CN115236582A - 一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法及装置，方法包括如下步骤：步骤一：对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；步骤二：数据采集后，在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；步骤三：在步骤二数据结果基础上，对电能计量装置进行整体误差分析。本专利可在不停电情况下，实现对运行中电能计量装置的整体误差检测，通过与传统依靠电能计量装置中各设备的离线误差数据计算装置整体误差的方法对比，提高了对计量装置整体误差的评估准确性，具有使用便捷、高效且安全的优点。

Description

一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法及装置

技术领域

本发明涉及电网运维技术领域，尤其是一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法及装置。

背景技术

随着我国社会经济和智能电网快速发展，各行各业的整体发展水平不断提升，对电力资源的需求量日益增加。电能计量装置作为电力资源交易过程中的重要测量工具，其运行误差直接对供用电双方贸易结算的准确性产生很大的影响，因此对于电能计量装置的运行状态评价及整体误差管理工作显得尤为重要。据资料显示，2015年1-8月，华中电网500kV线路中张恩Ⅰ线、II线，樊奚II线，孝浉II线断续出现负线损共计31次，月电量在3000万千瓦时以上：樊奚II线，当月电量4444万千瓦时，平均电力6万千瓦，负线损率为-1.3％，其二次电流为额定电流的3.3％；张恩Ⅰ线，当月电量4000万千瓦时，平均电力5.6万千瓦，负线损率为-0.5％，其二次电流为额定电流的1.5％；张恩II线，当月电量3901万千瓦时，平均电力5.4万千瓦，负线损率为-2.9％，其二次电流为额定电流的1.4％；极低负荷下(月电量在3000万千瓦时以下)负线损出现14次。以上数据表明，随着电网装置的使用时长增加，传统电网的建设发展负线损现象越来越多，电能计量装置整体误差的准确性和可靠性受到极大质疑，这将进一步导致电力交易的公平公正失去保障。因此，为保障电力交易的公平公正，精准计量电能，提高电能计量装置整体误差的准确性和可靠性，需提出一种有效的电能计量装置整体误差在线评估方法。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法及装置，以实现对运行中电压互感器、电流互感器、电能表和二次回路误差特性的实时监测评估，进而高效地实现对运行中电能计量装置整体误差的实时监测评估，保障电能计量装置安全、稳定、准确运行。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面

本发明提供了一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，包括如下步骤：

步骤一：对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；

步骤二：数据采集后，在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；

步骤三：在步骤二数据结果基础上，对电能计量装置进行整体误差分析，公式如下：

Υ＝Υ_h+Υ_d+Υ_e (％)

其中，Υ_h-互感器整体误差；Υ_d-二次压降整体误差；Υ_e-电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和δ_U1-第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和δ_U2-第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和δ_U3-第三台电流、电压互感器误差；

--功率因数角；f₁和δ₁-第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和δ₂-第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和δ₃-第三台电压互感器二次引线压降误差；

在一次计算周期内，假设得到n个Υ值，令这些量分别为Υ₁、Υ₂......Υ_n，再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一次计算周期内电能计量装置整体误差的值，误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是Υ_期望，该值方差就是Υ_方差。

其中，还包括步骤四：在本地建立的数据显示存储通信模块上显示所述步骤三分析结果，或通过有线或无线方式将分析结果远传到后台系统进行分析展示。

其中，所述数据显示存储通信模块，分别显示电能表、互感器和二次回路的误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线和/或显示各部分叠加后的整体误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，并且当分析结果超过限值后，显示红色“警告”标志提醒运维人员做进一步检查。

其中，电压互感器实时采集数据进行误差分析具体包括：可采集模拟量和数字量输出的电压互感器计量绕组信号，模拟信号采集时在采集部分对电压隔离保护单元进行保护，数字量采集时则直接从集中器中读取数字信号；采用同级比对和正态分布计算两种分析方式对采集的数据进行分析，判断运行中电压互感器计量性能是否正常。

其中，电流互感器实时采集数据进行误差分析具体包括：采用高精度开口电流传感器采集电流互感器多个绕组的输出电流信号；结合离线数据，通过对电流互感器多个绕组信号之间的差流变动数据进行智能分析，判断运行中电流互感器计量性能是否正常。

第二方面

与上述方法相对应地，本发明还提供了一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，包括如下模块：实时数据采集模块、电压互感器运行误差分析模块、电流互感器运行误差分析模块以及电能表误差分析模块、二次压降误差分析模块、整体误差分析模块；

所述实时数据采集模块用于对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；

所述电压互感器运行误差分析模块、电流互感器运行误差分析模块以及电能表误差分析模块、二次压降误差分析模块分别在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；

所述整体误差分析模块用于对电能计量装置进行整体误差分析，公式如下：

Υ＝Υ_h+Υ_d+Υ_e (％)

其中，Υ_h-互感器整体误差；Υ_d-二次压降整体误差；Υ_e-电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和δ_U1-第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和δ_U2-第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和δ_U3-第三台电流、电压互感器误差；

--功率因数角；f₁和δ₁-第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和δ₂-第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和δ₃-第三台电压互感器二次引线压降误差；

在一次计算周期内，假设得到n个Υ值，令这些量分别为Υ₁、Υ₂......Υ_n，再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一次计算周期内电能计量装置整体误差的值，误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是Υ_期望，该值方差就是Υ_方差。

其中，还包括数据显示存储通信模块，所述数据显示存储通信模块在本地建立，其用于显示所述步骤三分析结果，或通过有线或无线方式将分析结果远传到后台系统进行分析展示。

其中，所述数据显示存储通信模块，分别显示电能表、互感器和二次回路的误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线和/或显示各部分叠加后的整体误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，并且当分析结果超过限值后，显示红色“警告”标志提醒运维人员做进一步检查。

其中，所述实时数据采集模块、电压互感器运行误差分析模块执行如下：可采集模拟量和数字量输出的电压互感器计量绕组信号，模拟信号采集时在采集部分对电压隔离保护单元进行保护，数字量采集时则直接从集中器中读取数字信号；采用同级比对和正态分布计算两种分析方式对采集的数据进行分析，判断运行中电压互感器计量性能是否正常。

其中，所述实时数据采集模块、电流压互感器运行误差分析模块执行如下：采用高精度开口电流传感器采集电流互感器多个绕组的输出电流信号；结合离线数据，通过对电流互感器多个绕组信号之间的差流变动数据进行智能分析，判断运行中电流互感器计量性能是否正常。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，

(1)本专利可在不停电情况下，实现对运行中电能计量装置的整体误差检测，通过与传统依靠电能计量装置中各设备的离线误差数据计算装置整体误差的方法对比，提高了对计量装置整体误差的评估准确性，具有使用便捷、高效且安全的优点；

(2)在电压互感器误差在线监测方面，同时具备对模拟量和数据量进行采集分析的能力，利用两种计算模型进行数据分析，并根据两种计算结果求数据的期望和方差，保障了运行中电压互感器误差计量性能状态评估的准确性；

(3)在电流互感器误差在线监测方面，通过开口电流传感器在运行情况下获得电流互感器多个绕组的输出信号，通过对绝对量和差值的双重监测，分析运行中电流互感器计量性能状态，基于电流互感器误差数据实现电路中电流的在线监测；

(4)本专利也可以单独用于对电压互感器或电流互感器运行中的计量性能开展监测评估，并具备本地显示存储和远程数据传递的功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的装置运行原理示意图；

图3为本发明实施例提供的电压互感器运行误差分析原理示意图；

图4为本发明实施例提供的电流互感器运行误差分析原理示意图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出的一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法及装置，方法可在不断电的情况下对运行中的电能表、互感器、二次回路误差开展实时监测与评估，为电能计量的推广应用奠定理论和实践基础，这对于保障电能计量装置的稳定安全运行具有十分重要的意义。方法中包括基于特定迭代规则的学习方法，可基于已知的离线数据和实时监测的特征量评估运行中电能表、互感器、二次回路的误差值；同时，方法中利用整体误差合成算法将上述误差值整合为运行中的电能计量装置整体误差，保证电能计量装置整体误差计算的准确性和可靠性。该方法充分利用了电能计量装置的离线误差数据和在线运行误差，实时计算系统整体误差，相较于传统误差计算方法有较高准确度。此外，该整体误差在线评估方法也可应用于对电压互感器、电流互感器计量性能开展在线监测评估工作，并可根据用户需要将数据远传，便于开展电网建设中电能计量装置的数据分析、数据共享以及数据深度应用功能。

如图1所示，本实施例提供的一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，包括如下步骤：

步骤一：对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；

步骤二：数据采集后，在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；

步骤三：在步骤二数据结果基础上，对电能计量装置进行整体误差分析，公式如下：

Υ＝Υ_h+Υ_d+Υ_e (％)

其中，Υ_h-互感器整体误差；Υ_d-二次压降整体误差；Υ_e-电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和δ_U1-第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和δ_U2-第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和δ_U3-第三台电流、电压互感器误差；

--功率因数角；f₁和δ₁-第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和δ₂-第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和δ₃-第三台电压互感器二次引线压降误差；

在一次计算周期内，假设得到n个Υ值，令这些量分别为Υ₁、Υ₂......Υ_n，再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一次计算周期内电能计量装置整体误差的值，误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是Υ_期望，该值方差就是Υ_方差。

需要说明的是：

(1)本发明使用在变电站控制室内，对运行中电能表、电压互感器、电流互感器及二次回路输出误差进行在线监测，所有的信号采集过程不需要停电配合，保证了电路系统正常工作；采集信号中仅二次回路需要采集电压互感器二次端子箱信号，其他信号均在控制室屏柜内采集，具有使用便捷、高效且安全的特点；

(2)步骤一中的数据采集包含对运行电压互感器计量绕组、运行电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、运行电能表的实时数据采集和变电站内B码的接收；数据采集后在各自模块内进行误差分析，数据结果及采集特征量传递到三相四线系统整体误差分析计算模块，该模块采用一种新型规则学习方法进行多次迭代计算出运行总电能计量装置的运行误差；本地建立数据库可本地显示计算结果，也可以通过有线或无线方式将结果及参数远传到后台系统进行分析展示；

(3)本发明中电压互感器误差实时采集分析，可采集模拟量和数字量输出的电压互感器计量绕组信号，模拟信号采集时在采集部分对电压隔离保护单元进行保护，数字量采集时则直接从集中器中读取数字信号；采用同级比对和正态分布计算两种分析方式对采集的数据进行分析，判断运行中电压互感器计量性能是否正常；

(4)本发明中电流互感器误差实时采集分析，由于电流信号需要串联采集，因此采用高精度开口电流传感器采集电流互感器多个绕组的输出电流信号；结合离线数据，通过对电流互感器多个绕组信号之间的差流变动数据进行智能分析，判断运行中电流互感器计量性能是否正常；

(5)本发明数据采集均采用绝对值法，电压信号采集单元准确度等级为0.01级，采集范围是57.7V的(20％～120％)；电流信号采集单元准确度等级为0.05级，采集可选择1A采集端子和5A采集端子，测量范围均是所选择的电流值的(1％～200％)；装置整体硬件准确度等级为0.1级；

(6)本发明数据显示存储通信模块，可分别显示电能表、互感器和二次回路的误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，也可以显示各部分叠加后的整体误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，可根据国家相关标准中给定的电能计量装置整体误差限值来判断被监测的电能计量装置是否存在异常。当计算结果超过限值后，本系统会显示红色“警告”标志提醒运维人员做进一步检查。

下面为本发明一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法实例：

该方法为某变电站内220kV电压等级电能计量装置开展整体误差在线评估。该应用场地内220kV电压等级为三相四线中心点接地系统，电能计量装置的整体误差公式为：

Υ＝Υ_h+Υ_d+Υ_e (％)

其中，Υ_h-互感器整体误差；Υ_d-二次压降整体误差；Υ_e-电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和δ_U1-第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和δ_U2-第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和δ_U3-第三台电流、电压互感器误差；

-功率因数角；f₁和δ₁-第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和δ₂-第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和δ₃-第三台电压互感器二次引线压降误差。

第一步：计算电压互感器运行误差；

在该变电站控制室内确定220kVⅠ母和II母的电压互感器计量绕组位置，将Ⅰ母和II母的电压互感器计量绕组信号接入本平台的电压信号采集单元，运行分析平台后可自动实时采集运行电压互感器数据，同时分析电压互感器运行误差。以下对本平台的数据分析部分采用的两种数据方法开展具体说明。

第一种：同级比对

1、获得所监测的电压互感器离线误差数据如表1所示。

表1某变电站220kV电压互感器离线误差数据

2、使用本系统获得两组电压互感器运行中的误差偏差数据如表2所示。

表2某变电站220kV电压互感器带电误差数据

3、开展数据分析。首先，带电监测系统数据显示，两组电压互感器相对偏差均在±0.4％和±20ˊ之内，即两组互感器没有出现超差现象。进一步分析两组互感器相对运行稳定性，将离线时两者偏差与在线时两者偏差进行比对，获得表3数据。

表3电压互感器误差相对偏差比较

根据表3可知，离线状态时两台电压互感器之间的相对误差与运行时两者偏差十分接近，两者比值差偏差在万分位，相位差偏差在个分位。根据JJG1021-2007表5内关于运行中电压互感器运行的最大运行变差可知，安装在同一个变电站内的两台CVT，工作环境温度一致，工作电源频率一致，则两者之间运行产生的运行最大偏差为0.1％和5.4ˊ。表3数据远小于这个阀值，因此判断该站运行的220kV电压等级CVT运行稳定性好，运行中电压互感器误差可用离线误差表示。

第二种：正态分布

假设获得220kV电压等级Ⅰ母A相幅值10个测量点数据分别为：57.68V、57.69V、57.68V、57.70V、57.71V、57.68V、57.69V、57.70V、57.70V、57.68V；B相幅值10个测量点数据分别为：57.70V、57.69V、57.72V、57.70V、57.72V、57.70V、57.69V、57.69V、57.70V、57.68V；C相幅值10个测量点数据分别为：57.68V、57.68V、57.68V、57.69V、57.70V、57.73V、57.69V、57.68V、57.70V、57.69V。将全部测量值按由小到大的规律排列为：x₁、x₂、┄、x₃₀。采集数据为30组，选择狄克逊准则。根据公式

进行计算。当γ_ij＞γ′_ij，γ_ij＞D(a，n)，则x_n为异常值，当γ_ij＜γ′_ij，γ_ij＞D，则x₁为异常值。使用这一准则，可以多次提出异常值，但每次只能剔除一个异常值。

全部数据由小到大排列后为：57.68V、57.68V、57.68V、57.68V、57.68V、57.68V、57.68V、57.68V、57.68V、57.69V、57.69V、57.69V、57.69V、57.69V、57.69V、57.69V、57.69V、57.70V、57.70V、57.70V、57.70V、57.70V、57.70V、57.70V、57.70V、57.70V、57.71V、57.72V、57.72V、57.73V。n＝30，选显著水平a＝0.05，查表得到临界值D(0.05，30)＝0.412。

γ₁₁＞γ′₁₁，γ₁₁＝0.2＜D，因此无异常值。判断监测的这组数据无异常值，因此运行误差可用离线误差表示。

第二步：计算电流互感器运行误差；

假设该变电站220kV电压等级用电流互感器有4个二次绕组，变比分别为2000A:1A，2000A:1A，1000A:1A，1000A:1A。其中，2000A:1A为保护绕组，1000A:1A分别为测量绕组和计量绕组。保护绕组为5P10，测量绕组为0.5级，计量绕组为0.2级。

对该电流互感器计量性能开展带电监测，将电流传感器数量配置为4个，并将全部4个二次绕组全部接入。由于保护绕组与测量、计量绕组变比不同，因此电流传感器需要调整变比以满足4个绕组的二次信号大小一致。保护绕组的电流传感器变比为1A:8V，测量、计量绕组的电流传感器变比为1A:4V。调整变比后，当一次电流为1000A时，保护绕组输出为0.5A，叠加1A:8V的电流传感器后，后续电路采集板得到电压为4V；测量、计量绕组输出为1A，叠加1A:4V的电流传感器后，后续电路采集板得到电压也为4V，便于后续开展数据比对工作。

基于以上配置方法实现4个绕组信号的采集，根据对应的4个独立的电压信号可计算出保护绕组、测量绕组与计量绕组的差值信号，共计3个差值量。利用实时测量值可在时间轴上描绘这3个差值量，同时理论上3个差值信号大小约为0。实际上，测量绕组均为0.5级，计量绕组为0.2级，两者之差最大为0.7％，对于一个输出为4V的信号，最大差值为4V×0.7％＝0.028V。当测量绕组与计量绕组之间电压差小于0.028V，且在时间轴上的变化小于4V×0.2％＝0.008V时，表明该电流互感器计量性能正常。当电流互感器计量性能为正常时，电流互感器运行误差可以使用离线误差计算；当测量绕组与计量绕组之间电压差小于0.028V，但在时间轴上的变化大于4V×0.2％＝0.008V时，该电流互感器计量性能波动较大，建议重点观测；当测量绕组与计量绕组之间电压差大于0.028V时，该电流互感器计量性能异常，建议尽快开展离线检测。

第三步：电能表、二次压降运行误差；

电能表运行误差按照目前已有的带电检测方式进行，该方法为在屏柜中加装一块准确度等级更高的标准电能表，通过比对可知运行中电能表误差值。然而传统带电检测为临时接线方式，无法满足长期监测需求。因此，为实现长期在线监测，本专利将将临时接线改为长期用电缆。同时，电能表带电检测作为一种常规技术，此处不作详细说明。

二次压降监测是对电压互感器安装位置的二次电压与控制室屏柜内电压之间的压差进行比较计算误差。电压互感器安装位置的二次电压信号通过在一次设备的接线柜中并联采集，采用无线方式传输到控制室内，控制室屏柜内电压采用安装在控制室内的传感器并联采集，两者之间误差应考虑无线传输引入的误差。二次压降带电检测作为一种常规技术，此处不作详细说明。

第四步：整体误差分析；

根据三相四线计算公式，核查该变电站的功率因素角，带入公式计算得到运行中电能量装置整体误差值。例如：电能表误差为Υe＝0.15％，三台电流、电压互感器误差全部为0.2％，10'；三条线路的二次压降比值差为-0.16％，相位差为4'；功率因素为0.8容性，计算得到

带入公式计算电能计量装置整体误差：

互感器整体误差为：

二次压降整体误差为：

得到整体误差为：Υ＝Υ_h+Υ_d+Υ_e＝0.004+0.0857+0.0015＝0.0912

以上误差数据是一次计算得到的计量装置整体误差数据。以一天为一次计算周期，假设一天中每15分钟计算这样一次误差数据，则会出现96个计算的Υ值，令这些量分别为Υ₁、Υ₂......Υ₉₆。再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一天中电能计量装置整体误差的值。误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是Υ_期望，该值方差就是Υ_方差，通过计算得到的整体误差和方差值可实现电网的整体误差分析。

本发明可实现对运行中的电能计量装置整体误差进行在线实时评估，在不需要断电的情况下对运行中电能表、电压互感器、电流互感器及二次回路输出误差进行在线监测和采集，最终利用整体误差合成公式计算得到运行中电能计量装置的整体误差，具有使用便捷、高效且安全的特点。具体而言，电压互感器运行误差可通过在控制室屏柜内并联采集电压信号，电流互感器运行误差通过在控制室屏柜内设置采集开口传感器采集同一台电流互感器不同绕组的电流信号，二次压降通过计算无线传输获得的电压互感器二次端子与控制室屏柜内电压二次端子之间的电压差值得到误差信号值，电能表通过目前常规的带电检测方式获得实时误差数据。本专利可以及时发现运行中电压互感器、电流互感器的计量性能状态，当互感器误差超过限值时会报警，提示运维人员开展进一步检测，保证了电能计量装置整体误差的准确性。

另外，本发明可以实现对运行中电压互感器、电流互感器计量性能的在线监测，根据采集量和差值量建立时间轴上的电压、电流长期监督数据平台，并根据单一量的变化导出误差随单一影响量变化趋势的曲线。同时，本专利可依据计算得到的计量装置整体误差绘制横坐标为时间的变化曲线，并将以上数据及计算结果利用有线或无线方式远传到数据处理中心。基于不同电网系统的计量装置整体误差数据建立站域级的电能计量装置运行整体误差数据库，有利于查找并预测相同运行环境、典型变电站内运行的电能计量装置，并为不同变电站开展不同准确度及可靠性的风险评级工作，保障电网的安全可靠运行及电力交易的公平公正。

与上述方法相对应地，如图2-图4所示，本发明实施例还提供了一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置。

本发明实施例提供的一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，包括如下模块：实时数据采集模块、电压互感器运行误差分析模块、电流互感器运行误差分析模块以及电能表误差分析模块、二次压降误差分析模块、整体误差分析模块；

所述实时数据采集模块用于对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；

所述电压互感器运行误差分析模块、电流互感器运行误差分析模块以及电能表误差分析模块、二次压降误差分析模块分别在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；

所述整体误差分析模块用于对电能计量装置进行整体误差分析，公式如下：

Υ＝Υ_h+Υ_d+Υ_e (％)

其中，Υ_h-互感器整体误差；Υ_d-二次压降整体误差；Υ_e-电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和δ_U1-第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和δ_U2-第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和δ_U3-第三台电流、电压互感器误差；

--功率因数角；f₁和δ₁-第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和δ₂-第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和δ₃-第三台电压互感器二次引线压降误差；

在一次计算周期内，假设得到n个Υ值，令这些量分别为Υ₁、Υ₂......Υ_n，再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一次计算周期内电能计量装置整体误差的值，误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是Υ_期望，该值方差就是Υ_方差。

需要说明的是：

(1)本发明使用在变电站控制室内，对运行中电能表、电压互感器、电流互感器及二次回路输出误差进行在线监测，所有的信号采集过程不需要停电配合，保证了电路系统正常工作；采集信号中仅二次回路需要采集电压互感器二次端子箱信号，其他信号均在控制室屏柜内采集，具有使用便捷、高效且安全的特点；

(2)如图2所示，数据采集包含对运行电压互感器计量绕组、运行电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、运行电能表的实时数据采集和变电站内B码的接收；数据采集后在各自模块内进行误差分析，数据结果及采集特征量传递到三相四线系统整体误差分析计算模块，该模块采用一种新型规则学习方法进行多次迭代计算出运行总电能计量装置的运行误差；本地建立数据库可本地显示计算结果，也可以通过有线或无线方式将结果及参数远传到后台系统进行分析展示；

(3)如图3所示，电压互感器误差实时采集分析，可采集模拟量和数字量输出的电压互感器计量绕组信号，模拟信号采集时在采集部分对电压隔离保护单元进行保护，数字量采集时则直接从集中器中读取数字信号；采用同级比对和正态分布计算两种分析方式对采集的数据进行分析，判断运行中电压互感器计量性能是否正常；

(4)如图4所示，电流互感器误差实时采集分析，由于电流信号需要串联采集，因此采用高精度开口电流传感器采集电流互感器多个绕组的输出电流信号；结合离线数据，通过对电流互感器多个绕组信号之间的差流变动数据进行智能分析，判断运行中电流互感器计量性能是否正常；

(5)本发明数据采集均采用绝对值法，电压信号采集单元准确度等级为0.01级，采集范围是57.7V的(20％～120％)；电流信号采集单元准确度等级为0.05级，采集可选择1A采集端子和5A采集端子，测量范围均是所选择的电流值的(1％～200％)；装置整体硬件准确度等级为0.1级；

(6)本发明数据显示存储通信模块，可分别显示电能表、互感器和二次回路的误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，也可以显示各部分叠加后的整体误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，可根据国家相关标准中给定的电能计量装置整体误差限值来判断被监测的电能计量装置是否存在异常。当计算结果超过限值后，本系统会显示红色“警告”标志提醒运维人员做进一步检查。

需说明的是，本发明实施例提供的装置与上述实施例的方法的具体实施细节及效果相同或相似，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；

步骤二：数据采集后，在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；

步骤三：在步骤二数据结果基础上，对电能计量装置进行整体误差分析，公式如下：

γ＝γ_h+γ_d+γ_e (％)

其中，

互感器整体误差；

二次压降整体误差；

电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和

第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和

第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和

第三台电流、电压互感器误差；

功率因数角；f₁和

第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和

第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和

第三台电压互感器二次引线压降误差；

在一次计算周期内，假设得到n个γ值，令这些量分别为γ₁、γ₂......γ_n，再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一次计算周期内电能计量装置整体误差的值，误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是γ_期望，该值方差就是γ_方差。

2.根据权利要求1所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，其特征在于，还包括步骤四：在本地建立的数据显示存储通信模块上显示所述步骤三分析结果，或通过有线或无线方式将分析结果远传到后台系统进行分析展示。

3.根据权利要求2所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，其特征在于，所述数据显示存储通信模块，分别显示电能表、互感器和二次回路的误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线和/或显示各部分叠加后的整体误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，并且当分析结果超过限值后，显示红色“警告”标志提醒运维人员做进一步检查。

4.根据权利要求1所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，其特征在于，电压互感器实时采集数据进行误差分析具体包括：可采集模拟量和数字量输出的电压互感器计量绕组信号，模拟信号采集时在采集部分对电压隔离保护单元进行保护，数字量采集时则直接从集中器中读取数字信号；采用同级比对和正态分布计算两种分析方式对采集的数据进行分析，判断运行中电压互感器计量性能是否正常。

5.根据权利要求1所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估方法，其特征在于，电流互感器实时采集数据进行误差分析具体包括：采用高精度开口电流传感器采集电流互感器多个绕组的输出电流信号；结合离线数据，通过对电流互感器多个绕组信号之间的差流变动数据进行智能分析，判断运行中电流互感器计量性能是否正常。

6.一种三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，其特征在于，包括如下模块：实时数据采集模块、电压互感器运行误差分析模块、电流互感器运行误差分析模块以及电能表误差分析模块、二次压降误差分析模块、整体误差分析模块；

所述实时数据采集模块用于对运行中的电压互感器计量绕组、电流互感器计量绕组、电压互感器二次压降、电能表进行实时数据采集；

所述电压互感器运行误差分析模块、电流互感器运行误差分析模块以及电能表误差分析模块、二次压降误差分析模块分别在各自模块内进行误差分析，并输出数据结果；

所述整体误差分析模块用于对电能计量装置进行整体误差分析，公式如下：

γ＝γ_h+γ_d+γ_e (％)

其中，

互感器整体误差；

二次压降整体误差；

电能表误差；f_I1和δ_I1，f_U1和

第一台电流、电压互感器误差；f_I2和δ_I2，f_U2和

第二台电流、电压互感器误差；f_I3和δ_I3，f_U3和

第三台电流、电压互感器误差；

功率因数角；f₁和

第一台电压互感器二次引线压降误差；f₂和

第二台电压互感器二次引线压降误差；f₃和

第三台电压互感器二次引线压降误差；

在一次计算周期内，假设得到n个γ值，令这些量分别为γ₁、γ₂......γ_n，再通过多次迭代计算整体误差的期望和方差，最后得到一次计算周期内电能计量装置整体误差的值，误差期望公式为：

误差的方差公式为：

最后计算得到的整体误差就是γ_期望，该值方差就是γ_方差。

7.根据权利要求6所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，其特征在于，还包括数据显示存储通信模块，所述数据显示存储通信模块在本地建立，其用于显示所述步骤三分析结果，或通过有线或无线方式将分析结果远传到后台系统进行分析展示。

8.根据权利要求7所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，其特征在于，所述数据显示存储通信模块，分别显示电能表、互感器和二次回路的误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线和/或显示各部分叠加后的整体误差实时变化数据及在时间轴上的变化曲线，并且当分析结果超过限值后，显示红色“警告”标志提醒运维人员做进一步检查。

9.根据权利要求6所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，其特征在于，所述实时数据采集模块、电压互感器运行误差分析模块执行如下：可采集模拟量和数字量输出的电压互感器计量绕组信号，模拟信号采集时在采集部分对电压隔离保护单元进行保护，数字量采集时则直接从集中器中读取数字信号；采用同级比对和正态分布计算两种分析方式对采集的数据进行分析，判断运行中电压互感器计量性能是否正常。

10.根据权利要求6所述的三相四线接法电能计量装置误差在线评估装置，其特征在于，所述实时数据采集模块、电流压互感器运行误差分析模块执行如下：采用高精度开口电流传感器采集电流互感器多个绕组的输出电流信号；结合离线数据，通过对电流互感器多个绕组信号之间的差流变动数据进行智能分析，判断运行中电流互感器计量性能是否正常。

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