CN105550499A - 一种计量装置健康度计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种效率高、且计算结果全面准确的计量装置健康度计算方法。该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计量装置的运行状态值、计量装置的配置方式值以及计量装置的运行工况值,最后计算整个计量装置的健康度,该计算方法是通过对数据的分析计算得出计量装置的健康度,无需人工进行现场检验,准确性好,效率高;该计算方法最后计算得出的健康度准确、全面、可靠性高,可以准确反应计量装置的准确性和运行状态,依此健康度给出的计量装置配置更加合理性,改造建议更加可靠,以及给出计量装置的配置标准更加符合实际情况。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健康度计算方法。
背景技术
随着电力行业市场化改革的深入进行,发电上网、跨区输电、跨省输电及省级供电等关口电量交换日益增加,电力企业开始更加关注自身经济利益的维护。如何确保电能计量装置的准确性,维持电力市场公平有序的运转是电力市场当前研究的一个重要课题。关口电能计量装置运行管理主要包括现场检验及周期轮换,目前,这种现场检验方式已难以适应电能计量技术和电力公司精细化管理的要求,首先,由于电网规模正在不断扩大,交易电量和电能计量装置也越来越多,在有限的人力条件下实现规范化的技术管理非常困难;其次,传统人工现场检验的工作效率低,不能对装置进行实时监测和故障预警,尤其难以及时发现两次现场检验之间出现的计量问题,对电量追补工作带来了很大的困难。因此,须亟需在线监测电能计量装置的准确性以及其运行状态,对其误差水平进行实时测量,从而克服计量装置现场检验模式的弊端,提高其运行管理水平。
计量装置的健康度可以反映计量装置的准确性以及其运行状态,根据计量装置健康度的综合评价,用于给出计量装置的配置合理性、改造建议,以及给出计量装置的配置标准,目前,还没有一种用于计量装置的健康度计算方法,计量装置的准确性以及其运行状态都是采用现场检验的方式,这种方式耗时较长,效率较差,而且现场检验无法全面的对计量装置的的准确性以及其运行状态进行检验,导致最后得到的检验结果不准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高、且计算结果全面准确的计量装置健康度计算方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:该计量装置健康度计算方法,
所述计量装置的健康度L=ωGG+ωKK+ωRR;
其中,G为计量装置的运行状态值,K为计量装置的配置方式值,R为计量装置的运行工况值,ωG为计量装置运行状态的权值,ωK为计量装置配置方式的权值,ωR为计量装置运行工况的权值,且ωG+ωK+ωR=1。
进一步的是,所述计量装置的运行状态值G采用如下方法计算得到:
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,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 *,其序关系为其中表示类型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。
进一步的是,所述计量装置的配置方式值K采用如下公式计算得到:K=ωAKA+ωBKB+ωEKE+ωHKH,其中KA为电能表配置方式值,KB为电流互感器配置方式值,KE为电压互感器配置方式值,KH为二次回路配置方式值,ωA为电能表配置方式的权值,ωB为电流互感器配置方式的权值,ωE为电压互感器配置方式的权值,ωH为二次回路配置方式的权值,且ωA+ωB+ωE+ωH=1;
KA=A1+A2+A3+A4+A5+A6;
A1表示电能表进线端接线是否满足规程要求,若电能表进线端接线满足规程要求,则A1=45,否则A2=0;
A2表示电能表型号与二次回路是否匹配,若匹配A2=5,不匹配A2=0;
A3表示电能表准确度配置是否满足规程要求,若电能表准确度配置满足规程要求,则A3=15,否则A3=0;
A4表示电能表额定电流与电流互感器额定二次电流是否一致,若一致A4=15,否则A4=0;
A5=A5A+A5B,A5A表示电能表试验专用接线盒封闭性是否良好,若良好A5A=5,否则A5A=0;A5B表示电能表接线端钮盒封闭性是否良好,若良好A5B=5、否则A5B=0;
A6表示I、II类电能计量装置是否按规程配置主副电能表,若按照规程配制A6=10、否则A6=0;
KB=B1+B2+B3+B4+B5+B6;
B1表示电流互感器额定电流选择与实际二次侧电流是否匹配,若匹配B1=20,不匹配B1=0;
B2表示电流互感器型号与二次回路是否匹配,若匹配B2=5、不匹配B2=0;
B3表示电流互感器准确度配置是否满足规程,若电流互感器准确度配置满足规程,则B3=15,否则B3=0;
B4表示电流互感器二次负荷配置是否满足规程要求,若电流互感器二次负荷配置满足规程要求,则B4=20,否则B4=0;
B5表示电流互感器二次绕组是否按要求专用,若按要求专用B5=35,否则B5=0;
B6表示电流互感器接线端钮盒封闭性是否良好,若良好B6=5、否则B6=0;
KE=E1+E2+E3+E4+E5+E6;
E1表示电压互感器额定电压选择是否合理,若合理E1=20,不合理E1=0;
E2表示电压互感器型号与二次回路是否匹配,若匹配E2=10、不匹配E2=0;
E3表示电压互感器准确度配置是否满足规程,若电压互感器准确度配置满足规程,则E3=10,否则E3=0;
E4表示电压互感器二次负荷配置是否满足规程要求,若电压互感器二次负荷配置满足规程要求,则E4=20,否则E4=0;
E5表示电压互感器二次绕组是否按要求专用,若按要求专用E5=35,否则E5=0;
E6表示电压互感器接线端钮盒封闭性是否良好,若良好E6=5、否则E6=0;
KH=H1+H2+H3+H4;
H1表示电压互感器二次回路端接线是否正确,若正确H1=30、否则H1=0;
H2表示电流互感器二次回路端接线是否正确,若正确H2=30、否则H2=0;
H3表示电压互感器二次导线截面积是否符合规程要求,若符合H3=30、否则H3=0;
H4表示计量柜门封闭性是否良好,若良好H4=10、否则H4=0。
进一步的是,所述计量装置的运行工况值R采用如下公式计算得到:所述R=ωIRI+ωURU+ωMRM,其中,RI为电流互感器运行工况值,ωI为电流互感器运行工况的权值,RU为电压互感器运行工况值,ωU为电压互感器运行工况的权值,RM为电能表运行工况值,ωM为电能表运行工况的权值,且ωI+ωU+ωM=1;
所述RI=ωISESI+ωIIEII+ωITETI+ωIHEHI+ωIRERI+ωIMEMI,且ωIS+ωII+ωIT+ωIH+ωIR+ωIM=1;
其中,TI为电流互感器所处的环境温度值,TIn为电流互感器的额定环境温度值,CTI1和CTI2为温度引起变差的变化率系数;
其中,HI为电流互感器所处的环境湿度值,HIn为电流互感器的额定环境湿度,CHI为湿度引起变差的变化率;
其中,tRI为距离最近一次电流互感器出现失流的时间,τR为剩磁衰减时间常数;
其中,MI为临近一次导体磁场强度,MIn为额定磁场强度,CMI为磁场强度引起变差的变化率系数;
所述RU=ωUSESU+ωUΔEΔU+ωUTETU+ωUHEHU+ωUMEMU+ωUEEEU+ωUFEFU,
且ωUS+ωUΔ+ωUT+ωUH+ωUM+ωUE+ωUF=1;
其中,TU为电压互感器所处的环境温度值,TUn为电压互感器要求的额定环境温度值,CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数;
其中,HU为电压互感器所处的环境湿度值,HUn为电压互感器要求的额定环境湿度,CHU为湿度引起变差的变化率;
其中,MU为临近一次导体磁场强度,MUn为额定磁场强度,CMU为磁场强度引起变差的变化率系数;
其中,EU为在线监测得到电压互感器的外电场强度,EUn为额定电场强度,CE为电场强度引起变差的变化率系数;
其中,FU为在线监测得到电压互感器的频率,FUn为额定频率,CF1和CF1为频率引起变差的变化率系数;
且ωMI+ωMU+ωMcos+ωMTHDU+ωMdU+ωMT+ωMH=1;
其中,为电能表的一次负载功率因数,为电能表的一次负载功率因数的下限值;
其中,TM为电能表所处的环境温度值,TMn为电能表的额定环境温度值,CTM1和CTM2为温度引起变差的变化率系数;
其中,HM为电能表所处的环境湿度值,HMn为电能表要求的额定环境湿度,CHM为湿度引起变差的变化率。
进一步的是,所述权值ωI、ωU、ωM采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{RI、RU、RM}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 *;经过两次选择后最后剩下的类型记为G3 *,其序关系为其中表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定RI、RU、RM的序关系;
g2、相邻类型比重大小的比值判断:相邻类型Rk-1与Rk之间的比重大小之比Rk-1/Rk=ηk,k=3,2,根据Rk-1与Rk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的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3],ω1、ω2、ω3对应G1、G2、G3的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωI、ωU、ωM的值。
本发明的有益效果:该计量装置健康度计算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计量装置的运行状态值、计量装置的配置方式值以及计量装置的运行工况值,最后计算整个计量装置的健康度,该计算方法是通过对数据的分析计算得出计量装置的健康度,无需人工进行现场检验,准确性好,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,该计算方法考虑了对计量装置的运行状态、计量装置的配置方式以及计量装置的运行工况,保证最后计算得出的健康度准确、全面、可靠性高,可以准确反应计量装置的准确性和运行状态,依此健康度给出的计量装置配置更加合理性,改造建议更加可靠,以及给出计量装置的配置标准更加符合实际情况。
具体实施方式
本发明所述的计量装置健康度计算方法,所述计量装置的健康度L=ωGG+ωKK+ωRR;
其中,G为计量装置的运行状态值,K为计量装置的配置方式值,R为计量装置的运行工况值,ωG为计量装置运行状态的权值,ωK为计量装置配置方式的权值,ωR为计量装置运行工况的权值,且ωG+ωK+ωR=1。
该计量装置健康度计算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计量装置的运行状态值、计量装置的配置方式值以及计量装置的运行工况值,最后计算整个计量装置的健康度,该计算方法是通过对数据的分析计算得出计量装置的健康度,无需人工进行现场检验,准确性好,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,该计算方法考虑了对计量装置的运行状态、计量装置的配置方式以及计量装置的运行工况,保证最后计算得出的健康度准确、全面、可靠性高,可以准确反应计量装置的准确性和运行状态,依此健康度给出的计量装置配置更加合理性,改造建议更加可靠,以及给出计量装置的配置标准更加符合实际情况。
在上述实施方式中,所述计量装置的运行状态值G采用如下方法计算得到: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。
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,该计算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,该计算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,保证最后得出的计算结果准确、全面、可靠性高。
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 *,其序关系为其中表示类型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:
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。
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。
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% |
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。
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。
所述计量装置的配置方式值K采用如下公式计算得到:K=ωAKA+ωBKB+ωEKE+ωHKH,其中KA为电能表配置方式值,KB为电流互感器配置方式值,KE为电压互感器配置方式值,KH为二次回路配置方式值,ωA为电能表配置方式的权值,ωB为电流互感器配置方式的权值,ωE为电压互感器配置方式的权值,ωH为二次回路配置方式的权值,且ωA+ωB+ωE+ωH=1;
所述权值ωA、ωB、ωE、ωH采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{KA、KB、KE、KH}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 *,其序关系为其中表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定KA、KB、KE、KH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ωA、ωB、ωE、ωH的值。
KA=A1+A2+A3+A4+A5+A6;
A1表示电能表进线端接线是否满足规程要求,若电能表进线端接线满足规程要求,则A1=45,否则A2=0;
A2表示电能表型号与二次回路是否匹配,若匹配A2=5,不匹配A2=0;
A3表示电能表准确度配置是否满足规程要求,若电能表准确度配置满足规程要求,则A3=15,否则A3=0;
A4表示电能表额定电流与电流互感器额定二次电流是否一致,若一致A4=15,否则A4=0;
A5=A5A+A5B,A5A表示电能表试验专用接线盒封闭性是否良好,若良好A5A=5,否则A5A=0;
A5B表示电能表接线端钮盒封闭性是否良好,若良好A5B=5、否则A5B=0;
A6表示I、II类电能计量装置是否按规程配置主副电能表,若按照规程配制A6=10、否则A6=0;
KB=B1+B2+B3+B4+B5+B6;
B1表示电流互感器额定电流选择与实际二次侧电流是否匹配,若匹配B1=20,不匹配B1=0;
B2表示电流互感器型号与二次回路是否匹配,若匹配B2=5、不匹配B2=0;
B3表示电流互感器准确度配置是否满足规程,若电流互感器准确度配置满足规程,则B3=15,否则B3=0;
B4表示电流互感器二次负荷配置是否满足规程要求,若电流互感器二次负荷配置满足规程要求,则B4=20,否则B4=0;
B5表示电流互感器二次绕组是否按要求专用,若按要求专用B5=35,否则B5=0;
B6表示电流互感器接线端钮盒封闭性是否良好,若良好B6=5、否则B6=0;
KE=E1+E2+E3+E4+E5+E6;
E1表示电压互感器额定电压选择是否合理,若合理E1=20,不合理E1=0;
E2表示电压互感器型号与二次回路是否匹配,若匹配E2=10、不匹配E2=0;
E3表示电压互感器准确度配置是否满足规程,若电压互感器准确度配置满足规程,则E3=10,否则E3=0;
E4表示电压互感器二次负荷配置是否满足规程要求,若电压互感器二次负荷配置满足规程要求,则E4=20,否则E4=0;
E5表示电压互感器二次绕组是否按要求专用,若按要求专用E5=35,否则E5=0;
E6表示电压互感器接线端钮盒封闭性是否良好,若良好E6=5、否则E6=0;
KH=H1+H2+H3+H4;
H1表示电压互感器二次回路端接线是否正确,若正确H1=30、否则H1=0;
H2表示电流互感器二次回路端接线是否正确,若正确H2=30、否则H2=0;
H3表示电压互感器二次导线截面积是否符合规程要求,若符合H3=30、否则H3=0;
H4表示计量柜门封闭性是否良好,若良好H4=10、否则H4=0。
利用上述方法计算出的计量装置的配置方式值K准确、全面、可靠性高。
进一步的是,所述计量装置的运行工况值R采用如下公式计算得到:所述R=ωIRI+ωURU+ωMRM,其中,RI为电流互感器运行工况值,ωI为电流互感器运行工况的权值,RU为电压互感器运行工况值,ωU为电压互感器运行工况的权值,RM为电能表运行工况值,ωM为电能表运行工况的权值,且ωI+ωU+ωM=1;
所述权值ωI、ωU、ωM采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{RI、RU、RM}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 *;经过两次选择后最后剩下的类型记为G3 *,其序关系为其中表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定RI、RU、RM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=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的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3],ω1、ω2、ω3对应G1、G2、G3的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωI、ωU、ωM的值。
所述RI=ωISESI+ωIIEII+ωITETI+ωIHEHI+ωIRERI+ωIMEMI,且ωIS+ωII+ωIT+ωIH+ωIR+ωIM=1;
所述权值ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{ESI、EII、ETI、EHI、ERI、EMI}中选出比重最大的一个类型记为G1 *;然后在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G2 *;在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G3 *,在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G4 *,在余下的二个类型中选出比重最大的一个类型记为G5 *,最后剩下的类型记为G6 *,其序关系为其中表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定ESI、EII、ETI、EHI、ERI、EMI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=6、5、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、G5、G6的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6],ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6对应G1、G2、G3、G4、G5、G6的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM的值。
其中,TI为电流互感器所处的环境温度值,TIn为电流互感器的额定环境温度值,根据电力互感器JJG1021-2007检定标准,环境温度单独作用引起的电流互感器误差变化不超过基本误差限值1/4,检定条件中温度范围为-25~55℃,在额定温度TIn下引起的变差接近于0,而当温度远超出上限、下限范围时,其引起的变化接近于基本误差限值1/4,额定环境温度TIn为25℃,CTI1和CTI2为温度引起变差的变化率系数,分别取CTI1=2、CTI2=3;
其中,HI为电流互感器所处的环境湿度值,HIn为电流互感器的额定环境湿度,CHI为湿度引起变差的变化率;根据电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定环境相对湿度不大于95%,环境湿度单独作用引起的电流互感器误差变化不超过基本误差限值1/8,当环境湿度小于额定湿度HIn时相应的变差接近于0,额定环境湿度HIn为65%,湿度引起变差的变化率CHI为5%;
其中,tRI为距离最近一次电流互感器出现失流的时间,τR为剩磁衰减时间常数,剩磁衰减时间常数单位min;电流互感器在电流突然下降的情况下,电流互感器铁芯可能产生剩磁,其将使铁芯磁导率下降,影响互感器准确度,电流互感器JJG1021-2007检定标准中规定,对于电流互感器剩磁单独作用引起的变差限值,不超过基本误差限值的1/3,电流互感器剩磁由大电流情况下突然切断电源、二次绕组突然开路等原因产生,主要表现为二次绕组失流,剩磁大小与负载电流百分比呈正相关,随着时间推移剩磁直流分量逐渐衰减为0,对电流互感器误差的影响也逐渐减小,为剩磁衰减时间常数τR为50min;
其中,MI为临近一次导体磁场强度,其临近一次导体磁场强度限制为100μT,MIn为额定磁场强度,CMI为磁场强度引起变差的变化率系数;电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定,对于电流互感器邻近一次导体磁场单独作用引起的变差限值,不超过基本误差限值的1/4,当磁场强度小于额定磁场强度MIn时相应的变差接近于0,额定磁场强度MIn为50μT,磁场强度引起变差的变化率系数CMI为10。
所述RU=ωUSESU+ωUΔEΔU+ωUTETU+ωUHEHU+ωUMEMU+ωUEEEU+ωUFEFU,
且ωUS+ωUΔ+ωUT+ωUH+ωUM+ωUE+ωUF=1;
所述权值ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{ESU、EΔU、ETU、EHU、EMU、EEU、EFU}中选出比重最大的一个类型记为G1 *;然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G2 *;在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G3 *,在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G4 *,在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G5 *,在余下的二个类型中选出比重最大的一个类型记为G6 *,最后剩下的类型记为G7 *,其序关系为其中表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定ESU、EΔU、ETU、EHU、EMU、EEU、EFU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=7、6、5、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、G5、G6、G7的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7],ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7对应G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF的值。
其中,TU为电压互感器所处的环境温度值,TUn为电压互感器要求的额定环境温度值,CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数;根据电力互感器JJG1021-2007检定标准,环境温度单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/4,检定条件中温度范围为-25~55℃,在额定温度TUn下引起的变差接近于0,而当温度远超出上限、下限范围时,其引起的变化接近于基本误差限值1/4,额定环境温度TUn为25℃,CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数,分别取CTU1=2、CTU2=3;
其中,HU为电压互感器所处的环境湿度值,HUn为电压互感器要求的额定环境湿度,CHU为湿度引起变差的变化率;根据电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定环境相对湿度不大于95%,环境湿度单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/8,当环境湿度小于额定湿度HUn时相应的变差接近于0,额定环境湿度HUn为65%,湿度引起变差的变化率CHU为5%;
其中,MU为临近一次导体磁场强度,其磁场强度限值为100μT,MUn为额定磁场强度,CMU为磁场强度引起变差的变化率系数;电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定,对于电压互感器一次导体磁场单独作用引起的变差限值,不超过基本误差限值的1/10;当临近一次导体磁场强度小于额定磁场强度时相应的变差接近于0,额定磁场强度MU为50μT,磁场强度引起变差的变化率系数CMU为10;
其中,EU为在线监测得到电压互感器的外电场强度,其电场强度限制为10kV/m,EUn为额定电场强度,CE为电场强度引起变差的变化率系数;电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定,外电场的作用对电容式电压互感器误差影响更加突出,其不能超过基本误差限值的1/4,额定电场强度EUn为5kV/m,电场强度引起变差的变化率系数CE为1;
其中,FU为在线监测得到电压互感器的频率,FUn为额定频率,CF1和CF1为频率引起变差的变化率系数;根据电力互感器JJG1021-2007检定标准,频率单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/6,检定条件中频率范围为-49.5~50.5Hz,在规定频率范围为-49.5~50.5Hz内的变差接近于0,当频率远超出上限、下限时,其引起的变化接近于基本限值1/6,额定频率FUn为50Hz,频率引起变差的变化率系数CF1=0.02、CF2=4。
且ωMI+ωMU+ωMcos+ωMTHDU+ωMdU+ωMT+ωMH=1;
所述权值ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{EIM、EUM、ETHDU、EdU、ETM、EHM}中选出比重最大的一个类型记为G1 *;然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G2 *;在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G3 *,在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G4 *,在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G5 *,在余下的二个类型中选出比重最大的一个类型记为G6 *,最后剩下的类型记为G7 *,其序关系为其中表示类型G1 *的比重要大于或不小于G2 *,由此来确定EIM、EUM、ETHDU、EdU、ETM、EHM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=7、6、5、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、G5、G6、G7的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7],ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7对应G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH的值。
其中,为电能表的一次负载功率因数,为电能表的一次负载功率因数的下限值,其下限值为0.5;
其中,TM为电能表所处的环境温度值,TMn为电能表的额定环境温度值,CTM1和CTM2为温度引起变差的变化率系数;根据电力互感器JJG1021-2007检定标准,环境温度单独作用引起的电能表误差变化不超过基本误差限值1/4,检定条件中温度范围为-25~55℃,在额定温度TMn下引起的变差接近于0,而当温度远超出上限、下限范围时,其引起的变化接近于基本误差限值1/4,额定环境温度TMn为25℃,CTM1和CTM2为温度引起变差的变化率系数,分别取CTM1=2、CTM2=3;
其中,HM为电能表所处的环境湿度值,HMn为电能表要求的额定环境湿度,CHM为湿度引起变差的变化率,根据电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定环境相对湿度不大于95%,环境湿度单独作用引起的电能表误差变化不超过基本误差限值1/8,当环境湿度小于额定湿度HMn时相应的变差接近于0,额定环境湿度HMn为65%,湿度引起变差的变化率CHM为5%。
Claims (10)
1.一种计量装置健康度计算方法,其特征在于:
所述计量装置的健康度L=ωGG+ωKK+ωRR;
其中,G为计量装置的运行状态值,K为计量装置的配置方式值,R为计量装置的运行工况值,ωG为计量装置运行状态的权值,ωK为计量装置配置方式的权值,ωR为计量装置运行工况的权值,且ωG+ωK+ωR=1。
2.如权利要求1所述的计量装置健康度计算方法,其特征在于:所述计量装置的运行状态值G采用如下方法计算得到:
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,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。
3.如权利要求2所述的计量装置健康度计算方法,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。
4.如权利要求2所述的计量装置健康度计算方法,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。
5.如权利要求2所述的计量装置健康度计算方法,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。
6.如权利要求2所述的计量装置健康度计算方法,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。
7.如权利要求2所述的计量装置健康度计算方法,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。
8.如权利要求1所述的计量装置健康度计算方法,其特征在于:所述计量装置的配置方式值K采用如下公式计算得到:K=ωAKA+ωBKB+ωEKE+ωHKH,其中KA为电能表配置方式值,KB为电流互感器配置方式值,KE为电压互感器配置方式值,KH为二次回路配置方式值,ωA为电能表配置方式的权值,ωB为电流互感器配置方式的权值,ωE为电压互感器配置方式的权值,ωH为二次回路配置方式的权值,且ωA+ωB+ωE+ωH=1;
KA=A1+A2+A3+A4+A5+A6;
A1表示电能表进线端接线是否满足规程要求,若电能表进线端接线满足规程要求,则A1=45,否则A2=0;
A2表示电能表型号与二次回路是否匹配,若匹配A2=5,不匹配A2=0;
A3表示电能表准确度配置是否满足规程要求,若电能表准确度配置满足规程要求,则A3=15,否则A3=0;
A4表示电能表额定电流与电流互感器额定二次电流是否一致,若一致A4=15,否则A4=0;
A5=A5A+A5B,A5A表示电能表试验专用接线盒封闭性是否良好,若良好A5A=5,否则A5A=0;A5B表示电能表接线端钮盒封闭性是否良好,若良好A5B=5、否则A5B=0;
A6表示I、II类电能计量装置是否按规程配置主副电能表,若按照规程配制A6=10、否则A6=0;
KB=B1+B2+B3+B4+B5+B6;
B1表示电流互感器额定电流选择与实际二次侧电流是否匹配,若匹配B1=20,不匹配B1=0;
B2表示电流互感器型号与二次回路是否匹配,若匹配B2=5、不匹配B2=0;
B3表示电流互感器准确度配置是否满足规程,若电流互感器准确度配置满足规程,则B3=15,否则B3=0;
B4表示电流互感器二次负荷配置是否满足规程要求,若电流互感器二次负荷配置满足规程要求,则B4=20,否则B4=0;
B5表示电流互感器二次绕组是否按要求专用,若按要求专用B5=35,否则B5=0;
B6表示电流互感器接线端钮盒封闭性是否良好,若良好B6=5、否则B6=0;
KE=E1+E2+E3+E4+E5+E6;
E1表示电压互感器额定电压选择是否合理,若合理E1=20,不合理E1=0;
E2表示电压互感器型号与二次回路是否匹配,若匹配E2=10、不匹配E2=0;
E3表示电压互感器准确度配置是否满足规程,若电压互感器准确度配置满足规程,则E3=10,否则E3=0;
E4表示电压互感器二次负荷配置是否满足规程要求,若电压互感器二次负荷配置满足规程要求,则E4=20,否则E4=0;
E5表示电压互感器二次绕组是否按要求专用,若按要求专用E5=35,否则E5=0;
E6表示电压互感器接线端钮盒封闭性是否良好,若良好E6=5、否则E6=0;
KH=H1+H2+H3+H4;
H1表示电压互感器二次回路端接线是否正确,若正确H1=30、否则H1=0;
H2表示电流互感器二次回路端接线是否正确,若正确H2=30、否则H2=0;
H3表示电压互感器二次导线截面积是否符合规程要求,若符合H3=30、否则H3=0;
H4表示计量柜门封闭性是否良好,若良好H4=10、否则H4=0。
9.如权利要求1所述的计量装置健康度计算方法,其特征在于:所述计量装置的运行工况值R采用如下公式计算得到:所述R=ωIRI+ωURU+ωMRM,其中,RI为电流互感器运行工况值,ωI为电流互感器运行工况的权值,RU为电压互感器运行工况值,ωU为电压互感器运行工况的权值,RM为电能表运行工况值,ωM为电能表运行工况的权值,且ωI+ωU+ωM=1;
所述RI=ωISESI+ωIIEII+ωITETI+ωIHEHI+ωIRERI+ωIMEMI,且ωIS+ωII+ωIT+ωIH+ωIR+ωIM=1;
其中,TI为电流互感器所处的环境温度值,TIn为电流互感器的额定环境温度值,CTI1和CTI2为温度引起变差的变化率系数;
其中,HI为电流互感器所处的环境湿度值,HIn为电流互感器的额定环境湿度,CHI为湿度引起变差的变化率;
其中,tRI为距离最近一次电流互感器出现失流的时间,τR为剩磁衰减时间常数;
其中,MI为临近一次导体磁场强度,MIn为额定磁场强度,CMI为磁场强度引起变差的变化率系数;
所述RU=ωUSESU+ωUΔEΔU+ωUTETU+ωUHEHU+ωUMEMU+ωUEEEU+ωUFEFU,
且ωUS+ωUΔ+ωUT+ωUH+ωUM+ωUE+ωUF=1;
其中,SU为在线监测得到电压互感器的二次负荷,SUn为电流互感器的额定负荷,SU0为电压互感器的二次负荷下限值;
其中,TU为电压互感器所处的环境温度值,TUn为电压互感器要求的额定环境温度值,CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数;
其中,HU为电压互感器所处的环境湿度值,HUn为电压互感器要求的额定环境湿度,CHU为湿度引起变差的变化率;
其中,MU为临近一次导体磁场强度,MUn为额定磁场强度,CMU为磁场强度引起变差的变化率系数;
其中,EU为在线监测得到电压互感器的外电场强度,EUn为额定电场强度,CE为电场强度引起变差的变化率系数;
其中,FU为在线监测得到电压互感器的频率,FUn为额定频率,CF1和CF1为频率引起变差的变化率系数;
且ωMI+ωMU+ωMcos+ωMTHDU+ωMdU+ωMT+ωMH=1;
其中,为电能表的一次负载功率因数,为电能表的一次负载功率因数的下限值;
其中,TM为电能表所处的环境温度值,TMn为电能表的额定环境温度值,CTM1和CTM2为温度引起变差的变化率系数;
其中,HM为电能表所处的环境湿度值,HMn为电能表要求的额定环境湿度,CHM为湿度引起变差的变化率。
10.如权利要求9所述的计量装置健康度计算方法,其特征在于:所述权值ωI、ωU、ωM采用如下方法确定,该方法包括以下步骤:
g1、确定序关系:在{RI、RU、RM}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 *;经过两次选择后最后剩下的类型记为G3 *,其序关系为G1 *>G2 *>G3 *,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RI、RU、RM的序关系;
g2、相邻类型比重大小的比值判断:相邻类型Rk-1与Rk之间的比重大小之比Rk-1/Rk=ηk,k=3,2,根据Rk-1与Rk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的权值向量ω=[ω1,ω2,ω3],ω1、ω2、ω3对应G1、G2、G3的权值,根据确定的序关系便可以对应得出ωI、ωU、ωM的值。
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