CN104991223A - 电能表状态评估指标选取及量化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能表状态评估指标选取及量化方法，根据电能表工作原理和运行特性，结合国家电网新推出的用电信息采集系统等电能计量装置在线监测系统，从基础信息、运行监测和运行状态信息三个方面提取评价指标，指标选取广而全，分类清晰，可以综合反映电能计量装置的运行状态。同时，研究每项指标对电能表的影响，参考国家电网电能计量管理想过技术性规范文件，确立了相应的指标量化标准，易于对电能表开展定量的状态评估。

Description

电能表状态评估指标选取及量化方法

技术领域

本发明涉及电能计量装置状态评估领域，特别是一种电能表状态评估指标选取及量化方法。

背景技术

电能是国民经济和人民生活极为重要的能源，电气化程度和管理现代化水平是衡量一个国家发达与否的重要标志。电力生产的特点是发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门连成一个系统，不间断地同时完成。发、供、用电三方如何销售与购买电能、如何进行经济计算，涉及许多技术、经济问题。营业性计费的公正合理，涉及电业部门与用户的经济利益。提高电能计量的正确性，对发、供、用电三方都是十分需要的。

目前，国内外并没有成熟的针对整套电能计量装置系统运行状况进行在线的监测系统，国内目前采取定期现场检验的方式，对电能表的运行状态进行判断。但是这种检验方式往往只能通过计量装置的现场运行指标来判断电能表状态，评价体系略显单一，无法从多方面系统的反应计量装置的状态。另一方面，许多电能表的影响指标缺乏一个明确具体的量化标准，难以在状态评估中对其影响进行定量的评判。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电能表状态评估指标选取及量化方法，通过这种电能表状态综合评价方法，根据电能表的工作原理和运行特性，结合国家电网新推出的用电信息采集系统等电能计量装置在线监测系统，从基础信息、运行监测和运行状态信息三个方面提取评价指标，指标选取广而全，分类清晰，可以综合反映电能计量装置的运行状态。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体内容如下：

1)电能表综合评估指标包括：基础信息指标、运行监测指标、现场检测指标；

2)电能表评估指标量化方法为：针对电能表综合评估指标，制定基础信息指标、运行监测指标及现场检测指标对应的指标量化参考依据，对电能表各层指标进行打分。

进一步，电能表综合评估指标具体包括以下类别：

1-1)基础信息指标包括：

配置指标：接线方式、装置封闭性、表型选择、主副电能表、接线端子盒、安装位置、计量柜；

可靠性指标：电能表平均寿命预计、可靠性试验；

质量管控指标：家族缺陷、批次验收抽检、基本误差、误差分散性、批次检定合格率、批次退货率、运行质量抽检、运行故障率；

1-2)运行监测指标包括：

运行状况指标：用户信誉、运行时间、封印、元器件故障、输出故障、外观故障、其他故障、线损；

运行环境指标：负荷性质、运行电压、频率波动、谐波、电能表工作电源可靠性、静电放电、环境温度、环境湿度、电磁场干扰、雷击；

状态监测指标：电量异常、电压电流异常、时钟异常、负荷异常、费控异常；

1-3)现场检测指标包括：

现场检测信息指标：现场检验误差、组合误差、时钟检查；

进一步，电能表评估指标量化方法的各类指标量化参考依据为：

2-1)基础信息指标量化参考依据包括：

2-1-1)配置指标量化参考依据为：

接线方式：若规范接线，则得分为100；反之，若不规范接线影响计量，则得分为0，不影响计量，则得分为70；

装置封闭性：若出现试验接线盒封闭性不好、电能表接线端钮盒封闭性不好、计量箱封闭性不好、计量屏封闭性不好的情况时，得分为100-不良情况次数×20；

表型选择：若出现未按DL/T448-2000电能计量技术管理规程要求配置相应准确度等级电能表、电能表型号与二次回路不匹配、电能表额定电流与CT二次测电流不匹配的情况时，得分为100-不良情况次数×20；

主副电能表：若电能计量装置未按《国家电网公司输变电工程通用设计电能计量装置分册》配置主副电能表，则得分80；若满足配置标准，则得分100；

接线端子盒：若电能表满足一表一盒配置，则得分为100；若为两表一盒配置，则得分为60；若未配置接线端子盒，则得分为30；

安装位置：若安装在变电站、控制室，则得分为100；若安装在开闭所配电房，则得分为90；若安装在商住楼配电间、表计间，则得分为80；若安装在户内安装计量箱内，则得分为70；若安装在户外安装计量箱内，则得分为60；

计量柜：对于10kv及以下电压供电的用户，满足配置全国统一标准的电能计量柜或电能计量箱的要求，则得分为100，否则得分为30；对于35kv电压供电的用户，满足配置全国统一标准的电能计量柜或电能计量柜或电能计量箱的要求，则得分为100，否则得分为60；

2-1-2)可靠性指标量化参考依据包括：

电能表平均寿命预计：若电能表平均寿命预计超过10年，则得分为100；否则得分为60；

可靠性试验：在试验项目温度冲击、温度循环、高温贮存、低温贮存、潮热试验、静电放电、可焊性中，若均通过则得分为100；若有任一项试验未通过，则得分为0；

2-1-3)质量管控指标量化参考依据包括：

家族缺陷：若缺陷对电能表计量性能无大影响，突发恶化风险小，则得分为86-100；若缺陷对电能表计量性能有一定影响，可监测，则得分为51-85；若缺陷对电能表计量性能有一定影响，且不可监测，则得分为16-50；若缺陷对电能表计量性能有影响，则得分为0-15；

批次验收抽检：抽检合格率为该批次验收抽检的合格电能表数量与该批次抽检的电能表总数量的比值，得分为100×抽检合格率；

基本误差：选取3个负荷点的误差值，Un，In，cosθ＝0.1的误差值为s1；Un,0.05In，cosθ＝0.5的误差值为s2；Un，Ima得分x，cosθ＝1的误差值为s3；记

误差分散性：同一批次合格电能表额定负荷点，功率因数1.0时基本误差的标准偏差若超出标准差限值，则得分为0；若满足要求，则得分为100；

批次退货率：同一制造厂家电能表近3年不合格退货批次率为不合格退货批次数量与所供表总批次数量的比值，则得分为100-100×不合格率；

批次检定合格率：检定合格率为该批次验收抽检的合格电能表数量与该批次抽检的电能表总数量的比值，则得分为100×合格率；

运行质量抽检：抽检合格率为同一批次电能表运行抽检合格数量与抽检的电能表总数量的比值，则得分为100×合格率；

运行故障率：同一批次电能表运行故障率为因表计质量问题退出运行表数量与批次表总数量的比值，得分为100-100×不合格率；

2-2)运行监测指标量化参考依据包括：

2-2-1)运行情况指标量化参考依据包括：

用户信誉：用户近三年发生过破坏表计等窃电行为的次数为m，得分为100-50×m，若计算出的得分小于0，则取值为0；

运行时间：设电能表运行n年，最小分辨率为0.5年，只舍不进，得分为100-a×n，若计算出得分小于0，则取值为0；其中，对于0.5s、0.25s及以上准确度等级的电能表，取a＝16；对于1级及以下的电能表，取a＝12.5；

封印：对于电能表最近一次现场检验记录中的封印配置发现，若出现电能表罩壳、接线端钮盒、编程盖未加封或未全封、试验接线盒未加封或未全封中任一情况，则得分为30；若封印完全则得分为100；

元器件故障：若出现液晶屏上显示电池故障、报警灯亮、红外接口故障、485接口故障、232接口故障、脉冲接口故障、载波模块故障、无线模块等无输出或输出错误、黑屏、花屏、乱码、彩虹现象断续显示、残像和拖尾、漏液、LED指示灯显示错误中任一情况，则得分为0；没有故障出现，则得分为100；

外观故障：若外观评级为好，则得分为100；若为轻微脏污，则得分为80；若评级为脏污，则得分为60；若评级为损坏，则得分为0；

其他故障：出现闰年转换错误、电池故障及烧表中任一项问题，得分为0；没有故障则得分为100；

线损：线损异常，得分为0；没有异常得分为100；

2-2-2)运行环境指标量化参考依据包括：

负荷性质：有冲击性负荷，则得分为65；若负荷平稳，得分为100；

运行电压：在电力系统正常状况下，供电企业供到用户受电端的供电电压允许偏差为：35千伏及以上电压供电的，电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定值的10％；10千伏及以下三相供电的，为额定值的±7％；220伏单相供电的，为额定值的+7％，-10％；在电力系统非正常状况下，用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10％；满足这些标准的得分为100；不满足则得分为65；

频率波动：频率波动情况在50±0.5Hz范围内为合格，计算历次现场检验记录中的合格率为频率合格次数与检验总次数的比值，得分为100×检验合格率；

谐波：电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流超过国家标准GB/T14549-93的规定，得分为65；满足标准要求则得分为100；

电能表工作电源可靠性：根据工作电源种类来进行判断，若为外接电源USP则得分为100；若为站内直流电源，则得分为90；若为交流电源，则得分为80；

静电放电：满足IEC61000-4-2标准，得分为100；不满足则得分为65；

环境温度：环境温度满足-25℃～70℃，则得分为100；超出这个范围，得分为65；

环境湿度：环境湿度满足55％-75％，得分为100；若不满足则得分为65；

电磁场干扰：满足IEC61000-4-3标准，得分为100；若不满足标准，则得分为65；

雷击：若为年平均雷暴日在20天及以下的少雷区，则得分为100；若为年平均雷暴日20大于天，不超过40天的多雷区，则得分为90；若为年平均雷暴日大于40天，不超过60天的高雷区，则得分为80；若为年平均雷暴日超过60天以上的强雷区，则得分为65；

2-2-3)状态监测指标量化参考标准包括：

电量异常：若出现电能表示值不平、电能表飞走、电能表倒走、电能表停走、电能表费率设置异常、电量差动异常中任一异常现象，则得分为0；未出现异常现象则得分为100；

电压电流异常：记两次状态评估之间出现失压、失流、电流不平衡、电压不平衡、欠压、过压、过流、电压逆相序、全失压、断相、电池电压欠压情况的次数为m，总持续时间为t，则得分为若计算出的得分小于0，则取值为0；

时钟异常：得分为50-2×(时钟模块与正确时间超差-5)，单位为min；

图像监控：若出现异常情况，则得分为0；未出现异常情况，得分为100；

负荷异常：出现需量超容、负荷超容、负荷持续超下限、功率因数异常中任一异常情况，则得分为0；未出现得分为100；

费控异常：若费控下发异常、剩余金额异常中任一情况，则得分为0；未出现得分为100；

2-3)现场检测指标量化参考依据包括：

现场检测信息指标量化参考依据有：

现场检验误差：得分为

若计算出的值小于0，则取得分为0；

组合误差：若满足各时段计度器示值电量之和与总计度器示值电量的相对误差不应大于0.1％的要求，则得分为100；不满足得分为0；

时钟检查：检查时间段为1～5min，若电能表时钟与正确时间偏差小于1min，得分为100；若偏差1～5min，得分为50。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

(1)从基础信息、运行监测和运行状态信息三个方面提取评价指标，指标选取广而全，分类清晰，可以综合反映电能计量装置的运行状态。

(2)研究每项指标对电能表的影响，参考国家电网电能计量管理想过技术性规范文件，确立了相应的指标量化标准，易于对电能表开展定量的状态评估。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明状态评估指标选取的类型。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

电能表综合评估指标具体包括以下类别：

1-1)基础信息指标包括：

配置指标：接线方式、装置封闭性、表型选择、主副电能表、接线端子盒、安装位置、计量柜；

可靠性指标：电能表平均寿命预计、可靠性试验；

质量管控指标：家族缺陷、批次验收抽检、基本误差、误差分散性、批次检定合格率、批次退货率、运行质量抽检、运行故障率；

1-2)运行监测指标包括：

运行状况指标：用户信誉、运行时间、封印、元器件故障、输出故障、外观故障、其他故障、线损；

运行环境指标：负荷性质、运行电压、频率波动、谐波、电能表工作电源可靠性、静电放电、环境温度、环境湿度、电磁场干扰、雷击；

状态监测指标：电量异常、电压电流异常、时钟异常、负荷异常、费控异常；

1-3)现场检测指标包括：

现场检测信息指标：现场检验误差、组合误差、时钟检查；

2、电能表评估指标量化方法如下表所示：

表1

3、具体实例如下：

以某I类0.2s级客户电能表(不含居民)为例，参考电能表的指标量化标准，对该电能表最底层的指标进行打分。该表在现场检验时发现运行误差超过误差限0.2％的一半，但未发现其他故障，每项指标得分如表2所示：

表2某电能表指标状态得分

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种电能表状态评估指标选取及量化方法，其特征在于，具体内容如下：

1）电能表综合评估指标包括：基础信息指标、运行监测指标、现场检测指标；

2）电能表评估指标量化方法为：针对电能表综合评估指标，制定基础信息指标、运行监测指标及现场检测指标对应的指标量化参考依据，对电能表底层指标进行打分。

2.如权利要求1所述的一种电能表状态评估指标选取及量化方法，其特征在于，电能表综合评估指标具体包括以下类别：

1-1）基础信息指标包括：

配置指标：接线方式、装置封闭性、表型选择、主副电能表、接线端子盒、安装位置、计量柜；

可靠性指标：电能表平均寿命预计、可靠性试验；

质量管控指标：家族缺陷、批次验收抽检、基本误差、误差分散性、批次检定合格率、批次退货率、运行质量抽检、运行故障率；

1-2）运行监测指标包括：

运行状况指标：用户信誉、运行时间、封印、元器件故障、输出故障、外观故障、其他故障、线损；

运行环境指标：负荷性质、运行电压、频率波动、谐波、电能表工作电源可靠性、静电放电、环境温度、环境湿度、电磁场干扰、雷击；

状态监测指标：电量异常、电压电流异常、时钟异常、负荷异常、费控异常；

1-3）现场检测指标包括：

现场检测信息指标：现场检验误差、组合误差、时钟检查。

3.如权利要求1所述的一种电能表状态评估指标选取及量化方法，其特征在于，电能表评估指标量化方法的各类指标量化参考依据为：

2-1）基础信息指标量化参考依据包括：

2-1-1）配置指标量化参考依据为：

接线方式：若规范接线，则得分为100；反之，若不规范接线影响计量，则得分为0，不影响计量，则得分为70；

装置封闭性：若出现试验接线盒封闭性不好、电能表接线端钮盒封闭性不好、计量箱封闭性不好、计量屏封闭性不好的情况时，得分为100-不良情况次数×20；

表型选择：若出现未按DL/T448-2000电能计量技术管理规程要求配置相应准确度等级电能表、电能表型号与二次回路不匹配、电能表额定电流与CT二次测电流不匹配的情况时，得分为100-不良情况次数×20；

主副电能表：若电能计量装置未按《国家电网公司输变电工程通用设计电能计量装置分册》配置主副电能表，则得分80；若满足配置标准，则得分100；

接线端子盒：若电能表满足一表一盒配置，则得分为100；若为两表一盒配置，则得分为60；若未配置接线端子盒，则得分为30；

安装位置：若安装在变电站、控制室，则得分为100；若安装在开闭所配电房，则得分为90；若安装在商住楼配电间、表计间，则得分为80；若安装在户内安装计量箱内，则得分为70；若安装在户外安装计量箱内，则得分为60；

计量柜：对于10kv及以下电压供电的用户，满足配置全国统一标准的电能计量柜或电能计量箱的要求，则得分为100，否则得分为30；对于35kv电压供电的用户，满足配置全国统一标准的电能计量柜或电能计量柜或电能计量箱的要求，则得分为100，否则得分为60；

2-1-2）可靠性指标量化参考依据包括：

电能表平均寿命预计：若电能表平均寿命预计超过10年，则得分为100；否则得分为60；

可靠性试验：在试验项目温度冲击、温度循环、高温贮存、低温贮存、潮热试验、静电放电、可焊性中，若均通过则得分为100；若有任一项试验未通过，则得分为0；

2-1-3）质量管控指标量化参考依据包括：

家族缺陷：若缺陷对电能表计量性能无大影响，突发恶化风险小，则得分为86-100；若缺陷对电能表计量性能有一定影响，可监测，则得分为51-85；若缺陷对电能表计量性能有一定影响，且不可监测，则得分为16-50；若缺陷对电能表计量性能有影响，则得分为0-15；

批次验收抽检：抽检合格率为该批次验收抽检的合格电能表数量与该批次抽检的电能表总数量的比值，得分为100×抽检合格率；

基本误差：选取3个负荷点的误差值，Un，In，cosθ=0.1的误差值为s1；Un,0.05In，cosθ=0.5的误差值为s2；Un，Ima得分x，cosθ=1的误差值为s3；记

误差分散性：同一批次合格电能表额定负荷点，功率因数1.0时基本误差的标准偏差若超出标准差限值，则得分为0；若满足要求，则得分为100；

批次退货率：同一制造厂家电能表近3年不合格退货批次率为不合格退货批次数量与所供表总批次数量的比值，则得分为100-100×不合格率；

批次检定合格率：检定合格率为该批次验收抽检的合格电能表数量与该批次抽检的电能表总数量的比值，则得分为100×合格率；

运行质量抽检：抽检合格率为同一批次电能表运行抽检合格数量与抽检的电能表总数量的比值，则得分为100×合格率；

运行故障率：同一批次电能表运行故障率为因表计质量问题退出运行表数量与批次表总数量的比值，得分为100-100×不合格率；

2-2）运行监测指标量化参考依据包括：

2-2-1）运行情况指标量化参考依据包括：

用户信誉：用户近三年发生过破坏表计等窃电行为的次数为m，得分为100-50×m，若计算出的得分小于0，则取值为0；

运行时间：设电能表运行n年，最小分辨率为0.5年，只舍不进，得分为100-a×n，若计算出得分小于0，则取值为0；其中，对于0.5s、0.25s及以上准确度等级的电能表，取a=16；对于1级及以下的电能表，取a=12.5；

封印：对于电能表最近一次现场检验记录中的封印配置发现，若出现电能表罩壳、接线端钮盒、编程盖未加封或未全封、试验接线盒未加封或未全封中任一情况，则得分为30；若封印完全则得分为100；

元器件故障：若出现液晶屏上显示电池故障、报警灯亮、红外接口故障、485接口故障、232接口故障、脉冲接口故障、载波模块故障、无线模块等无输出或输出错误、黑屏、花屏、乱码、彩虹现象断续显示、残像和拖尾、漏液、LED指示灯显示错误中任一情况，则得分为0；没有故障出现，则得分为100；

外观故障：若外观评级为好，则得分为100；若为轻微脏污，则得分为80；若评级为脏污，则得分为60；若评级为损坏，则得分为0；

其他故障：出现闰年转换错误、电池故障及烧表中任一项问题，得分为0；没有故障则得分为100；

线损：线损异常，得分为0；没有异常得分为100；

2-2-2）运行环境指标量化参考依据包括：

负荷性质：有冲击性负荷，则得分为65；若负荷平稳，得分为100；

运行电压：在电力系统正常状况下，供电企业供到用户受电端的供电电压允许偏差为：35千伏及以上电压供电的，电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定值的10%；10千伏及以下三相供电的，为额定值的±7%；220伏单相供电的，为额定值的+7%，-10%；在电力系统非正常状况下，用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%；满足这些标准的得分为100；不满足则得分为65；

频率波动：频率波动情况在50±0.5Hz范围内为合格，计算历次现场检验记录中的合格率为频率合格次数与检验总次数的比值，得分为100×检验合格率；

谐波：电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流超过国家标准GB/T14549-93的规定，得分为65；满足标准要求则得分为100；

电能表工作电源可靠性：根据工作电源种类来进行判断，若为外接电源USP则得分为100；若为站内直流电源，则得分为90；若为交流电源，则得分为80；

静电放电：满足IEC61000-4-2标准，得分为100；不满足则得分为65；

环境温度：环境温度满足-25℃～70℃，则得分为100；超出这个范围，得分为65；

环境湿度：环境湿度满足55%-75%，得分为100；若不满足则得分为65；

电磁场干扰：满足IEC61000-4-3标准，得分为100；若不满足标准，则得分为65；

雷击：若为年平均雷暴日在20天及以下的少雷区，则得分为100；若为年平均雷暴日20大于天，不超过40天的多雷区，则得分为90；若为年平均雷暴日大于40天，不超过60天的高雷区，则得分为80；若为年平均雷暴日超过60天以上的强雷区，则得分为65；

2-2-3）状态监测指标量化参考标准包括：

电量异常：若出现电能表示值不平、电能表飞走、电能表倒走、电能表停走、电能表费率设置异常、电量差动异常中任一异常现象，则得分为0；未出现异常现象则得分为100；

电压电流异常：记两次状态评估之间出现失压、失流、电流不平衡、电压不平衡、欠压、过压、过流、电压逆相序、全失压、断相、电池电压欠压情况的次数为m，总持续时间为t，则得分为若计算出的得分小于0，则取值为0；

时钟异常：得分为50-2×（时钟模块与正确时间超差-5），单位为min；

图像监控：若出现异常情况，则得分为0；未出现异常情况，得分为100；

负荷异常：出现需量超容、负荷超容、负荷持续超下限、功率因数异常中任一异常情况，则得分为0；未出现得分为100；

费控异常：若费控下发异常、剩余金额异常中任一情况，则得分为0；未出现得分为100；

2-3）现场检测指标量化参考依据包括：

现场检测信息指标量化参考依据有：

现场检验误差：得分为

若计算出的值小于0，则取得分为0；

组合误差：若满足各时段计度器示值电量之和与总计度器示值电量的相对误差不应大于0.1%的要求，则得分为100；不满足得分为0；

时钟检查：检查时间段为1～5min，若电能表时钟与正确时间偏差小于1min，得分为100；若偏差1～5min，得分为50。