CN114114132A - 一种电能计量装置接线端子异常监测方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能计量装置接线端子异常监测方法与系统，涉及电能监测技术领域，包括信号发生模块、信号接收模块、环境监测模块、中央处理单元、无线通讯模块、微型摄像头及声光报警装置；本发明在电能表联合试验接线盒处加装外部设备，并配置智能化本地数据采集与分析功能，实现对试验接线盒为核心的电能计量装置接线端子操作异常、环境异常、运行状态异常以及窃电风险的实时优化研判，并根据异常类型与等级策略，通过合理的方式差异化报送警示信息，便于工作人员及早发现异常、有序安排运维检修，提升电能计量装置安装质量与运行质量。
Description
技术领域
本发明涉及电能监测技术领域，更具体的是涉及一种电能计量装置接线端子异常监测方法与系统。
背景技术
电能计量装置，尤其是经互感器接入的电能计量装置，是大中型电力客户进行电能交易的直接依据，其运行性能将为客户生产运营、电网投资建设、社会有序用能以及市场公平公正等诸多方面产生影响，因此必须对电能表、试验接线盒以及二次回路等计量装置安装质量与运行质量进行全面的监测分析，及时发现存在的异常事件，尽快开展试验检修，予以整改或消除。
本发明所述异常事件，主要针对与电能计量装置接线端子相关的异常，包含操作异常和状态异常两个类别，具体包括现场运维中不当操作所致的接线错误、运行状态下的温度越限、湿度越限、磁场强度越限、电压越限、电流越限、反向功率、窃电风险等。
针对前述各项异常事件，目前采用的监测分析方法与手段分别为：
接线错误：目前常用的方式是在安装完成未通电状态下，采用万用表通断测试的方式确定二次回路两端是否正常导通，但对二次回路交叉并联无法识别，而且必须采用人力手工逐线测试，效率较低，质量难以保证；另外有一种方法是整体式测试验证，即通过对电能表电压电流以及相角进行测量，绘制相量图判断是否存在错误接线，这一方式准确率较高，但仍需要人工实施，且数据来自分相分线的一组测量，难以保证采样同时性和状态普遍性；
温度越限、磁场强度越限：目前技术标准对温度和磁场强度作出了明确规定，但运行层面上讲，现在普遍未对电能表运行环境中温度和所处环境磁场强度进行测试，仅在已产生并发现异常后，在现场运维检修环节中对环境参数进行测试记录，一方面具有明显的滞后性，往往在异常发生较长时间后才能到场处理，另一方面也不利于异常原因的排查处理，造成查处取证困难，或异常隐患治理困难；
电压越限、电流越限、反向功率、窃电风险：目前主要通过用电信息采集系统进行数据收集与判断，发现这4类异常后将调用相关系统功能，推送工单，提醒工作人员处理，这一方式的问题与不足在于，用电信息采集系统采用的是定时采样的方式，对不同客户的采样周期包括15分钟、1小时和1天等，因而不具备实时性，此外，用电信息采集系统实施异常判断采用单点触发的方式，即在任意测量点数据发现异常均直接推送工单，，且各项异常事件独立判断，缺乏关联验证，客观上造成工单数量过多，工作人员难以处理；最后，系统推送工单无信息提示，仅在工作人员登陆系统后方可接收，这也造成了处理效率的限制。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种电能计量装置接线端子异常监测方法与系统，在电能表联合试验接线盒处加装外部设备，并配置智能化本地数据采集与分析功能，实现对试验接线盒为核心的电能计量装置接线端子操作异常、环境异常、运行状态异常以及窃电风险的实时优化研判，并根据异常类型与等级策略，通过合理的方式差异化报送警示信息，便于工作人员及早发现异常、有序安排运维检修，提升电能计量装置安装质量与运行质量。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种电能计量装置接线端子异常监测系统，包括信号发生模块、信号接收模块、环境监测模块、中央处理单元、无线通讯模块、微型摄像头及声光报警装置；
所述信号发生模块及所述信号接收模块分别安装于联合试验接线盒上下接线端子，分别用于生成特定频率与波形的特征信号，并将特征信号注入计量二次回路的指定位置，以及从计量二次回路中的电信号中识别并分离出特征信号，并将特征信号导入中央处理单元；
所述环境监测模块安装于计量柜或计量屏中，用于监测联合试验接线盒与电能表接线端子位置的温度、湿度和电磁场环境参数，并将相应数据经由所述信号接收模块集中后穿入至中央处理单元；
所述中央处理单元安装于联合试验接线盒中，并且在所述中央处理单元中还内置有异常特征信息库，通过从所述信号接收模块、所述环境监测模块及所述微型摄像头中接收信号，再通过调用异常特征信息库进行异常识别检测，同时根据检测结果形成相应指令，最后通过控制指令控制所述无线通讯模块、所述微型摄像头及所述声光报警装置完成相应动作；
所述异常特征信息库包括电能计量装置接线端子各类常见异常的指征参数与判定的阈值，用于被所述中央处理单元调用，根据中央处理单元收到的数据信息进行匹配分析，并反馈判定结果；
所述无线通讯模块、所述微型摄像头及所述声光报警装置均安装于联合试验接线盒表面，所述无线通讯模块与管理人员的移动设备连接，在发生异常情况时，生产异常报告通过短信或网络通知管理人员，同时管理人员也可以通过网络主动调用监测情况，所述微型摄像头用于采集计量箱或计量屏的正面影像资料，所述声光报警装置，用于对中央处理器发出的控制指令进行响应，发出灯光或声音进行示警；
所述无线通讯模块、所述微型摄像头及所述声光报警装置均通过信号线与所述中央处理单元连接，所述环境监测模块及所述信号接收模块与所述中央处理单元通过短距离无线通讯进行信息交互。
进一步的：所述环境监测模块包括在试样接线盒及与电能表接线端子附近安装的温度传感器、湿度传感器及电磁传感器。
基于一种电能计量装置接线端子异常监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：预制及安装异常特征数据库；
步骤S2：系统唤醒；
步骤S3：两个进程并行，分别为环境信息检测及产生特征信号并逐项完成信号注入；
步骤S4：同样为两个进程并行且分别承接步骤S3的两个进程；分别为对环境信息进行收集并将其传输至中央处理单元及回收特征信号并将其传输至中央处理单元；
步骤S5：对环境信息及特征信号进行汇总同时对其进行适应性处理；
步骤S6：将编码后的数据与异常特征数据库进行匹配，当存在异常时进行步骤S7，当不存在异常时进行步骤S10；
步骤S7：中央处理单元发出控制信号；
步骤S8：环境监测模块，声光报警装置及微型摄像头对控制信号进行响应；
步骤S9：中央处理单元汇集异常信息；
步骤S10：通过无线通讯模块发送报告信息。
进一步的：所述步骤S2包括运维管理人员发出主动控制指令或电能计量装置接线端子异常监测系统识别到数据异动、非法操作及状态突变，系统将被唤醒。
进一步的：所述步骤S5包括以下步骤：
步骤S51：按照异常特征信息库要求对数据进行编码排列；
步骤S52：形成待分析的特征信息序列。
进一步的：所述步骤S8包括所述环境监测模块的对当前环境信息进行记录、所述微型摄像头对影像资料进行采集及所述声光报警装置发出警示信号。
本发明的有益效果如下：
1：本申请通过创新设计和功能拓展，完成对试验接线盒这一关键过渡连接设备中接线端子的状态监测，实现电能计量装置接线端子运行阶段中的状态异常感知，实时实行研判分析，并发出警示信号，缩短电能计量装置接线端子异常的发现、处理、恢复时长，提升电能计量装置的计量准确性、工作可靠性和运行安全性。
2：本申请基于小信号注入技术，定制发生专属频段的微小信号，并通过在计量回路两端，即发送端与接收端的比对校核，进行对电能计量装置整体的异常探查，从而实现在带电或停电状态下均可对电能计量装置接线端子操作异常或操作正确性的测试验证，提升计量现场运维工作质量与效率，提高计量现场运维本质安全水平。
3：本申请采用主动与被动相结合的方式，即可通过数据异动、非法操作或状态突变等触发条件唤醒系统实施监测分析，又可根据电能计量装置运维管理人员工作需要按需唤醒相应功能完成监测分析，从而在最大程度降低能量消耗的情况下，有效保证了电能计量装置接线端子常见异常的实时发现、实时监测、实时记录和实时报警，同时主动控制模式也便于电能计量装置运维管理人员进行电能计量装置接线端子状态校核与远程巡检，可以极大提升异常发现、确定、消除的工作效率，保障电能计量装置安全稳定运行。
4：本申请利用小信号注入方式，通过信号发生装模块和信号识别模块的组合运用，在计量回路停电与带电的情况下均可实现电能计量装置接线端子连接正确性判别，从而在电能计量装置新装、检修、更换、运维等全部作业流程中均可快速实现对计量二次回路导线错接、漏接、接触不良等严重隐患的快速准确识别，能有效避免设备带隐患运行，降低二次回路电压短路、电流开路或连接不可靠而引发安全风险和计量差错的风险，为电能计量装置运维提质增效。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的方法流程示意图。
附图标记：11、信号发生模块；12、信号接收模块；13、环境监测模块；14、中央处理单元；15、无线通讯模块；16、微型摄像头；17、声光报警装置；18、异常特征信息库。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种电能计量装置接线端子异常监测系统，包括信号发生模块11、信号接收模块12、环境监测模块13、中央处理单元14、无线通讯模块15、微型摄像头16及声光报警装置17；
所述信号发生模块11及所述信号接收模块12分别安装于联合试验接线盒上下接线端子，分别用于生成特定频率与波形的特征信号，并将特征信号注入计量二次回路的指定位置，以及从计量二次回路中的电信号中识别并分离出特征信号，并将特征信号导入中央处理单元14；
所述环境监测模块13安装于计量柜或计量屏中，用于监测联合试验接线盒与电能表接线端子位置的温度、湿度和电磁场环境参数，并将相应数据经由所述信号接收模块12集中后穿入至中央处理单元14；所述环境监测模块13包括在试样接线盒及与电能表接线端子附近安装的温度传感器、湿度传感器及电磁传感器。
所述中央处理单元14安装于联合试验接线盒中，并且在所述中央处理单元14中还内置有异常特征信息库18，通过从所述信号接收模块12、所述环境监测模块13及所述微型摄像头16中接收信号，再通过调用异常特征信息库18进行异常识别检测，同时根据检测结果形成相应指令，最后通过控制指令控制所述无线通讯模块15、所述微型摄像头16及所述声光报警装置17完成相应动作；
所述异常特征信息库18包括电能计量装置接线端子各类常见异常的指征参数与判定的阈值，用于被所述中央处理单元14调用，根据中央处理单元14收到的数据信息进行匹配分析，并反馈判定结果；
所述无线通讯模块15、所述微型摄像头16及所述声光报警装置17均安装于联合试验接线盒表面，所述无线通讯模块15与管理人员的移动设备连接，在发生异常情况时，生产异常报告通过短信或网络通知管理人员，同时管理人员也可以通过网络主动调用监测情况，所述微型摄像头16用于采集计量箱或计量屏的正面影像资料，所述声光报警装置17，用于对中央处理器发出的控制指令进行响应，发出灯光或声音进行示警，其一方面可以吸引管理人员或当前正在施工的工作人员注意，提醒其前来查看，另一方面也可震慑非授权操作人员使其自行终止窃电等非授权操作行为；
所述无线通讯模块15、所述微型摄像头16及所述声光报警装置17均通过信号线与所述中央处理单元14连接，所述环境监测模块13及所述信号接收模块12与所述中央处理单元14通过短距离无线通讯进行信息交互。
如图2所示的基于一种电能计量装置接线端子异常监测系统的监测方法，包括以下步骤：
步骤S1：在应用前，根据专家经验和电能计量装置运行规律预制异常特征数据库，并将其安装于中央处理单元14中；
步骤S2：系统唤醒，包括通过运维管理人员发出主动控制指令或电能计量装置接线端子异常监测系统识别到数据异动、非法操作及状态突变，将系统唤醒；步骤S3：系统唤醒之后，将命令传输至环境监测模块13及信号发生模块11中，两个进程并行，分别为环境信息检测及产生特征信号并逐项完成信号注入；
步骤S4：同样为两个进程并行且分别承接步骤S3的两个进程；分别为环境监测模块13通过在试验接线盒与电能表接线端子附近安装的传感器对温度、湿度及电磁等环境信息进行收集并将其传输至中央处理单元14；以及通过信号接收模块12对各相导线中尝试回收特征信号，记录各相对每组注入的特征信号的收集情况以及收集到信号的强度与数量信息，待全部相别导线均完成信号产生、注入与识别分析后，将记录数据传输至中央处理单元14；
步骤S5：对环境信息及特征信号进行汇总同时对其进行适应性处理，首先按照异常特征信息库18要求对数据进行编码排列，再形成待分析的特征信息序列；步骤S6：常特征数据库根据各种常见异常对应的指征参数以及预置的判断预置对待分析特征信息序列进行逐项分析，当存在异常时进行步骤S7，当不存在异常时进行步骤S10；
步骤S7：中央处理单元14接收到异常特征信息库18反馈的的异常匹配分析结论后，发出控制信号；
步骤S8：环境监测模块13，声光报警装置17及微型摄像头16对控制信号进行响应，分别为所述环境监测模块13的对当前环境信息进行记录、所述微型摄像头16对影像资料进行采集及所述声光报警装置17发出警示信号；
步骤S9：中央处理单元14汇集异常信息，根据异常检测结论调用相关数据，形成异常监测报告；
步骤S10：通过无线通讯模块15发送报告信息。
Claims (6)
1.一种电能计量装置接线端子异常监测系统，其特征在于，包括信号发生模块、信号接收模块、环境监测模块、中央处理单元、无线通讯模块、微型摄像头及声光报警装置；
所述信号发生模块及所述信号接收模块分别安装于联合试验接线盒上下接线端子，分别用于生成特定频率与波形的特征信号，并将特征信号注入计量二次回路的指定位置，以及从计量二次回路中的电信号中识别并分离出特征信号，并将特征信号导入中央处理单元；
所述环境监测模块安装于计量柜或计量屏中，用于监测联合试验接线盒与电能表接线端子位置的温度、湿度和电磁场环境参数，并将相应数据经由所述信号接收模块集中后穿入至中央处理单元；
所述中央处理单元安装于联合试验接线盒中，并且在所述中央处理单元中还内置有异常特征信息库，通过从所述信号接收模块、所述环境监测模块及所述微型摄像头中接收信号，再通过调用异常特征信息库进行异常识别检测，同时根据检测结果形成相应指令，最后通过控制指令控制所述无线通讯模块、所述微型摄像头及所述声光报警装置完成相应动作；
所述异常特征信息库包括电能计量装置接线端子各类常见异常的指征参数与判定的阈值，用于被所述中央处理单元调用，根据中央处理单元收到的数据信息进行匹配分析，并反馈判定结果；
所述无线通讯模块、所述微型摄像头及所述声光报警装置均安装于联合试验接线盒表面，所述无线通讯模块与管理人员的移动设备连接，在发生异常情况时，生产异常报告通过短信或网络通知管理人员，同时管理人员也可以通过网络主动调用监测情况，所述微型摄像头用于采集计量箱或计量屏的正面影像资料，所述声光报警装置，用于对中央处理器发出的控制指令进行响应，发出灯光或声音进行示警；
所述无线通讯模块、所述微型摄像头及所述声光报警装置均通过信号线与所述中央处理单元连接，所述环境监测模块及所述信号接收模块与所述中央处理单元通过短距离无线通讯进行信息交互。
2.根据权利要求1所述的一种电能计量装置接线端子异常监测系统，其特征在于，所述环境监测模块包括在试样接线盒及与电能表接线端子附近安装的温度传感器、湿度传感器及电磁传感器。
3.基于权利要求1或2所述的一种电能计量装置接线端子异常监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：预制及安装异常特征数据库；
步骤S2：系统唤醒；
步骤S3：两个进程并行，分别为环境信息检测及产生特征信号并逐项完成信号注入；
步骤S4：同样为两个进程并行且分别承接步骤S3的两个进程；分别为对环境信息进行收集并将其传输至中央处理单元及回收特征信号并将其传输至中央处理单元；
步骤S5：对环境信息及特征信号进行汇总同时对其进行适应性处理；
步骤S6：将编码后的数据与异常特征数据库进行匹配，当存在异常时进行步骤S7，当不存在异常时进行步骤S10；
步骤S7：中央处理单元发出控制信号；
步骤S8：环境监测模块，声光报警装置及微型摄像头对控制信号进行响应；
步骤S9：中央处理单元汇集异常信息；
步骤S10：通过无线通讯模块发送报告信息。
4.根据权利要求3所述的一种电能计量装置接线端子异常监测方法，其特征在于，所述步骤S2包括运维管理人员发出主动控制指令或电能计量装置接线端子异常监测系统识别到数据异动、非法操作及状态突变，系统将被唤醒。
5.根据权利要求3所述的一种电能计量装置接线端子异常监测方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：
步骤S51：按照异常特征信息库要求对数据进行编码排列；
步骤S52：形成待分析的特征信息序列。
6.根据权利要求3所述的一种电能计量装置接线端子异常监测方法，其特征在于，所述步骤S8包括所述环境监测模块的对当前环境信息进行记录、所述微型摄像头对影像资料进行采集及所述声光报警装置发出警示信号。
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