CN105510865A - 一种电力用户现场电能表故障远程判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力用户现场电能表故障远程判定方法，在各个厂站设置本地电能表监测终端，在远端管理主站设置通过局域网相连的自动远程处理单元、数据服务器、电能表管理监控终端，本地电能表监测终端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，本地电能表监测终端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，自动远程处理单元针对能够正常通讯的故障本地电能表监测终端进行自动远程处理，实现电能表在线实时的统一管理。

Description

一种电力用户现场电能表故障远程判定方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体是一种电力用户现场电能表故障远程判定方法。

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，也就是本地检测设备。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。另外由于用户数量极其庞大，针对故障设备，按现有工作流程，直接通过系统派工后安排人员现场处理，带来了极大的现场维护的工作量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力用户现场电能表故障远程判定方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力用户现场电能表故障远程判定方法，在各个厂站设置本地电能表监测终端，在远端管理主站设置通过局域网相连的自动远程处理单元、数据服务器、电能表管理监控终端，本地电能表监测终端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，本地电能表监测终端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，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，自动远程处理单元针对能够正常通讯的故障本地电能表监测终端进行自动远程处理，实现电能表在线实时的统一管理。

作为本发明进一步的方案：所述本地电能表监测终端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，本地电能表监测终端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进行远程报警。

作为本发明再进一步的方案：所述本地电能表监测终端包括中央处理单元、第一通讯单元、电量采集监测单元、电能误差测试单元、电流CT切换单元、电压PT切换单元、电能表脉冲采集切换单元、第二通讯单元、显示单元、按键单元、时钟单元和档案存储单元，第一通讯单元、电量采集监测单元、电能误差测试单元、电流CT切换单元、电压PT切换单元、电能表脉冲采集切换单元、第二通讯单元、显示单元、按键单元、时钟单元和档案存储单元分别与中央处理单元相连，第一通讯单元与数据服务器通过远程通讯网络相连，第二通讯单元和安装在各用电站点的电能表相连。

作为本发明再进一步的方案：所述本地电能表监测终端通过电流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、端子排和多个采样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端子排的各个触点相连，端子排的公共点构成电流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，端子排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。

作为本发明再进一步的方案：所述本地电能表监测终端通过电压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。

作为本发明再进一步的方案：所述自动远程处理单元对故障本地电能表监测终端进行自动远程处理的方法，包括以下步骤：

1）终端对时：自动远程处理单元远程召测本地电能表监测终端的时钟单元，判断其时钟单元是否存在偏差，若有偏差则自动发送远程对时指令；

2）档案同步：比较本地电能表监测终端的档案存储单元与数据服务器内的档案信息，若不一致，则使档案存储单元自动同步数据服务器，保证本地电能表监测终端的档案存储单元的档案信息与在数据服务器中的一致性；

3）抄表参数同步：自动远程处理单元远程召测本地电能表监测终端抄表参数，若不一致，则自动发送数据服务器内的抄表参数设置指令，保证本地电能表监测终端的本地参数与数据服务器内的系统值的一致性；

4）中继抄表：自动远程处理单元自动向本地电能表监测终端发送中继抄表指令，判断本地电能表监测终端与电能表的通讯情况，不成功则建议现场处理；

5）任务配置同步：自动远程处理单元远程召测本地电能表监测终端任务配置信息，判断本地电能表监测终端是否已配置任务及是否与数据服务器的系统值一致，未配置或不一致，则自动发送指令按数据服务器的系统模板要求同步任务配置至本地电能表监测终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明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，且包含自动远程处理单元，自动远程处理单元针对能够正常通讯的故障本地电能表监测终端进行自动远程处理，对于需要现场处理的故障设备，由自动远程处理单元派工后安排运维人员现场处理，大大降低了运维人员的劳动量。

附图说明

图1为电力用户现场电能表故障远程判定方法的结构示意图。

图2为电力用户现场电能表故障远程判定方法中本地电能表监测终端的结构示意图。

图3为电力用户现场电能表故障远程判定方法中电流CT切换单元的结构示意图。

图4为本发明对故障本地电能表监测终端自动处理的流程示意图。

图中：1-远端管理主站、2-电能表管理监控终端、3-数据服务器、4-自动远程处理单元、5-远程通讯网络、6-本地电能表监测终端、7-电能表、8-中央处理单元、9-第一通讯单元、10-电量采集监测单元、11-电能误差测试单元、12-电流CT切换单元、13-电压PT切换单元、14-电能表脉冲采集切换单元、15-第二通讯单元、16-显示单元、17-按键单元、18-时钟单元、19-档案存储单元、20-端子排、21-采样CT、22-电阻、23-端子排。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-4，一种电力用户现场电能表故障远程判定方法，包括安装在远端管理主站1的电能表管理监控终端2、数据服务器3和自动远程处理单元4及安装在各个厂站的本地电能表监测终端6，本地电能表监测终端6和其管辖范围下的各用电站点的电能表7相连，多个本地电能表监测终端6和数据服务器3通过远程通讯网络5相连，数据服务器3再与电能表管理监控终端2和自动远程处理单元4通过局域网相连，电能表管理监控终端2与自动远程处理单元4通过局域网相连。

电能表管理监控终端2是一台PC机或工控机。本地电能表监测终端6包括中央处理单元8、第一通讯单元9、电量采集监测单元10、电能误差测试单元11、电流CT切换单元12、电压PT切换单元13、电能表脉冲采集切换单元14、第二通讯单元15、显示单元16、按键单元17、时钟单元18和档案存储单元19，第一通讯单元9、电量采集监测单元10、电能误差测试单元11、电流CT切换单元12、电压PT切换单元13、电能表脉冲采集切换单元14、第二通讯单元15、显示单元16、按键单元17、时钟单元18和档案存储单元19分别与中央处理单元8相连，第一通讯单元9与数据服务器3通过远程通讯网络5相连，第二通讯单元15和安装在各用电站点的电能表7相连。上行的第一通讯单元9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15采用485总线方式和各电能表实现通讯。电量采集监测单元10、电能误差测试单元11、电流CT切换单元12和电压PT切换单元13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。

所述电流CT切换单元12包括端子排20、端子排23和多个采样CT21，多个采样CT21的初级线圈分别经端子排20上的相应接线端子和多个电能表7相连，每个采样CT21的次级线圈上并联有一个电阻22，各个采样CT21的次级线圈的一端均并接在一起构成电流CT切换单元12的一个输出端，各个采样CT21的次级线圈的另一端分别和端子排23的各个触点相连，端子排23的公共点构成电流CT切换单元12的另一个输出端。

电力用户现场电能表故障远程判定方法为:在各个厂站设置本地电能表监测终端6，在远端管理主站1设置通过局域网相连的自动远程处理单元4、数据服务器3、电能表管理监控终端2，本地电能表监测终端6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7相连，本地电能表监测终端6实时监测与之相连的电能表7的计量状况和运行状况，并通过上行的远程通讯网络5将电能表7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3，电能表管理监控终端2调取数据服务器3上的信息，对各厂站管辖的电能表7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7超差、PT二次回路压降超限、采样CT21及其采样CT21二次回路运行异常及监测系统自身异常，自动远程处理单元4针对能够正常通讯的故障本地电能表监测终端6进行自动远程处理，实现电能表7在线实时的统一管理。

本地电能表监测终端6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7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7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，本地电能表监测终端6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2进行远程报警。本地电能表监测终端6通过电流CT切换单元12对采样CT21二次回路进行切换，电流CT切换单元12每一个电流回路安装一个采样CT21，通过端子排20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，端子排23将采样信号切换到相应采样CT21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CT21二次侧如何切换，采样CT21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。本地电能表监测终端6通过电压PT切换单元13实现四段母线PT切换，通过电能表脉冲采集切换单元14实现电能表脉冲输入切换。电能表管理监控终端2以向量图显示各电能表7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7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。本地电能表监测终端6和电能表管理监控终端2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。

所述自动远程处理单元4对故障本地电能表监测终端6进行自动远程处理的方法，包括以下步骤：

1）终端对时：自动远程处理单元4远程召测本地电能表监测终端6的时钟单元18，判断其时钟单元18是否存在偏差，若有偏差则自动发送远程对时指令；

2）档案同步：比较本地电能表监测终端6的档案存储单元19与数据服务器3内的档案信息，主要包括电能表7的地址、电能表规约、电能表波特率、终端密码、CT（电流互感器）、PT（电压互感器）等信息，若不一致，则使档案存储单元19自动同步数据服务器3，保证本地电能表监测终端6的档案存储单元19的档案信息与在数据服务器3中的一致性；

3）抄表参数同步：自动远程处理单元4远程召测本地电能表监测终端6抄表参数，包括表计的地址、电能表规约、电能表波特率、终端密码、CT（电流互感器）、PT（电压互感器）等信息与数据服务器3内记录的值进行比较，若不一致，则自动发送数据服务器3内的抄表参数设置指令，保证本地电能表监测终端6的本地参数与数据服务器3内的系统值的一致性；

4）中继抄表：自动远程处理单元4自动向本地电能表监测终端6发送中继抄表指令，判断本地电能表监测终端6与电能表7的通讯情况，不成功则建议现场处理；

5）任务配置同步：自动远程处理单元4远程召测本地电能表监测终端6任务配置信息，判断本地电能表监测终端6是否已配置任务及是否与数据服务器3的系统值一致，未配置或不一致，则自动发送指令按数据服务器3的系统模板要求同步任务配置至本地电能表监测终端6。

在本发明自动处理过程中，判断出需现场处理的故障设备，由自动远程处理单元4派工后安排运维人员现场处理，自动处理中止。

自动处理完成的本地电能表监测终端6，自动远程处理单元4第二日根据数据采集情况，自动判断故障是否已修复，若故障已修复，则自动归档故障设备工单，形成闭环。

远端的电能表管理监控终端2对安装在各个厂站的本地电能表监测终端6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终端的远程遥控测试，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终端的测试参数设置、读取和修改等；可实现对运行中各厂站本地电能表监测终端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，工NTERNET/LAN网络通讯。

12.系统包含自动远程处理单元4，自动远程处理单元4针对能够正常通讯的故障本地电能表监测终端6进行自动远程处理，对于需要现场处理的故障设备，由自动远程处理单元4派工后安排运维人员现场处理，大大降低了运维人员的劳动量。

13.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。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种电力用户现场电能表故障远程判定方法，其特征在于，在各个厂站设置本地电能表监测终端（6），在远端管理主站（1）设置通过局域网相连的自动远程处理单元（4）、数据服务器（3）、电能表管理监控终端（2），本地电能表监测终端（6）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（7）相连，本地电能表监测终端（6）实时监测与之相连的电能表（7）的计量状况和运行状况，并通过上行的远程通讯网络（5）将电能表（7）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（3），电能表管理监控终端（2）调取数据服务器（3）上的信息，对各厂站管辖的电能表（7）进行在线测试、数据记录、数据分析和故障判断、故障报警，自动远程处理单元（4）针对能够正常通讯的故障本地电能表监测终端（6）进行自动远程处理，实现电能表（7）在线实时的统一管理。

2.根据权利要求1所述的电力用户现场电能表故障远程判定方法，其特征在于，所述本地电能表监测终端（6）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（7）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（7）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，本地电能表监测终端（6）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（2）进行远程报警。

3.根据权利要求2所述的电力用户现场电能表故障远程判定方法，其特征在于，所述本地电能表监测终端（6）包括中央处理单元（8）、第一通讯单元（9）、电量采集监测单元（10）、电能误差测试单元（11）、电流CT切换单元（12）、电压PT切换单元（13）、电能表脉冲采集切换单元（14）、第二通讯单元（15）、显示单元（16）、按键单元（17）、时钟单元（18）和档案存储单元（19），第一通讯单元（9）、电量采集监测单元（10）、电能误差测试单元（11）、电流CT切换单元（12）、电压PT切换单元（13）、电能表脉冲采集切换单元（14）、第二通讯单元（15）、显示单元（16）、按键单元（17）、时钟单元（18）和档案存储单元（19）分别与中央处理单元（8）相连，第一通讯单元（9）与数据服务器（3）通过远程通讯网络（5）相连，第二通讯单元（15）和安装在各用电站点的电能表（7）相连。

4.根据权利要求2或3所述的电力用户现场电能表故障远程判定方法，其特征在于，所述本地电能表监测终端（6）通过电流CT切换单元（12）对采样CT（21）二次回路进行切换，电流CT切换单元（12）包括端子排（20）、端子排（23）和多个采样CT（21），多个采样CT（21）的初级线圈分别经端子排（20）上的相应接线端子和多个电能表（7）相连，每个采样CT（21）的次级线圈上并联有一个电阻（22），各个采样CT（21）的次级线圈的一端均并接在一起构成电流CT切换单元（12）的一个输出端，各个采样CT（21）的次级线圈的另一端分别和端子排（23）的各个触点相连，端子排（23）的公共点构成电流CT切换单元（12）的另一个输出端；电流CT切换单元（12）每一个电流回路安装一个采样CT（21），通过端子排（20）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，端子排（23）将采样信号切换到相应采样CT（21）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（21）二次侧如何切换，采样CT（21）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。

5.根据权利要求4所述的电力用户现场电能表故障远程判定方法，其特征在于，所述本地电能表监测终端（6）通过电压PT切换单元（13）实现四段母线PT切换，通过电能表脉冲采集切换单元（14）实现电能表脉冲输入切换。

6.根据权利要求1所述的电力用户现场电能表故障远程判定方法，其特征在于，所述自动远程处理单元（4）对故障本地电能表监测终端（6）进行自动远程处理的方法，包括以下步骤：

1）终端对时：自动远程处理单元（4）远程召测本地电能表监测终端（6）的时钟单元（18），判断其时钟单元（18）是否存在偏差，若有偏差则自动发送远程对时指令；

2）档案同步：比较本地电能表监测终端（6）的档案存储单元（19）与数据服务器（3）内的档案信息，若不一致，则使档案存储单元（19）自动同步数据服务器（3），保证本地电能表监测终端（6）的档案存储单元（19）的档案信息与在数据服务器（3）中的一致性；

3）抄表参数同步：自动远程处理单元（4）远程召测本地电能表监测终端（6）抄表参数，若不一致，则自动发送数据服务器（3）内的抄表参数设置指令，保证本地电能表监测终端（6）的本地参数与数据服务器（3）内的系统值的一致性；

4）中继抄表：自动远程处理单元（4）自动向本地电能表监测终端（6）发送中继抄表指令，判断本地电能表监测终端（6）与电能表（7）的通讯情况，不成功则建议现场处理；

5）任务配置同步：自动远程处理单元（4）远程召测本地电能表监测终端（6）任务配置信息，判断本地电能表监测终端（6）是否已配置任务及是否与数据服务器（3）的系统值一致，未配置或不一致，则自动发送指令按数据服务器（3）的系统模板要求同步任务配置至本地电能表监测终端（6）。