CN105548944A - 一种计量装置状态检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种效率高、且检验结果全面准确的计量装置状态检验方法。该方法通过收集计量装置的基础信息数据并实时采集计量装置的实际运行数据,对收集的数据进行分类并计算电能表运行状态值GS、电流互感器运行状态值GC、电压互感器运行状态值GP、二次回路运行状态值GD,最后计算整个计量装置的运行状态值G,通过预设的计量装置状态值与运行状态的对应关系,确定计量装置的实际状态值所对应的实际运行状态,该检验方法效率高、不会出现由于人为原因导致原本正常运行的设备发生故障、可以实现计量装置状态的全面检验,保证最后得出的检验结果准确、全面、可靠性高。适合在关口计量设备状态评估技术领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及关口计量设备状态评估技术领域,尤其是一种计量装置状态检验方法。
背景技术
为了保证电能计量装置能够正常运行及其计量数据的可靠性,通常需要对电能计量装置的运行状态进行远程估计,现有的计量装置状态检验方法大都是采用人工检验的方式,人工检验的方式需要大量的人工进行现场检验和复杂的计算过程,工作效率低;其次,人工在对电能表进行现场精度测试时,需将被检表的电流回路与标准表串联,电压回路与标准表并联,要对计量屏上的接线端子进行松开和旋紧等操作,多次以后常有接线端子松动或滑丝等现象,导致原本正常运行的设备发生故障,存在较大的故障隐患;再者,人工现场检验电能表精度时对二次回路的负荷有一定要求,即有功功率需大于10W,功率因数需大于0.5,一旦遇到负荷或功率因数过低则不能进行检验工作,导致检验工作无法顺利进行;另外,计量装置包含电能表、PT和CT及其二次回路,其中任何一个环节都会影响计量的准确性,现有的计量装置状态检验方法只重视对电能表准确性和接线正确性的检测,而互感器及其二次回路的检测常被忽视,而这部分的故障所带来的影响有时达到电能表误差的几十倍,如PT实际二次负荷在10%以下,而设计和测试范围为25%~100%,其实际误差可能会超过限值,不能实现计量装置状态的全面检验,导致最后得出的检验结果不准确,并且人工干预容易出错导致检验结果可靠性低,无法准确掌握电能计量装置的动态安全稳定性,进而也无法保证各主要计量装置安全、稳定、准确运行,缺乏对事故处理信息进行动态跟踪及分析,不能对严重故障进行动态控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高、且检验结果全面准确的计量装置状态检验方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:该计量装置状态检验方法,包括以下步骤:
A、收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据;
B、对数据进行分类,将数据分为以下十四类:电能表基础信息数据、电能表检测数据、电能表监测数据、电能表家族缺陷数据、电流互感器基础信息数据、电流互感器检测数据、电流互感器监测数据、电流互感器家族缺陷数据、电压互感器基础信息数据、电压互感器检测数据、电压互感器监测数据、电压互感器家族缺陷数据、二次回路检测数据、二次回路监测数据;
C、根据电能表基础信息数据、电能表检测数据、电能表监测数据、电能表家族缺陷数据计算电能表运行状态值GS;
D、根据电流互感器基础信息数据、电流互感器检测数据、电流互感器监测数据、电流互感器家族缺陷数据计算电流互感器运行状态值GC;
E、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器检测数据、电压互感器监测数据、电压互感器家族缺陷数据计算电压互感器运行状态值GP;
F、根据二次回路检测数据、二次回路监测数据计算二次回路运行状态值GD;
G、计算计量装置的运行状态值G,通过预设的计量装置状态值与运行状态的对应关系,确定计量装置的实际状态值所对应的实际运行状态,所述G=ωSGS+ωCGC+ωPGP+ωDGD,其中,ωS为电能表的权值,ωC为电流互感器的权值,ωP为电压互感器的权值,ωD为二次回路的权值,且ωS+ωC+ωP+ωD=1。
进一步的是,所述权值ωS、ωC、ωP、ωD采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{GS、GC、GP、GD}中选出比重最大的一个类型记为G1 *;然后在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G2 *;在余下的两个类型中选出比重最大的一个类型记为G3 *,经过三次选择后最后剩下的类型记为G4 *,其序关系为G1 *>G2 *>G3 *>G4 *,其中G1 *>G2 *表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定GS、GC、GP、GD的序关系;
g2、相邻类型比重大小的比值判断:相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk=ηk,k=4,3,2,根据Gk-1与Gk的比重大小,ηk的取值范围为1.0-1.8;
g3、比例系数计算:将g2步骤得出ηk值带入如下公式:
即可计算出G1、G2、G3、G4的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3,ω4],ω1、ω2、ω3、ω4对应G1、G2、G3、G4的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωS、ωC、ωP、ωD的值。
进一步的是,所述电能表运行状态值GS采用如下公式计算得出,GS=BS×TS×MS×FS;
BS=BS1+BS6_S11+BS3+BS5+BS4+BS10;
其中,S1-1、S1-2、S1-3分别为电能表实验室检定选定3个负荷点的基本误差值;
BS6_S11=20-2S6×S11,S6为电能表运行年数,当电能表安装在变电站控制室时S11=0.6,当电能表安装在出线间隔计量柜时S11=0.8,当电能表安装在配电房时S11=1,当电能表安装在室内计量箱时S11=1.2,当电能表安装在户外计量箱时S11=1.5;
S3为同批次合格电能表在Un、In、cosj=1时基本误差的标准偏差,
BS5=20×(1-S5),S5为同批次电能表运行故障率,S5=因表计质量问题退出运行电能表数量/批次电能表总数量;
BS4=10×(1-S4);S4为同厂家电能表不合格退货批次率:S4=不合格电能表退货批次数量/所供电能表总批次数量;
如果在一年内发生过破坏电能表的行为BS10=0;否则BS10=10;
其中,S2为电能表周期检验误差值,当TS2<0时,TS2=0;
S12为电能表在线监测误差值,当TS12<0时,TS12=0;
S13为电能表在线监测误差的标准差,当S13<0.4×限值时,TS13=1;当S13≥0.4×限值时,当TS13<0时,TS13=0;
MS=0.85×MS8×MS9+0.05×MS14×MS15×MS16×MS17×MS18+0.1×MS19×MS20;
S8为电能表电量异常数量;
S9为电能表时钟异常数量;
S14为电能表电压电流异常数量;
S15为电能表异常用电数量;
S16为电能表负荷异常数量;
S17为电能表接线异常数量;
S18为电能表参变量异常数量;
S19z=主表电量/副表电量,S19f=副表电量/主表电量;当S19f=0或S19z=0时,MS19=1;
S20uz=主表电压/副表电压,S20uf=副表电压/主表电压;S20iz=主表电流/副表电流,S20if=副表电流/主表电流;当S20uf=0且S20uz=0时,MS20=1;当S20if=0且S20iz=0时,MS20=1;
其中,N为家族电能表总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电能表数量,S7为电能表家族缺陷取值。
进一步的是,所述电流互感器运行状态值GC采用如下公式计算得出,
BC=BC1+BC6+BC3+BC5+BC4;
其中,
C1-1A、C1-2A、C1-3A、C1-4A、C1-5A分别为电流互感器实验室检定选定5个负荷点的比值差,C1-1B、C1-2B、C1-3B、C1-4B、C1-5B分别为电流互感器实验室检定选定5个负荷点的相位差;
BC6=20-C6,C6为电流互感器运行年数;
C3A为同批次合格电流互感器在Un、In、cosj=1时基本比值差的标准偏差,C3B为同批次合格电流互感器在Un、In、cosj=1时基本相位差的标准偏差
BC5=20×(1-C5),C5为同批次电流互感器运行故障率,C5=因质量问题退出运行电流互感器数量/批次电流互感器总数量;
BC4=10×(1-C4),C4为同厂家电流互感器不合格退货批次率:C4=不合格电流互感器退货批次数量/所供电流互感器总批次数量;
其中, C2-iA为电流互感器现场实负荷检验的比值差,C2-iB为电流互感器现场实负荷检验的相位差,当TC2i<0时,TC2i=0,i=1,2,…5;
C8为电流互感器的在线监测比值差,当TC8<0时,TC8=0;
C9为电流互感器的在线监测相位差,当TC9<0时,TC9=0;
C10A为电流互感器的在线监测比值差的标准差,C10B为电流互感器的在线监测相位差的标准差,当C10A<0.1×限值且C10B<0.1×限值时,TC10=1;否则,当TC10<0时,TC10=0;
MC=MC11;C11为电流互感器在线监测异常事件数量;
N为家族电流互感器总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电流互感器数,C7为电流互感器家族缺陷取值。
进一步的是,所述电压互感器运行状态值GP采用如下公式计算得出,
BP=BP1+BP6+BP3+BP5+BP4;
P1-1A、P1-2A、P1-3A分别为电压互感器实验室检定选定3个负荷点的比值差,P1-1B、P1-2B、P1-3B分别为电压互感器实验室检定选定3个负荷点的相位差;
BP6=20-P6,P6为电压互感器运行年数;
P3A为同批次合格电压互感器在Un、In、cosj=1时基本比值差的标准偏差,P3B为同批次合格电压互感器在Un、In、cosj=1时基本相位差的标准偏差,
BP5=20×(1-P5),P5为同批次电压互感器运行故障率,P5=因质量问题退出运行电压互感器数量/批次电压互感器总数量;
BP4=10×(1-P4),P4为同厂家电压互感器不合格退货批次率:P4=不合格电压互感器退货批次数量/所供电压互感器总批次数量;
其中, P2-iA为电压互感器现场实负荷检验的比值差,P2-iB为电压互感器现场实负荷检验的相位差,当TP2i<0时,TP2i=0,i=1,2,3;
当TP8<0时,TP8=0,P8为电压互感器在线监测比值差;
当TP9<0时,TP9=0,P9为电压互感器在线监测相位差;
P10A为电压互感器在线监测比值差的标准差,P10B为电压互感器在线监测相位差的标准差,当P10A<0.2×限值且P10B<0.2×限值时,TP10=1;否则,当TP10<0时,TP10=0;
P11为电压互感器过电压异常事件数量;
P12为电压互感器过电流异常事件数量;
P13为电压互感器外电场异常事件数量;
P14为电压互感器一次导体磁场异常事件数量;
P15为电压互感器频率异常事件数量;
其中,N为家族电压互感器总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电压互感器数量,P7为电压互感器家族缺陷取值。
进一步的是,所述二次回路运行状态值GD采用如下公式计算得出;
D1A为现场实负荷检验的二次回路压降同相分量值,D1B为现场实负荷检验的二次回路压降正交分量值;
当TD2<0时,TD2=0;D2为在线监测的二次回路压降相对值;
D3为在线监测的二次回路压降相对值的标准差,当D3<0.2×限值时,TD3=1;当D3≥0.2×限值时,当TD3<0时,TD3=0;
MD=MD4;
D4为在线监测的二次压降越限的异常事件次数。
本发明的有益效果:该计量装置状态检验方法通过收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据,对收集的数据进行分类并计算电能表运行状态值GS、电流互感器运行状态值GC、电压互感器运行状态值GP、二次回路运行状态值GD,最后计算整个计量装置的运行状态值G,通过预设的计量装置状态值与运行状态的对应关系,确定计量装置的实际状态值所对应的实际运行状态,该检验方法是通过对数据的分析得出计量装置的运行状态,无需人工进行现场检验,效率高;其次,减少了人工的干预,不会出现由于人为原因导致原本正常运行的设备发生故障,设备故障隐患较低;再者,该检验方法考虑了对电能表、电流互感器和电压互感器及其二次回路的状态检验,可以实现计量装置状态的全面检验,保证最后得出的检验结果准确、全面、可靠性高,可以准确掌握电能计量装置的动态安全稳定性,进而保证各主要计量装置安全、稳定、准确运行,能够对事故处理信息进行动态跟踪及分析,从而对严重故障进行动态控制。
具体实施方式
本发明所述的计量装置状态检验方法,包括以下步骤:
A、收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据;计量装置的基础信息数据可以通过现有的计量生产调度平台(MDS)获得,计量生产调度平台(MDS)汇集了计量装置供货前全性能、到货后样品比对、抽检、全检等各环节检定误差数据,各供应商中标批次、到货批次、退货批次信息及运行环节出现的故障情况,在收集计量装置的基础信息数据时,只需调用计量生产调度平台存储的相关数据即可;计量装置的现场运行数据可以通过现有的用电信息采集系统获取,用电信息采集系统可实现计量装置的计量电量、运行工况和事件记录等各类数据的采集监测,其中,在线监测与智能诊断模块可通过对采集数据、事件的比对分析和数据挖掘,对电能表的运行情况进行诊断和分析,及时发现电量、负荷等异常情况,在收集计量装置的现场运行数据时,只需调用用电信息采集系统采集的相关数据即可;
B、对数据进行分类,将数据分为以下十四类:电能表基础信息数据、电能表检测数据、电能表监测数据、电能表家族缺陷数据、电流互感器基础信息数据、电流互感器检测数据、电流互感器监测数据、电流互感器家族缺陷数据、电压互感器基础信息数据、电压互感器检测数据、电压互感器监测数据、电压互感器家族缺陷数据、二次回路检测数据、二次回路监测数据;
C、根据电能表基础信息数据、电能表检测数据、电能表监测数据、电能表家族缺陷数据计算电能表运行状态值GS;
D、根据电流互感器基础信息数据、电流互感器检测数据、电流互感器监测数据、电流互感器家族缺陷数据计算电流互感器运行状态值GC;
E、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器检测数据、电压互感器监测数据、电压互感器家族缺陷数据计算电压互感器运行状态值GP;
F、根据二次回路检测数据、二次回路监测数据计算二次回路运行状态值GD;
G、计算计量装置的运行状态值G,通过预设的计量装置状态值与运行状态的对应关系,确定计量装置的实际状态值所对应的实际运行状态,所述G=ωSGS+ωCGC+ωPGP+ωDGD,其中,ωS为电能表的权值,ωC为电流互感器的权值,ωP为电压互感器的权值,ωD为二次回路的权值,且ωS+ωC+ωP+ωD=1。
计量装置状态值与运行状态的对应关系如下表所示:
计量装置状态检验方法通过收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据,对收集的数据进行分类并计算电能表运行状态值GS、电流互感器运行状态值GC、电压互感器运行状态值GP、二次回路运行状态值GD,最后计算整个计量装置的运行状态值G,通过预设的计量装置状态值与运行状态的对应关系,确定计量装置的实际状态值所对应的实际运行状态,该检验方法是通过对数据的分析得出计量装置的运行状态,无需人工进行现场检验,效率高;其次,减少了人工的干预,不会出现由于人为原因导致原本正常运行的设备发生故障,设备故障隐患较低;再者,该检验方法考虑了对电能表、电流互感器和电压互感器及其二次回路的状态检验,可以实现计量装置状态的全面检验,保证最后得出的检验结果准确、全面、可靠性高,可以准确掌握电能计量装置的动态安全稳定性,进而保证各主要计量装置安全、稳定、准确运行,能够对事故处理信息进行动态跟踪及分析,从而对严重故障进行动态控制。
在上述实施方式中,所述权值ωS、ωC、ωP、ωD可以采用经典层次分析法得出,但是,这种方法不易构造出满足一致性要求的判别阵,因此,本发明提供了一种简单有效的方法来确定权值ωS、ωC、ωP、ωD,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{GS、GC、GP、GD}中选出比重最大的一个类型记为G1 *;然后在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G2 *;在余下的两个类型中选出比重最大的一个类型记为G3 *,经过三次选择后最后剩下的类型记为G4 *,其序关系为G1 *>G2 *>G3 *>G4 *,其中G1 *>G2 *表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定GS、GC、GP、GD的序关系;
g2、相邻类型比重大小的比值判断:相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk=ηk,k=4,3,2,根据Gk-1与Gk的比重大小,ηk的取值范围为1.0-1.8;ηk判断的取值规则如下所述:
g3、比例系数计算:将g2步骤得出ηk值带入如下公式:
即可计算出G1、G2、G3、G4的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3,ω4],ω1、ω2、ω3、ω4对应G1、G2、G3、G4的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωS、ωC、ωP、ωD的值。
所述电能表运行状态值GS采用如下公式计算得出,GS=BS×TS×MS×FS;
BS=BS1+BS6_S11+BS3+BS5+BS4+BS10,BS为电能表基础状态值,该状态值反映电能表设备本身的性能好坏;
其中,S1-1、S1-2、S1-3分别为电能表实验室检定选定3个负荷点的基本误差值,这些状态量可反映电能表固有计量性能的好坏,所述3个负荷点可根据实际需要选取,通常情况下,S1-1为Un、In、cosj=1时的误差值,S1-2为Un、0.05In、cosj=0.5时的误差值,S1-3为Un、Imax、cosj=1时的误差值;限值是指准确度等级为0.2S的有功电能表对应的误差限值,取值为0.2;
BS6_S11=20-2S6×S11,S6为电能表运行年数,最小分辨力为0.5年,且采取只舍不进原则,如0-5.9个月为0年、6-11.9个月为0.5年,该状态量反映运行时间对电能表故障率的影响;当电能表安装在变电站控制室时S11=0.6,当电能表安装在出线间隔计量柜时S11=0.8,当电能表安装在配电房时S11=1,当电能表安装在室内计量箱时S11=1.2,当电能表安装在户外计量箱时S11=1.5;
S3为同批次合格电能表在Un、In、cosj=1时基本误差的标准偏差,该状态量反映批次电能表质量控制的好坏,限值是指准确度等级为0.2S的有功电能表对应的误差限值,取值为0.2;;
BS5=20×(1-S5),S5为同批次电能表运行故障率,S5=因表计质量问题退出运行电能表数量/批次电能表总数量,该状态量反映运行电能表批次质量的好坏;
BS4=10×(1-S4);S4为同厂家电能表不合格退货批次率:S4=不合格电能表退货批次数量/所供电能表总批次数量,该状态量反映电能表制造厂家的信誉、管理和质量水平;
如果在一年内发生过破坏电能表的行为BS10=0;否则BS10=10,该状态量反映电能表用户是否发生过窃电等影响信誉的行为;
TS反映现场检测电能表运行误差的状态值,
其中,S2为电能表周期检验误差值,当TS2<0时,TS2=0;
S12为电能表在线监测误差值,当TS12<0时,TS12=0;
S13为电能表在线监测误差标准差,当S13<0.4×限值时,TS13=1;当S13≥0.4×限值时,当TS13<0时,TS13=0;
通过周期检验误差与在线监测误差,以时间和负荷两个维度衡量,分散性、平均值、长期负荷率在哪个点占主要比例、多个点取不同比例得到最终的误差值,其周期性至少为一天,监测点至少为一个,该状态量反映电能表运行计量性能的好坏,限值是指准确度等级为0.2S的有功电能表对应的误差限值,取值为0.2;
MS=0.85×MS8×MS9+0.05×MS14×MS15×MS16×MS17×MS18+0.1×MS19×MS20,MS是电能表运行异常的状态值,该状态值反映电能表运行是否异常;
S8为电能表电量异常数量,该状态量反映电能表实时运行情况,可以由MDS系统与用电信息采集系统定时同步异常信息,其电量异常数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表电量异常数量;
S9为电能表时钟异常数量,该状态量反映电能表实时运行情况可以由MDS系统与用电信息采集系统定时同步异常信息,其时钟异常数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表时钟异常数量;
S14为电能表电压电流异常数量,该状态量反映电能表实时运行情况,包括电压断相、越限、不平衡、电流失流、不平衡以及高供高计B相异常,其电压电流异常数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表电压电流异常数量,其中主要异常事件及判断方法如下表所示:
S15为电能表异常用电数量,该状态量反映的异常类型包括电能表开盖、计量门开闭、恒定磁场干扰,其异常用电数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表异常用电数量;
S16为电能表负荷异常数量,该状态量反映电能表实时运行情况,包括需量超限、电流过流,其负荷异常数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表负荷异常数量,其中主要异常事件及判断方法如下表所示:
S17为电能表接线异常数量,该状态量反映电能表实时运行情况,包括反向电量异常、相序异常,其接线异常数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表接线异常数量;
S18为电能表参变量异常数量,该状态量反映电能表实时运行情况,包括温度、非法编程、时钟电池电压、停电抄表电池电压,其参变量异常数量是指两次电能表运行状态值计算期间在线监测发现的电能表参变量异常数量;
S19z=主表电量/副表电量,S19f=副表电量/主表电量;当S19f=0或S19z=0时,MS19=1;
S20uz=主表电压/副表电压,S20uf=副表电压/主表电压;S20iz=主表电流/副表电流,S20if=副表电流/主表电流;当S20uf=0且S20uz=0时,MS20=1;当S20if=0且S20iz=0时,MS20=1;
其中,N为家族电能表总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电能表数量,S7为电能表家族缺陷取值,经确认由设计、和/或材质、和/或工艺、和/或软件等共性因素导致的电能表缺陷称为家族缺陷,该状态量反映运行电能表发生故障的隐患大小;电能表家族缺陷S7的取值如下表所示:
缺陷 | 家族缺陷S7取值 |
对电能表计量性能无大影响,突发恶化风 | 86%~100% |
险小 | |
对电能表计量性能有一定影响,可监测 | 51%~85% |
对电能表计量性能有一定影响,不可监测 | 16%~50% |
对电能表计量性能有影响 | 0~15% |
利用上述方法计算出的电能表运行状态值GS准确、全面、可靠性高,可以准确掌握电能表的动态安全稳定性,进而保证电能表安全、稳定、准确运行,能够对电能表事故处理信息进行动态跟踪及分析,从而对电能表严重故障进行动态控制。
所述电流互感器运行状态值GC采用如下公式计算得出,
BC=BC1+BC6+BC3+BC5+BC4,BC为电流互感器基础状态值,该状态值反映电流互感器设备本身的性能好坏;
其中,
C1-1A、C1-2A、C1-3A、C1-4A、C1-5A分别为电流互感器实验室检定选定5个负荷点的比值差,C1-1B、C1-2B、C1-3B、C1-4B、C1-5B分别为电流互感器实验室检定选定5个负荷点的相位差,这些状态量可反映电流互感器固有计量性能的好坏;所述5个负荷点可根据实际需要选取,通常情况下,C1-1A为Un、1.2In、cos=1时的比值差,C1-1B为Un、1.2In、cosj=1时的相位差;C1-2A为Un、In、cosj=1时的比值差,C1-2B为Un、In、cosj=1时的相位差,C1-3A为Un、0.2In、cosj=1的比值差,C1-3B为Un、0.2In、cosj=1的相位差,C1-4A为Un、0.05In、cosj=1时的比值差,C1-4B为Un、0.05In、cosj=1时的相位差,C1-5A为Un、0.01In、cosj=1时的比值差,C1-5B为Un、0.01In、cosj=1时的相位差,限值是指准确度等级为0.2S的有功电流互感器对应的误差限值,取值为0.2;
BC6=20-C6,C6为电流互感器运行年数,,最小分辨力为0.5年,且采取只舍不进原则,如0-5.9个月为0年、6-11.9个月为0.5年,该状态量反映运行时间对电流互感器故障率的影响;
C3A为同批次合格电流互感器在Un、In、cosj=1时基本比值差的标准偏差,C3B为同批次合格电流互感器在Un、In、cosj=1时基本相位差的标准偏差该状态量反映批次电流互感器质量控制的好坏,限值是指准确度等级为0.2S的有功电流互感器对应的误差限值,取值为0.2;
BC5=20×(1-C5),C5为同批次电流互感器运行故障率,C5=因质量问题退出运行电流互感器数量/批次电流互感器总数量,该状态量反映运行电流互感器批次质量的好坏;
BC4=10×(1-C4),C4为同厂家电流互感器不合格退货批次率:C4=不合格电流互感器退货批次数量/所供电流互感器总批次数量,该状态量反映电流互感器制造厂家的信誉、管理和质量水平;
其中, C2-iA为电流互感器现场实负荷检验的比值差,C2-iB为电流互感器现场实负荷检验的相位差,当TC2i<0时,TC2i=0,i=1,2,…5;通常情况下,周期检测1.2In、In、0.2In、0.05In、0.01In共5个负荷点的比值差C2-iA,通常情况下,周期检测1.2In、In、0.2In、0.05In、0.01In共5个负荷点的相位差C2-iB,限值是指准确度等级为0.2S的有功电流互感器对应的误差限值,取值为0.2;
C8为电流互感器的在线监测比值差,该状态量反映电流互感器实时误差情况,当TC8<0时,TC8=0;C8为实际经常负荷区间的在线监测电流互感器比值差绝对值的平均值,根据前面多个评分周期(取5个)的一次电流均值和标准差δx,确定实际的经常负荷区间选择当前评分周期内经常负荷区间的n个误差监测点,计算区间内比值差均值即为C8;若n为0则取前一评分周期的监测比值差,限值是指准确度等级为0.2S的有功电流互感器对应的误差限值,取值为0.2;
C9为电流互感器的在线监测相位差,该状态量反映电流互感器实时误差情况,当TC9<0时,TC9=0;C9为实际经常负荷区间的在线监测电流互感器相位差绝对值的平均值,根据前面多个评分周期(取5个)的一次电流均值和标准差δx,确定实际的经常负荷区间选择当前评分周期内经常负荷区间的n个误差监测点,计算区间内相位差均值即为C9;若n为0则取前一评分周期的监测相位差,限值是指准确度等级为0.2S的有功电流互感器对应的误差限值,取值为0.2;
C10A为电流互感器的在线监测比值差的标准差,C10B为电流互感器的在线监测相位差的标准差,当C10A<0.1×限值且C10B<0.1×限值时,TC10=1;否则,当TC10<0时,TC10=0;限值是指准确度等级为0.2S的有功电流互感器对应的误差限值,取值为0.2;
MC=MC11;MC是电流互感器运行异常的状态值,该状态值反映电流互感器运行是否异常,C11为电流互感器在线监测异常事件数量,其异常事件数量是指两次电流互感器运行状态值计算期间在线监测发现的电流互感器环境温度、相对湿度、频率、二次负荷、波形畸变、剩磁、临近导体磁场的异常事件数量,主要异常事件及判断条件如下表所示;
N为家族电流互感器总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电流互感器数,C7为家族电流互感器缺陷取值,电流互感器家族缺陷C7取值如下表所示:
缺陷 | 家族缺陷C7取值 |
对电流互感器计量性能无大影响,突发恶化风险小 | 86%~100% |
对电流互感器计量性能有一定影响,可监测 | 51%~85% |
对电流互感器计量性能有一定影响,不可监测 | 16%~50% |
对电流互感器计量性能有影响。 | 0~15% |
利用上述方法计算出的电流互感器运行状态值GC准确、全面、可靠性高,可以准确掌握电流互感器的动态安全稳定性,进而保证电流互感器安全、稳定、准确运行,能够对电流互感器事故处理信息进行动态跟踪及分析,从而对电流互感器严重故障进行动态控制。
进一步的是,所述电压互感器运行状态值GP采用如下公式计算得出,
BP=BP1+BP6+BP3+BP5+BP4,BP为电压互感器基础状态值,该状态值反映电压互感器设备本身的性能好坏;
P1-1A、P1-2A、P1-3A分别为电压互感器实验室检定选定3个负荷点的比值差,P1-1B、P1-2B、P1-3B分别为电压互感器实验室检定选定3个负荷点的相位差;这些状态量可反映电压互感器固有计量性能的好坏;所述3个负荷点可根据实际需要选取,通常情况下,P1-1A为0.8Un、In、的比值差,P1-1B为0.8Un、In、的相位差,P1-2A为1Un、In、时的比值差,P1-2B为1Un、In、时的相位差,P1-3A为1.2Un、In、时的比值差,P1-3B为1.2Un、In、时的相位差,限值是指准确度等级为0.2S的有功电压互感器对应的误差限值,取值为0.2;
BP6=20-P6,P6为电压互感器运行年数,最小分辨力为0.5年,且采取只舍不进原则,如0-5.9个月为0年、6-11.9个月为0.5年,该状态量反映运行时间对电压互感器故障率的影响;
P3A为同批次合格电压互感器在Un、In、cosj=1时基本比值差的标准偏差,P3B为同批次合格电压互感器在Un、In、cosj=1时基本相位差的标准偏差,该状态量反映批次电压互感器质量控制的好坏,限值是指准确度等级为0.2S的有功电压互感器对应的误差限值,取值为0.2;
BP5=20×(1-P5),P5为同批次电压互感器运行故障率,P5=因质量问题退出运行电压互感器数量/批次电压互感器总数量,该状态量反映运行电压互感器批次质量的好坏;
BP4=10×(1-P4),P4为同厂家电压互感器不合格退货批次率:P4=不合格电压互感器退货批次数量/所供电压互感器总批次数量,该状态量反映电压互感器制造厂家的信誉、管理和质量水平;
其中, P2-iA为电压互感器现场实负荷检验的比值差,P2-iB为电压互感器现场实负荷检验的相位差,当TP2i<0时,TP2i=0,i=1,2,3;通常情况下,周期检测0.8Un、In、1.2In共3个负荷点的比值差P2-iA,通常情况下,周期检测0.8Un、In、1.2In共3个负荷点的相位差P2-iB,限值是指准确度等级为0.2S的有功电压互感器对应的误差限值,取值为0.2;
当TP8<0时,TP8=0,P8为电压互感器在线监测比值差;该状态量反映电压互感器实时误差情况,可以根据二次负荷监测数据,在线估计电压互感器比值差,限值是指准确度等级为0.2S的有功电压互感器对应的误差限值,取值为0.2;
当TP9<0时,TP9=0,P9为电压互感器在线监测相位差;该状态量反映电压互感器实时误差情况,可以根据二次负荷监测数据,在线估计电压互感器相位差,限值是指准确度等级为0.2S的有功电压互感器对应的误差限值,取值为0.2;
P10A为电压互感器在线监测比值差的标准差,P10B为电压互感器在线监测相位差的标准差,当P10A<0.2×限值且P10B<0.2×限值时,TP10=1;否则,当TP10<0时,TP10=0,限值是指准确度等级为0.2S的有功电压互感器对应的误差限值,取值为0.2;
MP是电压互感器运行异常的状态值,该状态值反映电压互感器运行是否异常;
P11为电压互感器过电压异常事件数量,其异常事件数量是指两次电压互感器运行状态值计算期间在线监测发现的雷击、系统短路、接地等产生的过电压侵入电压互感器的事件数量;
P12为电压互感器过电流异常事件数量,其异常事件数量是指两次电压互感器运行状态值计算期间在线监测发现的雷击、系统短路、接地等产生的过电流侵入电压互感器的事件数量;
P13为电压互感器外电场异常事件数量,其异常事件数量是指两次电压互感器运行状态值计算期间在线监测发现的电压互感器外电场异常事件数量;
P14为电压互感器一次导体磁场异常事件数量,其异常事件数量是指两次电压互感器运行状态值计算期间在线监测发现的电压互感器一次导体磁场异常事件数量;
P15为电压互感器频率异常事件数量,其异常事件数量是指两次电压互感器运行状态值计算期间在线监测发现的电压互感器频率异常事件数量;
其中,N为家族电压互感器总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电压互感器数量,P7为电压互感器家族缺陷取值,电压互感器家族缺陷P7取值如下表所示:
缺陷 | 家族缺陷P7取值 |
对电压互感器计量性能无大影响,突发恶化风险小 | 86%~100%16 --> |
对电压互感器计量性能有一定影响,可监测 | 51%~85% |
对电压互感器计量性能有一定影响,不可监测 | 16%~50% |
对电压互感器计量性能有影响。 | 0~15% |
利用上述方法计算出的电压互感器运行状态值GP准确、全面、可靠性高,可以准确掌握电压互感器的动态安全稳定性,进而保证电压互感器安全、稳定、准确运行,能够对电压互感器事故处理信息进行动态跟踪及分析,从而对电压互感器严重故障进行动态控制。
所述二次回路运行状态值GD采用如下公式计算得出,
D1A为现场实负荷检验的二次回路压降同相分量值,D1B为现场实负荷检验的二次回路压降正交分量,该状态量反映二次回路实时误差情况,限值是指二次回路对应的误差限值,取值为0.2;
当TD2<0时,TD2=0;D2为在线监测的二次回路压降相对值,该状态量反映二次回路实时误差情况,限值是指二次回路对应的误差限值,取值为0.2;
D3为在线监测的二次回路压降相对值的标准差,当D3<0.2×限值时,TD3=1;当D3≥0.2×限值时,当TD3<0时,TD3=0,限值是指二次回路对应的误差限值,取值为0.2;
MD=MD4;MD是二次回路运行异常的状态值,该状态值反映二次回路运行是否异常;
D4为在线监测的二次压降越限的异常事件次数,该状态量反映二次回路实时运行情况,其异常事件数量是指两次二次回路运行状态值计算期间在线监测发现的二次压降越限的异常事件数量。
利用上述方法计算出的二次回路运行状态值GD准确、全面、可靠性高,可以准确掌握二次回路的动态安全稳定性,进而保证二次回路安全、稳定、准确运行,能够对二次回路事故处理信息进行动态跟踪及分析,从而对二次回路严重故障进行动态控制。
Claims (6)
1.一种计量装置状态检验方法,其特征在于包括以下步骤:
A、收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据;
B、对数据进行分类,将数据分为以下十四类:电能表基础信息数据、电能表检测数据、电能表监测数据、电能表家族缺陷数据、电流互感器基础信息数据、电流互感器检测数据、电流互感器监测数据、电流互感器家族缺陷数据、电压互感器基础信息数据、电压互感器检测数据、电压互感器监测数据、电压互感器家族缺陷数据、二次回路检测数据、二次回路监测数据;
C、根据电能表基础信息数据、电能表检测数据、电能表监测数据、电能表家族缺陷数据计算电能表运行状态值GS;
D、根据电流互感器基础信息数据、电流互感器检测数据、电流互感器监测数据、电流互感器家族缺陷数据计算电流互感器运行状态值GC;
E、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器检测数据、电压互感器监测数据、电压互感器家族缺陷数据计算电压互感器运行状态值GP;
F、根据二次回路检测数据、二次回路监测数据计算二次回路运行状态值GD;
G、计算计量装置的运行状态值G,通过预设的计量装置状态值与运行状态的对应关系,确定计量装置的实际状态值所对应的实际运行状态,所述G=ωSGS+ωCGC+ωPGP+ωDGD,其中,ωS为电能表的权值,ωC为电流互感器的权值,ωP为电压互感器的权值,ωD为二次回路的权值,且ωS+ωC+ωP+ωD=1。
2.如权利要求1所述的计量装置状态检验方法,其特征在于:所述权值ωS、ωC、ωP、ωD采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{GS、GC、GP、GD}中选出比重最大的一个类型记为G1 *;然后在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G2 *;在余下的两个类型中选出比重最大的一个类型记为G3 *,经过三次选择后最后剩下的类型记为G4 *,其序关系为G1 *>G2 *>G3 *>G4 *,其中G1 *>G2 *表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定GS、GC、GP、GD的序关系;
g2、相邻类型比重大小的比值判断:相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk=ηk,k=4,3,2,根据Gk-1与Gk的比重大小,ηk的取值范围为1.0-1.8;
g3、比例系数计算:将g2步骤得出ηk值带入如下公式:
即可计算出G1、G2、G3、G4的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3,ω4],ω1、ω2、ω3、ω4对应G1、G2、G3、G4的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωS、ωC、ωP、ωD的值。
3.如权利要求2所述的计量装置状态检验方法,其特征在于:所述电能表运行状态值GS采用如下公式计算得出,GS=BS×TS×MS×FS;
BS=BS1+BS6_S11+BS3+BS5+BS4+BS10;
其中,S1-1、S1-2、S1-3分别为电能表实验室检定选定3个负荷点的基本误差值;
BS6_S11=20-2S6×S11,S6为电能表运行年数,当电能表安装在变电站控制室时S11=0.6,当电能表安装在出线间隔计量柜时S11=0.8,当电能表安装在配电房时S11=1,当电能表安装在室内计量箱时S11=1.2,当电能表安装在户外计量箱时S11=1.5;
S3为同批次合格电能表在Un、In、cosj=1时基本误差的标准偏差,
BS5=20×(1-S5),S5为同批次电能表运行故障率,S5=因表计质量问题退出运行电能表数量/批次电能表总数量;
BS4=10×(1-S4);S4为同厂家电能表不合格退货批次率:S4=不合格电能表退货批次数量/所供电能表总批次数量;
如果在一年内发生过破坏电能表的行为BS10=0;否则BS10=10;
其中,S2为电能表周期检验误差值,当TS2<0时,TS2=0;
S12为电能表在线监测误差值,当TS12<0时,TS12=0;
S13为电能表在线监测误差的标准差,当S13<0.4×限值时,TS13=1;当S13≥0.4×限值时,当TS13<0时,TS13=0;
MS=0.85×MS8×MS9+0.05×MS14×MS15×MS16×MS17×MS18+0.1×MS19×MS20;
S8为电能表电量异常数量;
S9为电能表时钟异常数量;
S14为电能表电压电流异常数量;
S15为电能表异常用电数量;
S16为电能表负荷异常数量;
S17为电能表接线异常数量;
S18为电能表参变量异常数量;
S19z=主表电量/副表电量,S19f=副表电量/主表电量;当S19f=0或S19z=0时,MS19=1;
S20uz=主表电压/副表电压,S20uf=副表电压/主表电压;S20iz=主表电流/副表电流,S20if=副表电流/主表电流;当S20uf=0且S20uz=0时,MS20=1;当S20if=0且S20iz=0时,MS20=1;
其中,N为家族电能表总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电能表数量,S7为电能表家族缺陷取值。
4.如权利要求3所述的计量装置状态检验方法,其特征在于:所述电流互感器运行状态值GC采用如下公式计算得出,
BC=BC1+BC6+BC3+BC5+BC4;
其中,
C1-1A、C1-2A、C1-3A、C1-4A、C1-5A分别为电流互感器实验室检定选定5个负荷点的比值差,C1-1B、C1-2B、C1-3B、C1-4B、C1-5B分别为电流互感器实验室检定选定5个负荷点的相位差;
BC6=20-C6,C6为电流互感器运行年数;
C3A为同批次合格电流互感器在Un、In、cosj=1时基本比值差的标准偏差,C3B为同批次合格电流互感器在Un、In、cosj=1时基本相位差的标准偏差
BC5=20×(1-C5),C5为同批次电流互感器运行故障率,C5=因质量问题退出运行电流互感器数量/批次电流互感器总数量;
BC4=10×(1-C4),C4为同厂家电流互感器不合格退货批次率:C4=不合格电流互感器退货批次数量/所供电流互感器总批次数量;
其中, C2-iA为电流互感器现场实负荷检验的比值差,C2-iB为电流互感器现场实负荷检验的相位差,当TC2i<0时,TC2i=0,i=1,2,…5;
C8为电流互感器的在线监测比值差,当TC8<0时,TC8=0;
C9为电流互感器的在线监测相位差,当TC9<0时,TC9=0;
C10A为电流互感器的在线监测比值差的标准差,C10B为电流互感器的在线监测相位差的标准差,当C10A<0.1×限值且C10B<0.1×限值时,TC10=1;否则,当TC10<0时,TC10=0;
MC=MC11;C11为电流互感器在线监测异常事件数量;
N为家族电流互感器总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电流互感器数,C7为电流互感器家族缺陷取值。
5.如权利要求4所述的计量装置状态检验方法,其特征在于:所述电压互感器运行状态值GP采用如下公式计算得出,
BP=BP1+BP6+BP3+BP5+BP4;
P1-1A、P1-2A、P1-3A分别为电压互感器实验室检定选定3个负荷点的比值差,P1-1B、P1-2B、P1-3B分别为电压互感器实验室检定选定3个负荷点的相位差;
BP6=20-P6,P6为电压互感器运行年数;
P3A为同批次合格电压互感器在Un、In、cosj=1时基本比值差的标准偏差,P3B为同批次合格电压互感器在Un、In、cosj=1时基本相位差的标准偏差,
BP5=20×(1-P5),P5为同批次电压互感器运行故障率,P5=因质量问题退出运行电压互感器数量/批次电压互感器总数量;
BP4=10×(1-P4),P4为同厂家电压互感器不合格退货批次率:P4=不合格电压互感器退货批次数量/所供电压互感器总批次数量;
其中, P2-iA为电压互感器现场实负荷检验的比值差,P2-iB为电压互感器现场实负荷检验的相位差,当TP2i<0时,TP2i=0,i=1,2,3;
当TP8<0时,TP8=0,P8为电压互感器在线监测比值差;
当TP9<0时,TP9=0,P9为电压互感器在线监测相位差;
P10A为电压互感器在线监测比值差的标准差,P10B为电压互感器在线监测相位差的标准差,当P10A<0.2×限值且P10B<0.2×限值时,TP10=1;否则,当TP10<0时,TP10=0;
P11为电压互感器过电压异常事件数量;
P12为电压互感器过电流异常事件数量;
P13为电压互感器外电场异常事件数量;
P14为电压互感器一次导体磁场异常事件数量;
P15为电压互感器频率异常事件数量;
其中,N为家族电压互感器总数量;n(1≤n≤N)为发生该家族缺陷的电压互感器数量,P7为电压互感器家族缺陷取值。
6.如权利要求5所述的计量装置状态检验方法,其特征在于:所述二次回路运行状态值GD采用如下公式计算得出;
D1A为现场实负荷检验的二次回路压降同相分量值,D1B为现场实负荷检验的二次回路压降正交分量值;
当TD2<0时,TD2=0;D2为在线监测的二次回路压降相对值;
D3为在线监测的二次回路压降相对值的标准差,当D3<0.2×限值时,TD3=1;当D3≥0.2×限值时,当TD3<0时,TD3=0;
MD=MD4;
D4为在线监测的二次压降越限的异常事件次数。
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