CN114002638A - 一种电能计量设备故障检测定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电能计量设备故障检测定位系统，所述故障检测定位系统包括信号采集单元、控制处理单元、显示单元、通信单元；所述故障检测定位系统根据所述信号采集单元采集的信息分析判断所述电能计量设备具体故障位置，并通过所述显示单元进行显示，通过所述通信单元上传至监控中心。本发明提供一种电能计量设备故障检测定位系统，能够准确快速判断出电能计量设备异常位置，提高的电能计量设备故障定位的经济性和准确性。
Description
技术领域
本发明属于电力计量检测技术领域，特别涉及一种电能计量设备故障检测定位系统。
背景技术
电能计量是电力企业与用户间能源计算的重要步骤，随着电力市场的多元化发展，要求 电能计量工作必须保证计量的可靠性、准确性。
目前，国内对计量设备运行状态的获取，常采用现场校验仪进行实测校验，对计量装置 的运行状态进行评估的方式。然而，这类现场校验方法存在这一些不足：受外界环境因素影 响较大，同时检测工作进行时负荷也在不断波动中，会对电能计量装置常态工况评估的工作 带来较大的偏差。此外，现场校验工作会给现场人员安全和电网平稳运行带来一定的风险； 高频率地往返现场工作也需要耗费大量的人力、物力和时间，相对成本较高。
本发明提出一种电能计量设备故障检测定位系统，根据电能计量设备的相关信息能够准 确快速判断出电能计量设备异常位置，简化电能计量装置状态监测，降低现场排查工作的盲 目性，提高现场电能计量设备故障定位的经济性和准确性。
发明内容
本发明提供一种电能计量设备故障检测定位系统，能够准确快速判断出电能计量设备异 常位置，提高的电能计量设备故障定位的经济性和准确性。
本发明具体为一种电能计量设备故障检测定位系统，所述故障检测定位系统包括信号采 集单元、控制处理单元、显示单元、通信单元，所述控制处理单元分别与所述信号采集单元、 所述显示单元、所述通信单元相连接；所述故障检测定位系统根据所述信号采集单元采集的 信息分析判断所述电能计量设备具体故障位置，并通过所述显示单元进行显示，通过所述通 信单元上传至监控中心。
所述信号采集单元与所述电能计量设备相连接，采集所述电能计量设备相关信息，包括： 失压监测、三相电压不平衡监测、A相电压突变越限、B相电压突变越限、C相电压突变越 限、失流监测、三相电流不平衡监测、电流反极性监测、反向有(无)功监测、零相电流监 测、瞬时功率因数越下限监测、瞬时功率因数过“1”监测、瞬时功率因数突变监测、电能表 或终端在长周期内功率因素越限监测、电能表与终端在长周期内功率因素差异监测、三相电 压相位异常监测、三相电流零点偏移监测、A相瞬时电压电流相位超差、B相瞬时电压电流 相位超差、C相瞬时电压电流相位超差、装置时钟与通讯监测、装置计量异常监测、装置二 次线路监测、装置人为开启监测、统计线损与电量关联度监测。
所述显示单元采用LCD显示屏，所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述故障检测 定位系统检测信息上传至所述监控中心。
所述控制处理单元采用微处理器对所述故障检测定位系统进行数据分析和整体控制，完 成对所述电能计量设备的故障检测定位：
首先，根据所述信号采集单元采集的信息对照用电异常列表得到异常用户状态特征系数 矩阵
P11为失压监测，P12为三相电压不平衡监测，P13为A相电 压突变越限，P14为B相电压突变越限，P15为C相电压突变越限，P21为失流监测，P21为三 相电流不平衡监测，P23为电流反极性监测，P24为反向有(无)功监测，P25为零相电流监测， P31为瞬时功率因数越下限监测，P32为瞬时功率因数过“1”监测，P33为瞬时功率因数突变监 测，P34为电能表或终端在长周期内功率因素越限监测，P35为电能表与终端在长周期内功率 因素差异监测，P41为三相电压相位异常监测，P42为三相电流零点偏移监测，P43为A相瞬时 电压电流相位超差，P44为B相瞬时电压电流相位超差，P45为C相瞬时电压电流相位超差， P51为装置时钟与通讯监测，P52为装置计量异常监测，P53为装置二次线路监测，P54为装置人 为开启监测，P55为统计线损与电量关联度监测；
其次，计算准则层因素的模糊量化值C＝P·RC，RC为异常用户状态特征系数矩阵与对 应所述准则层因素的权重向量矩阵，
RC1为计量电压权重向量，RC2为计量电流权重向量，RC3为功率因数权重向量，RC4为相位监测权重向量，RC5为异常告警权重向量；
再次，计算所述目标层因素的模糊量化值Z＝[Z1 Z2 Z3 Z4 Z5]＝C·RZ，Z1为电压互感器模糊量化值，Z2为电流互感器模糊量化值，Z3为电能表模糊量化值，Z4为二次回路 模糊量化值，Z5为终端模糊量化值，
为所述准则层因素与对应所述目标层因素的权重向量矩阵，RZ1为电压互感器权重向量，RC2为电流互感器权重向量，RC3为电能表权重向量，RC4为二次回路权重向量，RC5为终端权重向量；
再次，计算所述目标层因素的评价系数
k分别取值为1、2、 3、4、5，αk、βk为所述目标层阀值；
再次，根据所述目标层因素的评价系数由高至低形成故障概率顺序表，所述评价系数越 高，对应的单元出现故障的几率越大；
最后，控制所述显示单元显示所述故障概率顺序表，控制所述通信单元将所述故障概率 顺序表上传至所述监控中心。
与现有技术相比，有益效果是：所述检测定位系统采集异常电能计量设备的相关信息， 能够准确判断出电能计量设备异常位置，减小现场排查工作的盲目性，以便相关工作人员及 时准确的进行故障处理，保证计量的准确性和可靠性。
附图说明
图1为本发明一种电能计量设备故障检测定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种电能计量设备故障检测定位系统的具体实施方式做详细阐 述。
如图1所示，本发明的故障检测定位系统包括信号采集单元、控制处理单元、显示单元、 通信单元，所述控制处理单元分别与所述信号采集单元、所述显示单元、所述通信单元相连 接；所述故障检测定位系统根据所述信号采集单元采集的信息分析判断所述电能计量设备具 体故障位置，并通过所述显示单元进行显示，通过所述通信单元上传至监控中心。
所述信号采集单元与所述电能计量设备相连接，采集所述电能计量设备相关信息，包括： 失压监测、三相电压不平衡监测、A相电压突变越限、B相电压突变越限、C相电压突变越 限、失流监测、三相电流不平衡监测、电流反极性监测、反向有(无)功监测、零相电流监 测、瞬时功率因数越下限监测、瞬时功率因数过“1”监测、瞬时功率因数突变监测、电能表 或终端在长周期内功率因素越限监测、电能表与终端在长周期内功率因素差异监测、三相电 压相位异常监测、三相电流零点偏移监测、A相瞬时电压电流相位超差、B相瞬时电压电流 相位超差、C相瞬时电压电流相位超差、装置时钟与通讯监测、装置计量异常监测、装置二 次线路监测、装置人为开启监测、统计线损与电量关联度监测。
所述显示单元采用LCD显示屏，所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述故障检测 定位系统检测信息上传至所述监控中心。
所述控制处理单元采用微处理器对所述故障检测定位系统进行数据分析和整体控制，完 成对所述电能计量设备的故障检测定位，数据分析主要包括输入层、准则层和目标层，所述 输入层即信息采集层，包括失压监测、三相电压不平衡监测、A相电压突变越限、B相电压 突变越限、C相电压突变越限、失流监测、三相电流不平衡监测、电流反极性监测、反向有 (无)功监测、零相电流监测、瞬时功率因数越下限监测、瞬时功率因数过“1”监测、瞬时 功率因数突变监测、电能表或终端在长周期内功率因素越限监测、电能表与终端在长周期内 功率因素差异监测、三相电压相位异常监测、三相电流零点偏移监测、A相瞬时电压电流相 位超差、B相瞬时电压电流相位超差、C相瞬时电压电流相位超差、装置时钟与通讯监测、 装置计量异常监测、装置二次线路监测、装置人为开启监测、统计线损与电量关联度监测； 所述准则层包括计量电压、计量电流、功率因数、相位检测、异常告警，所述目标层包括电 压互感器异常、电流互感器异常、电能表异常、二次回路异常、终端异常，通过对所述输入 层信息的分析，最终得到所述目标层异常目标；
主要包括以下步骤：
步骤(1)：根据所述信号采集单元采集的信息对照用电异常列表得到异常用户状态特征 系数矩阵
P11为失压监测，P12为三相电压不平衡监测，P13为A 相电压突变越限，P14为B相电压突变越限，P15为C相电压突变越限，P21为失流监测，P21为 三相电流不平衡监测，P23为电流反极性监测，P24为反向有(无)功监测，P25为零相电流监 测，P31为瞬时功率因数越下限监测，P32为瞬时功率因数过“1”监测，P33为瞬时功率因数突 变监测，P34为电能表或终端在长周期内功率因素越限监测，P35为电能表与终端在长周期内 功率因素差异监测，P41为三相电压相位异常监测，P42为三相电流零点偏移监测，P43为A相 瞬时电压电流相位超差，P44为B相瞬时电压电流相位超差，P45为C相瞬时电压电流相位超 差，P51为装置时钟与通讯监测，P52为装置计量异常监测，P53为装置二次线路监测，P54为装 置人为开启监测，P55为统计线损与电量关联度监测；
步骤(2)：计算所述准则层因素的模糊量化值C＝P·RC，RC为异常用户状态特征系数 矩阵与对应所述准则层因素的权重向量矩阵， 
RC1为计量电压权重向量，RC2为计量电 流权重向量，RC3为功率因数权重向量，RC4为相位监测权重向量，RC5为异常告警权重向量；
步骤(3)：计算所述目标层因素的模糊量化值Z＝[Z1 Z2 Z3 Z4 Z5]＝C·RZ，Z1为电压互感器模糊量化值，Z2为电流互感器模糊量化值，Z3为电能表模糊量化值，Z4为二次 回路模糊量化值，Z5为终端模糊量化值，
为所述准则层因素与对应所述目标层因素的权重向量矩阵，RZ1为电压互感器权重向量，RC2为电流互感器权重向量，RC3为电能表权重向量，RC4为二次回路权重向量，RC5为终端权重向量；
步骤(4)：计算所述目标层因素的评价系数
k分别取值为1、2、 3、4、5，αk、βk为所述目标层阀值；
步骤(5)：根据所述目标层因素的评价系数由高至低形成故障概率顺序表，所述评价系 数越高，对应的单元出现故障的几率越大；
步骤(6)：控制所述显示单元显示所述故障概率顺序表，控制所述通信单元将所述故障 概率顺序表上传至所述监控中心。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域 的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等 同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (4)
1.一种电能计量设备故障检测定位系统，其特征在于，所述故障检测定位系统包括信号采集单元、控制处理单元、显示单元、通信单元，所述控制处理单元分别与所述信号采集单元、所述显示单元、所述通信单元相连接；所述故障检测定位系统根据所述信号采集单元采集的信息分析判断所述电能计量设备具体故障位置，并通过所述显示单元进行显示，通过所述通信单元上传至监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种电能计量设备故障检测定位系统，其特征在于，所述信号采集单元与所述电能计量设备相连接，采集所述电能计量设备相关信息，包括：失压监测、三相电压不平衡监测、A相电压突变越限、B相电压突变越限、C相电压突变越限、失流监测、三相电流不平衡监测、电流反极性监测、反向有/无功监测、零相电流监测、瞬时功率因数越下限监测、瞬时功率因数过“1”监测、瞬时功率因数突变监测、电能表或终端在长周期内功率因素越限监测、电能表与终端在长周期内功率因素差异监测、三相电压相位异常监测、三相电流零点偏移监测、A相瞬时电压电流相位超差、B相瞬时电压电流相位超差、C相瞬时电压电流相位超差、装置时钟与通讯监测、装置计量异常监测、装置二次线路监测、装置人为开启监测、统计线损与电量关联度监测。
3.根据权利要求2所述的一种电能计量设备故障检测定位系统，其特征在于，所述控制处理单元采用微处理器对所述故障检测定位系统进行数据分析和整体控制，完成对所述电能计量设备的故障检测定位：
根据所述信号采集单元采集的信息对照用电异常列表得到异常用户状态特征系数矩阵
P11为失压监测，P12为三相电压不平衡监测，P13为A相电压突变越限，P14为B相电压突变越限，P15为C相电压突变越限，P21为失流监测，P21为三相电流不平衡监测，P23为电流反极性监测，P24为反向有(无)功监测，P25为零相电流监测，P31为瞬时功率因数越下限监测，P32为瞬时功率因数过“1”监测，P33为瞬时功率因数突变监测，P34为电能表或终端在长周期内功率因素越限监测，P35为电能表与终端在长周期内功率因素差异监测，P41为三相电压相位异常监测，P42为三相电流零点偏移监测，P43为A相瞬时电压电流相位超差，P44为B相瞬时电压电流相位超差，P45为C相瞬时电压电流相位超差，P51为装置时钟与通讯监测，P52为装置计量异常监测，P53为装置二次线路监测，P54为装置人为开启监测，P55为统计线损与电量关联度监测；
计算准则层因素的模糊量化值C＝P·RC，RC为异常用户状态特征系数矩阵与对应所述准则层因素的权重向量矩阵，
RC1为计量电压权重向量，RC2为计量电流权重向量，RC3为功率因数权重向量，RC4为相位监测权重向量，RC5为异常告警权重向量；
计算目标层因素的模糊量化值Z＝[Z1 Z2 Z3 Z4 Z5]＝C·RZ，Z1为电压互感器模糊量化值，Z2为电流互感器模糊量化值，Z3为电能表模糊量化值，Z4为二次回路模糊量化值，Z5为终端模糊量化值，
为所述准则层因素与对应所述目标层因素的权重向量矩阵，RZ1为电压互感器权重向量，RC2为电流互感器权重向量，RC3为电能表权重向量，RC4为二次回路权重向量，RC5为终端权重向量；
计算所述目标层因素的评价系数：
根据所述目标层因素的评价系数由高至低形成故障概率顺序表，所述评价系数越高，对应的单元出现故障的几率越大；
控制所述显示单元显示所述故障概率顺序表，控制所述通信单元将所述故障概率顺序表上传至所述监控中心。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种电能计量设备故障检测定位系统，其特征在于，所述显示单元采用LCD显示屏，所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述故障检测定位系统检测信息上传至所述监控中心，同时能够接收所述监控中心控制指令。
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