉及面广、体系化、智能化的计量装置二次回路运行的评价方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种计量装置二次回路运行的评价方法，包括以下步骤：

1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场计量装置二次回路的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；

2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立计量装置二次回路运行评价的数学模型；

3)根据建立的计量装置二次回路运行评价的数学模型，对计量装置二次回路运行进行评价，获得计量装置二次回路的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测计量装置二次回路的运行趋势并进行预警。

所述的步骤2)中建立计量装置二次回路运行评价的数学模型具体包括以下步骤：

21)获取计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁；

22)获取计量装置二次回路运行的综合修正系数f_COM；

23)根据初始健康指数HI₁和综合修正系数f_COM建立计量装置二次回路运行评价的数学模型为：

HI＝HI₁×f_COM。

所述的步骤21)中计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁的计算式为：

HI₁＝max(HI_DL,HI_PTYJ,HI_PTFH,HI_CTFH)

${\mathrm{HI}}_{\mathrm{DL}}={\mathrm{HI}}_0\×e^{B\×(T_2-T_1)}={\mathrm{HI}}_0\×e^{B\×T_{\mathrm{\Δ}}}$

B＝B₀×f_AE×f_DE

$B_0=\frac{\ln 5.5/0.5}{T_0}$

其中，HI_PTYJ为PT二次压降初始健康指数，HI_PTFH为PT二次负荷初始健康指数，HI_CTFH为CT二次负荷初始健康指数，HI_DL为电缆初始健康指数，HI₀为全新计量装置二次回路的初始健康指数，B为实际老化常数，ΔT为计量装置二次回路运行年限，T₂为评估年份，T₁为计量装置二次回路投运日期，B₀为理论老化常数，T₀为计量装置二次回路的设计使用寿命，f_AE为计量装置二次回路安装环境系数，f_DE为电网运行环境系数。

所述的计量装置二次回路安装环境系数f_AE的计算式为：

$f_{\mathrm{AE}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{SWD}},f_{\mathrm{DCGR}},f_{\mathrm{KLW}})+(n-1)\×S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{SWD}},f_{\mathrm{DCGR}},f_{\mathrm{KLW}})\end{array}\right.$

其中，f_SWD为温湿度系数，f_DCGR为电磁场干扰系数，f_KLW为颗粒物浓度系数，n为系数大于1的个数，S为步长。

所述的电网运行环境系数f_DE的计算式为：

$f_{\mathrm{DE}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{FHXZ}},f_{\mathrm{YXDY}},f_{\mathrm{PLBD}},f_{\mathrm{XB}},f_{\mathrm{HZPL}},f_{\mathrm{FHBH}},f_{\mathrm{JDFD}},f_{\mathrm{LJ}})+(n-1)\×S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{FHXZ}},f_{\mathrm{YXDY}},f_{\mathrm{PLBD}},f_{\mathrm{XB}},f_{\mathrm{HZPL}},P_{\mathrm{FHBH}},f_{\mathrm{JDFD}},f_{\mathrm{LJ}})\end{array}\right.$

其中，f_FHXZ为负荷性质系数，f_YXDY为运行电压系数，f_PLBD为频率波动系数，f_XB为谐波系数，f_HZPL为开关合闸频率系数，f_FHBH为负荷变化系数，f_JDFD为静电放电系数，f_LJ为雷击系数，n为系数大于1的个数，S为步长。

所述的综合修正系数f_COM的计算式为：

$f_{\mathrm{COM}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{PTYJ}},f_{\mathrm{PTFH}},f_{\mathrm{CTFH}},f_{\mathrm{ZHWC}},f_{\mathrm{CTDL}},f_{\mathrm{PTQX}},f_{\mathrm{PTDL}})+(n-1)\·S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{PTYJ}},f_{\mathrm{PTFH}},f_{\mathrm{CTFH}},f_{\mathrm{ZHWC}},f_{\mathrm{CTKL}},f_{\mathrm{CTDL}},f_{\mathrm{PTQX}},f_{\mathrm{PTDL}})\end{array}\right.$

其中，f_PTYJ为PT二次压降误差实测值系数，f_PTFH为PT二次负荷实测值系数，f_CTFH为CT二次负荷实测值系数，f_ZHWC为计量装置综合误差，f_CTKL为CT二次回路开路系数，f_CTDL为CT二次回路短路系数，f_PTQX为PT二次回路缺相系数，f_PTDL为PT二次回路短路系数，n为系数大于1的个数，S为步长。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、科学合理：本发明有利于建立一套基于关口电能计量装置的运行评价体系，实现了对计量装置二次回路的运行状况进行科学合理地评价，并建立缺陷管理理念，提高电力部分防范风险的能力。

二、研究对象具体数目多、涉及面广：本发明的研究对象为计量装置二次回路运行状况、依托现场电能计量装置远程状态监测装置，并结合现场计量装置二次回路的实际投运信息、周期检定信息等，得到较为全面的评价权项，其覆盖范围包含库存和投运中的计量装置二次回路。

三、体系化、智能化：通过对计量装置二次回路状态等级划分细则的制定，可以建立各类异常报警及预警机制，依此判断当前计量装置二次回路的运行状况是否属于报警范围及是否需要预警，实现了计量装置管理的体系化、智能化。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种计量装置二次回路运行的评价方法，包括以下步骤：

1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场计量装置二次回路的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；

2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立计量装置二次回路运行评价的数学模型，具体包括以下步骤：

21)获取计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁，计量装置二次回路初始健康指数HI₁的计算按如下步骤进行：

(1)常规性设置

对健康指数的一些节点数值进行设置，包括新设备的初始健康指数、理论老化健康指数、寿命终点健康指数、健康指数下限、当前年健康指数上限以及未来年健康指数上限，见表1；

表1常规性设置

(2)电缆配置设置

对各厂家和型号的投运日期、电缆设计使用寿命进行填写。电缆涉及使用寿命根据厂家提供的设计使用寿命填写。若与大量的实际运行经验不符，按实际的平均运行使用寿命填写，见表2；

出厂日期：设备的出厂日期。

投运日期：设备投入运行的日期。

额定电压：设备运行额定电压。

准确度等级：各厂家及型号对应的准确度等级。

轮换周期：互感器运行一段时间以后换下来重新校正，或者弃用的时间。

检定周期：各厂家及型号对应的检定周期或者规程规定的检定周期。

首次检定周期：第一次检定的时间。

最近一次检定日期：最近一次检定的时间。

绝缘介质：采用何种绝缘介质，如油、SF6等。

设计使用寿命：据厂家提供的设计使用寿命填写。若与大量的实际运行经验不符，按实际的平均运行使用寿命填写。

可靠性等级：是否存在家族性缺陷、出现故障情况等方面考虑，划分为4级，等级越高可靠性越低。

表2电缆使用寿命设置表

(3)安装环境

根据安装环境，如温湿度、腐蚀情况等进行等级划分，等级越高环境越差，见表3。

表3安装环境系数

根据表3得到各个子项目的系数值，进行综合计算得到安装环境系数，计量装置二次回路安装环境系数f_AE的计算式为：

$f_{\mathrm{AE}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{SWD}},f_{\mathrm{DCGR}},f_{\mathrm{KLW}})+(n-1)\×S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{SWD}},f_{\mathrm{DCGR}},f_{\mathrm{KLW}})\end{array}\right.$

其中，f_SWD为温湿度系数，f_DCGR为电磁场干扰系数，f_KLW为颗粒物浓度系数，n为系数大于1的个数，S为步长。

注：

等级1——状况好；

等级2——状况正常，与规程规定相符；

等级3——状况较差，低于规程规定；

等级4——状况很差，远低于规程规定。

(4)电网运行环境

根据负荷性质、负荷变化、运行电压、频率波动等情况进行等级划分，等级越高环境越差，见表4。

表4电网运行环境系数

根据表4得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到电网运行环境系数，电网运行环境系数f_DE的计算式为：

$f_{\mathrm{DE}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{FHXZ}},f_{\mathrm{YXDY}},f_{\mathrm{PLBD}},f_{\mathrm{XB}},f_{\mathrm{HZPL}},f_{\mathrm{FHBH}},f_{\mathrm{JDFD}},f_{\mathrm{LJ}})+(n-1)\×S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{FHXZ}},f_{\mathrm{YXDY}},f_{\mathrm{PLBD}},f_{\mathrm{XB}},f_{\mathrm{HZPL}},P_{\mathrm{FHBH}},f_{\mathrm{JDFD}},f_{\mathrm{LJ}})\end{array}\right.$

其中，f_FHXZ为负荷性质系数，f_YXDY为运行电压系数，f_PLBD为频率波动系数，f_XB为谐波系数，f_HZPL为开关合闸频率系数，f_FHBH为负荷变化系数，f_JDFD为静电放电系数，f_LJ为雷击系数，n为系数大于1的个数，S为步长；

注：等级划分与安装环境相同。

(5)预期使用寿命

由于设备生产厂家的规模、生产技术及工艺都可能对所生产设备的质量和寿命造成一定的影响，即使在同一时间、同一企业生产的不同批次的产品都可能存在质量上的差异，故其对应的设计使用寿命不同，另外，设备所处的运行环境也会对其寿命产生影响，因此，根据设备的厂家及型号设定的设计使用寿命还需利用安装环境以及电网运行环境进行修正，得到其预期使用寿命T_EXP，公式如下：

$T_{\mathrm{EXP}}=\frac{T_0}{f_{\mathrm{AE}}\×f_{\mathrm{DE}}}$

其中，T₀为计量装置二次回路的设计使用寿命。

(6)老化常数

理论老化常数，用B₀表示：

$B_0=\frac{\ln 5.5/0.5}{T_0}$

设备老化还受到设备运行环境的影响，因此实际老化常数如下：

B＝B₀×f_AE×f_DE

综上，计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁的计算式为：

HI₁＝max(HI_DL,HI_PTYJ,HI_PTFH,HI_CTFH)

${\mathrm{HI}}_{\mathrm{DL}}={\mathrm{HI}}_0\×e^{B\×(T_2-T_1)}={\mathrm{HI}}_0\×e^{B\×T_{\mathrm{\Δ}}}$

B＝B₀×f_AE×f_DE

$B_0=\frac{\ln 5.5/0.5}{T_0}$

其中，HI_PTYJ为PT二次压降初始健康指数，HI_PTFH为PT二次负荷初始健康指数，HI_CTFH为CT二次负荷初始健康指数，HI_DL为电缆初始健康指数，HI₀为全新计量装置二次回路的初始健康指数，B为实际老化常数，ΔT为计量装置二次回路运行年限，T₂为评估年份，T₁为计量装置二次回路投运日期，B₀为理论老化常数，T₀为计量装置二次回路的设计使用寿命，f_AE为计量装置二次回路安装环境系数，f_DE为电网运行环境系数。

由于二次回路还存在历史检测数据：PT二次压降、PT二次负荷以及CT二次负荷，因此，计算得到电缆初始健康指数之后，还需与这三个初始健康指数进行判断。PT二次压降、PT二次负荷以及CT二次负荷对应的初始健康指数如表5所示。

表5历史记录初始健康指数值

计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁取值范围为[0，10]。22)获取计量装置二次回路运行的综合修正系数f_COM，包括：

(1)PT二次压降误差实测值系数f_PTYJ，其对应的系数如下表6。

表6PT二次压降误差实测值系数

(2)PT二次负荷实测值系数f_PTFH见表7

表7PT二次负荷实测值系数

(3)CT二次负荷实测值系数f_CTFH，见表8：

表8CT二次负荷实测值系数

(4)计量装置综合误差f_ZHW，见表9。

表9计量装置综合误差系数

(5)CT二次回路开路系数f_CTKL，见表10。

表10CT二次回路开路系数

(6)CT二次回路短路系数f_CTDL，见表11。

表11CT二次回路短路系数

(7)PT二次回路缺相系数f_PTQX，见表12。

表12PT二次回路缺相系数

(8)PT二次回路短路系数f_PTDL，见表13。

表13PT二次回路短路系数

综上，综合修正系数f_COM的计算式为：

$f_{\mathrm{COM}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{PTYJ}},f_{\mathrm{PTFH}},f_{\mathrm{CTFH}},f_{\mathrm{ZHWC}},f_{\mathrm{CTDL}},f_{\mathrm{PTQX}},f_{\mathrm{PTDL}})+(n-1)\·S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{PTYJ}},f_{\mathrm{PTFH}},f_{\mathrm{CTFH}},f_{\mathrm{ZHWC}},f_{\mathrm{CTKL}},f_{\mathrm{CTDL}},f_{\mathrm{PTQX}},f_{\mathrm{PTDL}})\end{array}\right.$

其中，n为系数大于1的个数，S为步长；

23)根据初始健康指数HI₁和综合修正系数f_COM建立计量装置二次回路运行评价的数学模型为：

HI＝HI₁×f_COM；

3)根据建立的计量装置二次回路运行评价的数学模型，对计量装置二次回路运行进行评价，获得计量装置二次回路的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测计量装置二次回路的运行趋势并进行预警。

Claims (6)

1.一种计量装置二次回路运行的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场计量装置二次回路的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；

2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立计量装置二次回路运行评价的数学模型；

3)根据建立的计量装置二次回路运行评价的数学模型，对计量装置二次回路运行进行评价，获得计量装置二次回路的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测计量装置二次回路的运行趋势并进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种计量装置二次回路运行的评价方法，其特征在于，所述的步骤2)中建立计量装置二次回路运行评价的数学模型具体包括以下步骤：

21)获取计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁；

22)获取计量装置二次回路运行的综合修正系数f_COM；

23)根据初始健康指数HI₁和综合修正系数f_COM建立计量装置二次回路运行评价的数学模型为：

HI＝HI₁×f_COM。

3.根据权利要求2所述的一种计量装置二次回路运行的评价方法，其特征在于，所述的步骤21)中计量装置二次回路运行的初始健康指数HI₁的计算式为：

HI₁＝max(HI_DL,HI_PTYJ,HI_PTFH,HI_CTFH)

${\mathrm{HI}}_{\mathrm{DL}}={\mathrm{HI}}_0{\×e}^{B\×(T_2-T_1)}={\mathrm{HI}}_0\×e^{{B\×}_{\mathrm{\Δ}}T}$

B＝B₀×f_AE×f_DE

$B_0=\frac{\ln 5.5/0.5}{T_0}$

其中，HI_PTYJ为PT二次压降初始健康指数，HI_PTFH为PT二次负荷初始健康指数，HI_CTFH为CT二次负荷初始健康指数，HI_DL为电缆初始健康指数，HI₀为全新计量装置二次回路的初始健康指数，B为实际老化常数，ΔT为计量装置二次回路运行年限，T₂为评估年份，T₁为计量装置二次回路投运日期，B₀为理论老化常数，T₀为计量装置二次回路的设计使用寿命，f_AE为计量装置二次回路安装环境系数，f_DE为电网运行环境系数。

4.根据权利要求3所述的一种计量装置二次回路运行的评价方法，其特征在于，所述的计量装置二次回路安装环境系数f_AE的计算式为：

$f_{\mathrm{AE}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{SWD}},f_{\mathrm{DCGR}},f_{\mathrm{KLW}})+(n-1)\×S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{SWD}},f_{\mathrm{DCGR}},f_{\mathrm{KLW}})\end{array}\right.$

其中，f_SWD为温湿度系数，f_DCGR为电磁场干扰系数，f_KLW为颗粒物浓度系数，n为系数大于1的个数，S为步长。

5.根据权利要求3所述的一种计量装置二次回路运行的评价方法，其特征在于，所述的电网运行环境系数f_DE的计算式为：

$f_{\mathrm{DE}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{FHXZ}},f_{\mathrm{YXDY}},f_{\mathrm{PLBD}},f_{\mathrm{XB}},f_{\mathrm{HZPL}},f_{\mathrm{FHBH}},f_{\mathrm{JDFD}},f_{\mathrm{LJ}})+(n-1)\×S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{FHXZ}},f_{\mathrm{YXDY}},f_{\mathrm{PLBD}},f_{\mathrm{XB}},f_{\mathrm{HZPL}},f_{\mathrm{FHBH}},f_{\mathrm{JDFD}},f_{\mathrm{LJ}})\end{array}\right.$

其中，f_FHXZ为负荷性质系数，f_YXDY为运行电压系数，f_PLBD为频率波动系数，f_XB为谐波系数，f_HZPL为开关合闸频率系数，f_FHBH为负荷变化系数，f_JDFD为静电放电系数，f_LJ为雷击系数，n为系数大于1的个数，S为步长。

6.根据权利要求2所述的一种计量装置二次回路运行的评价方法，其特征在于，所述的综合修正系数f_COM的计算式为：

$f_{\mathrm{COM}}=\left\{\begin{array}{c}\max (f_{\mathrm{PTYJ}},f_{\mathrm{PTFH}},f_{\mathrm{CTFH}},f_{\mathrm{ZHWC}},f_{\mathrm{CTKL}},f_{\mathrm{CTDL}},f_{\mathrm{PTQX}},f_{\mathrm{PTDL}})+(n-1)\·S,n\≥1\\ \max (f_{\mathrm{PTYJ}},f_{\mathrm{PTFH}},f_{\mathrm{CTFH}},f_{\mathrm{ZHWC}},f_{\mathrm{CTKL}},f_{\mathrm{CTDL}},f_{\mathrm{PTQX}},f_{\mathrm{PTDL}})\end{array}\right.$

其中，f_PTYJ为PT二次压降误差实测值系数，f_PTFH为PT二次负荷实测值系数，f_CTFH为CT二次负荷实测值系数，f_ZHWC为计量装置综合误差，f_CTKL为CT二次回路开路系数，f_CTDL为CT二次回路短路系数，f_PTQX为PT二次回路缺相系数，f_PTDL为PT二次回路短路系数，n为系数大于1的个数，S为步长。