全自动取压装置、差错电量计量系统及方法与流程

1.本发明涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种全自动取压装置、差错电量计量系统及方法。


背景技术：

2.电力行业标准dl/t448-2016《电能计量装置技术管理规程》中规定“电能计量技术机构对发生的计量故障应及时处理，对造成的电量差错，应认真调查、认定，分清责任，提出防范措施。并根据有关规定进行差错电量的计算”。由于差错电量的追补计算工作涉及到电力用户和供电企业双方面的利益，故要求差错电量追补计算具有科学性和公正性。
3.据统计，目前发生的差错电量计算与追补工作，有50％以上是由电能计量装置故障引起的二次回路失压导致的，关口计量二次回路失压已经成为造成差错电量产生的最主要原因。
4.目前，对关口计量装置的运维管理，主要是由专业人员携带校验仪器设备，定期到现场进行检验。但实践表明，这种运维管理模式缺乏准确、有效的监管手段，对关口计量装置在运行中突然发生的失压故障不能及时的发现和处理，容易造成电能计量差错，甚至导致电能计量结果的丢失。而现有的漏计电量的计算方法，由于缺少准确的失压、缺相、失流、故障发生及恢复正常运行的时间记录，以及非完全失压的准确数据，难以准确计算实际的漏计电量，对后续的差错电量追补工作造成了较大困难。
5.因此，如何在关口计量装置二次回路失压故障发生时，实时准确地记录故障期间的实际电量成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供了一种全自动取压装置、差错电量计量系统及方法，以解决现有差错电量计算方法，难以准确计算差错电量的问题。
7.第一方面，本发明实施例提供了一种全自动取压装置，包括：自动升降导电结构、取压用电压互感器和数据采集单元；
8.所述自动升降导电结构，可升降端用于连接关口计量电压互感器所处位置之前的高压母线，固定端与所述取压用电压互感器的高压侧接线端连接；所述取压用电压互感器，二次侧接线端与所述数据采集单元连接；
9.所述自动升降导电结构用于根据控制指令自动上升或下降，以与所述高压母线连接或断开；所述取压用电压互感器用于在所述自动升降导电结构与所述高压母线连接时，将母线高电压信号转变为二次侧电压信号输出；所述数据采集单元用于实时采集所述取压用电压互感器输出的二次侧电压信号；所述控制指令为发生故障时的上升指令或故障恢复时的下降指令。
10.在一种可能的实现方式中，所述自动升降导电结构包括：升降导电结构和电动机构；
11.所述升降导电结构，可升降端用于连接关口计量电压互感器所处位置之前的高压母线，固定端分别与所述取压用电压互感器的高压侧接线端和所述电动机构连接；
12.所述电动机构，用于根据控制指令控制所述升降导电结构自动上升或下降，以与所述高压母线连接或断开。
13.在一种可能的实现方式中，所述自动升降导电结构还包括：无线接收器；
14.所述无线接收器与所述电动机构连接，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制所述电动机构。
15.在一种可能的实现方式中，所述自动升降导电结构还包括：均压环；
16.所述均压环一端与所述升降导电结构的可升降端连接，所述均压环另一端用于连接关口计量电压互感器所处位置之前的高压母线。
17.在一种可能的实现方式中，所述取压用电压互感器的计量准确度大于或等于所述关口计量电压互感器的计量准确度。
18.在一种可能的实现方式中，所述取压用电压互感器为sf6绝缘电磁式电压互感器。
19.在一种可能的实现方式中，所述的全自动取压装置，还包括：自动化移动车；
20.所述自动升降导电结构、所述取压用电压互感器和所述数据采集单元设置在所述自动化移动车上，所述自动化移动车用于运载所述自动升降导电结构、所述取压用电压互感器和所述数据采集单元进行移动。
21.在一种可能的实现方式中，所述的全自动取压装置，还包括：无线传输单元；
22.所述无线传输单元与所述数据采集单元连接，用于传输所述二次侧电压信号。
23.第二方面，本发明实施例提供了一种差错电量计量系统，包括如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的全自动取压装置、处理终端及二次电压监控装置；
24.所述二次电压监控装置与所述全自动取压装置连接，所述全自动取压装置与所述处理终端连接；
25.所述二次电压监控装置用于监测关口计量电压互感器所在的二次回路的故障状态，并根据所述故障状态向所述全自动取压装置发送控制指令；所述处理终端用于根据所述全自动取压装置采集的二次侧电压信号和关口电能表记录的二次回路电流信号，计算差错电量，并展示所述差错电量。
26.第三方面，本发明实施例提供了一种差错电量计量方法，应用于如上第二方面所述的差错电量计量系统包括：
27.二次电压监控装置监测关口计量电压互感器所在的二次回路的故障状态，并根据所述故障状态向全自动取压装置发送控制指令；
28.所述全自动取压装置接收所述控制指令，并在所述控制指令为上升指令时，与关口计量电压互感器所处位置之前的高压母线连接，并将所述高压母线的母线高电压信号转变为二次侧电压信号发送给处理终端；在所述控制指令为下降指令时，与关口计量电压互感器所处位置之前的高压母线断开连接；
29.所述处理终端接收所述二次侧电压信号和关口电能表记录的二次回路电流信号，并根据所述二次侧电压信号和所述二次回路地电流信号计算差错电量。
30.本发明实施例提供一种全自动取压装置、差错电量计量系统及方法，通过全自动取压装置设置自动升降导电结构、取压用电压互感器和数据采集单元；自动升降导电结构，
可升降端用于连接关口计量电压互感器所处位置之前的高压母线，固定端与取压用电压互感器的高压侧接线端连接；取压用电压互感器，二次侧接线端与数据采集单元连接。可以使自动升降导电结构根据控制指令自动上升或下降，以与高压母线连接或断开；而取压用电压互感器在自动升降导电结构与高压母线连接时，可以将母线高电压信号转变为二次侧电压信号输出；数据采集单元可以实时采集取压用电压互感器输出的二次侧电压信号。进而可以在关口计量电压互感器所在的二次回路发生故障时，准确的记录故障期间的二次回路电压，利用故障期间准确的二次回路电压，有利于准确地计算得到发生故障期间的实际电量。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明实施例提供的全自动取压装置的结构示意图；
33.图2是本发明实施例提供的差错电量计量系统的结构示意图；
34.图3是本发明实施例提供的一电能表电压变化情况图；
35.图4是本发明实施例提供的一电量采集系统的一遥测图；
36.图5是本发明实施例提供的一电量采集系统的另一遥测图；
37.图6是本发明实施例提供的一电量采集系统的又一遥测图；
38.图7是本发明实施例提供的一电量采集系统的再一遥测图；
39.图8是本发明实施例提供的3月5日～10栾电ii线356间隔电压曲线图。
具体实施方式
40.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
42.图1为本发明实施例提供的全自动取压装置的结构示意图。图2为本发明实施例提供的差错电量计量系统的结构示意图，也即全自动取压装置的应用场景图。结合图1和图2所示，全自动取压装置1包括：自动升降导电结构10、取压用电压互感器20和数据采集单元30。
43.其中，自动升降导电结构10，可升降端用于连接关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线，固定端与取压用电压互感器20的高压侧接线端连接；取压用电压互感器20，二次侧接线端与数据采集单元30连接。
44.其中，自动升降导电结构10用于根据控制指令自动上升或下降，以与高压母线连接或断开；取压用电压互感器20用于在自动升降导电结构10与高压母线连接时，将母线高
电压信号转变为二次侧电压信号输出；数据采集单元30用于实时采集取压用电压互感器20输出的二次侧电压信号。其中，控制指令为发生故障时的上升指令或故障恢复时的下降指令。
45.其中，自动升降导电结构10的可升降端用于连接关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线，也即在监测到发生二次回路失压故障时，使全自动取压装置自动接入关口计量电压互感器2所处位置的前段高压母线中，以确保全自动取压装置1所接入高压母线的位置不受故障的影响。
46.本发明实施例中的全自动取压装置1，通过设置自动升降导电结构10、取压用电压互感器20和数据采集单元30；自动升降导电结构10，可升降端用于连接关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线，固定端与取压用电压互感器20的高压侧接线端连接；取压用电压互感器20，二次侧接线端与数据采集单元30连接。取压用电压互感器20核心部件是一个高精度电压互感器，当监测到关口计量电压互感器2所在的二次回路发生二次失压故障时，全自动取压装置1可以根据控制指令通过自身的自动升降导电结构10自动接入关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线，实时测量母线高电压信号并转变为二次侧电压信号输出，理论上全自动取压装置1的测量得到的二次侧电压信号与关口计量电压互感器2所在的二次回路未发生二次失压故障时测量的二次回路电压值相同。因此，通过全自动取压装置1的数据采集单元30实时采集取压用电压互感器20输出的二次侧电压信号，可以实时准确地记录故障期间的二次回路电压的实际情况。利用故障期间准确的二次回路电压，有利于准确地计算得到发生故障期间的实际电量。而且，利用本发明实施例的全自动取压装置1，可以在不停电时获取高压母线上的母线高电压信号，而不必在关口计量电压互感器2所在的二次回路发生二次失压故障时，为了获取高压母线上的母线高电压信号，必须停电操作。
47.可选的，自动升降导电结构10可以包括：升降导电结构11和电动机构12。
48.其中，升降导电结构11，可升降端用于连接关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线，固定端分别与取压用电压互感器20的高压侧接线端和电动机构12连接；电动机构12，用于根据控制指令控制升降导电结构11自动上升或下降，以与高压母线连接或断开。
49.示例性的，结合图1所示，升降导电结构11可以为一种菱形铝合金升降结构，用于分别连接高压母线和取压用电压互感器20的高压侧接线端。升降导电结构11由电动机构12控制，将其升至高压母线上或者从高压母线上退出。本实施例中的升降导电结构11还可以为伸缩杆，通过伸缩杆与电动机构12配合，完成升至高压母线上或者从高压母线上退出的功能。本实施例中对升降导电结构11的具体结构不作限定，只要能够根据控制指令自动升降，且能够导电即可。
50.本实施例中，电动机构12及其电源可以处于一个封闭的屏蔽罩内，电动机构12可以采用低功耗设计，在电量不足时电源指示灯提示。
51.可选的，自动升降导电结构10还可以包括：无线接收器。
52.其中，无线接收器与电动机构12连接，用于接收控制指令，并根据控制指令控制电动机构12。
53.本实施例中，无线接收器可以内置在电动结构12内，控制指令可以为二次电压监控装置监测到关口计量电压互感器2所在的二次回路的发生二次失压故障时或者二次失压
故障恢复时发送的控制指令，也可以为操作者利用遥控器发出的控制指令，以便于操作者在远处即可利用遥控器操作升降导电结构的升降，保证操作过程的安全。
54.可选的，自动升降导电结构10还可以包括：均压环13。
55.其中，均压环13一端与升降导电结构11的可升降端连接，均压环13另一端用于连接关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线。
56.本实施例中，利用均压环13可以使顶端的电场分布均匀，防止尖端放电。
57.可选的，全自动取压装置1中，取压用电压互感器20的计量准确度大于或等于关口计量电压互感器2的计量准确度。
58.其中，目前运行的关口计量电压互感器的计量准确度多为0.2级，为保证计量准确性，在选取全自动取压装置1中的取压用电压互感器20时，其计量精确度要达到0.2级。结合图1和图2中可以看出，影响系统准确度的因素主要有：自动升降导电结构10与取压用电压互感器20构成的取压单元、数据采集单元30、全自动取压装置通道和关口计量电压互感器通道两路信号的同步以及软件算法等。对于0.2级的计量系统，系统总误差应小于0.2％。即：
59.ε
svom
ε
dau
ε
syn
ε
alg
《0.2％(1)；
60.式中：ε
svom
为取压单元的误差；ε
dau
为数据采集单元的误差；ε
syn
为两路信号的同步误差；ε
alg
为软件算法的误差。
61.取压单元的误差主要由取压用电压互感器20引起，选用高准确度的电压互感器，其误差一般可进一步控制在0.1％以内。
62.除此之外，取压用电压互感器20在接入或退出高压母线时，可能会产生危害设备绝缘的操作过电压。根据电网绝缘配合及其模拟的计算导则gb/t311.4-2010中的数据，一般的操作过电压不会超过取压用电压互感器20额定电压的4倍。因此，设计选择取压用电压互感器20时，需要取压用电压互感器20的工频耐压为4倍的额定电压(1min)，从而保证在线操作时的安全。
63.示例性的，取压用电压互感器20可以为sf6绝缘电磁式电压互感器。
64.本实施例中，采用准确度为0.02级的sf6绝缘电磁式电压互感器作为取压用电压互感器，不受杂散电容的影响，抗干扰能力强，体积小，重量轻，适合现场校验，在接入线路时对电压的扰动小、测量精度高，便于使用和维护。
65.可选的，全自动取压装置1还可以包括：自动化移动车40。
66.其中，自动升降导电结构10、取压用电压互感器20和数据采集单元30均可以设置在自动化移动车40上，自动化移动车40用于运载自动升降导电结构10、取压用电压互感器20和数据采集单元30进行移动。
67.本实施例中，自动化移动车40的车体可以作为一个稳定装置，其内可以设置驱动电机及其他辅助结构。利用自动化移动车40，可移动性强，使用时，可以根据实际情况，自动或手动移动位置。在需要维护时，可以通过无线感应轨道，基于驱动电机自动移动到指定位置，或者由操作者推着移动到指定位置。便于使用及定期维护。
68.可选的，全自动取压装置1还可以包括：无线传输单元。
69.其中，无线传输单元与数据采集单元30连接，用于传输二次侧电压信号。
70.本实施例中，通过无线传输单元，可以将数据采集单元30实时采集的二次侧电压
信号发送给处理终端3(例如后台主站pc机)，以便于处理终端3可以根据二次侧电压信号和关口电能表4记录的二次回路电流信号，计算差错电量。
71.本发明实施例提供的全自动取压装置1，主要由自动升降导电结构10和取压用电压互感器20组成，总体造价成本低，易于复制推广。可以用于不停电时获取高压母线上的母线高电压信号，在关口计量电压互感器2所在的二次回路发生二次失压故障时，实现在线校验，方便地获取母线高电压信号，进而实现二次回路电压的实时获取。且全自动取压装置1在高压母线上的接入位置位于关口计量电压互感器2的前段部位，由于电力系统一次侧运行稳定性高，不易发生故障，本装置原则上可以采集并记录因各类故障发生所引起的二次回路失压问题。而且通过本实施例中的均压环13、无线接收器等装置以及选取的取压用电压互感器20，可以保证在线获取信号的安全性及可靠性。
72.作为本发明的另一实施例，结合图2，本发明实施例还提供了一种差错电量计量系统，包括上述任一实施例所述的全自动取压装置1、处理终端2及二次电压监控装置(图中未示出)。
73.其中，二次电压监控装置与全自动取压装置1连接，全自动取压装置1与处理终端2连接。
74.其中，二次电压监控装置用于监测关口计量电压互感器2所在的二次回路的故障状态，并根据故障状态向全自动取压装置1发送控制指令；处理终端3用于根据全自动取压装置1采集的二次侧电压信号和关口电能表4记录的二次回路电流信号，计算差错电量，并展示所述差错电量。
75.示例性的，二次电压监控装置可以一端与关口电能表4连接，一端与全自动取压装置1的无线接收器连接，以便于监测关口计量电压互感器2所在的二次回路的故障状态，并根据故障状态向全自动取压装置1发送控制指令。
76.示例性的，处理终端3可以为后台主站pc机，也可以为其他移动终端、笔记本电脑、桌上型计算机、掌上电脑及云端服务器等计算设备，本发明实施例对此不作限定。
77.本发明实施例提供的差错电量计量系统，能够在关口计量装置(例如关口计量电压互感器2)发生二次回路失压故障时，实时、远程、自动、准确地记录故障期间的实际电能量，为后续电量追补计算工作提供数据支撑，保障其结果具有高度的科学性和公正性，维护电量贸易结算相关方合法利益。
78.对应于上述差错电量计量系统，本发明的又一实施例还提供了一种差错电量计量方法，包括：
79.二次电压监控装置监测关口计量电压互感器2所在的二次回路的故障状态，并根据故障状态向全自动取压装置1发送控制指令。
80.全自动取压装置1接收控制指令，并在控制指令为上升指令时，与关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线连接，并将高压母线的母线高电压信号转变为二次侧电压信号发送给处理终端3；在控制指令为下降指令时，与关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线断开连接。
81.处理终端3接收二次侧电压信号和关口电能表4记录的二次回路电流信号，并根据二次侧电压信号和二次回路电流信号计算差错电量。
82.示例性的，具体操作流程可以如下：
83.1)将全自动取压装置1放在待测高压母线(即关口计量电压互感器2所处位置之前的高压母线)的正下方，将取压用电压互感器20的二次侧接线端接好并与数据采集单元30相连，接通自动升降导电结构10的电源。
84.2)二次电压监控装置对关口计量电压互感器2所在的二次回路的故障状态实时监测，当发生二次回路失压故障时，二次电压监控装置发出告警，并向全自动取压装置1发出控制指令，自动取压装置1中的自动升降导电结构10能够在短时间内升起，实现与高压母线相连。
85.3)自动升降导电结构10与高压母线连接后，将全自动取压装置1的取压用电压互感器20接入高压母线，其二次侧接线端开始有输出值。
86.4)数据采集单元30将全自动取压装置1的二次侧接线端的输出值进行实时采集，远程发送至处理终端3(后台主站pc机)进行记录。
87.5)故障结束后，技术人员利用后台主站pc机，对由全自动取压装置1发送来的二次侧电压信号与关口电能表4记录的二次回路电流信号进行自动计算，从而得到故障期间实际发生的差错电量。
88.以下通过具体实施例，对本发明实施例的进行进一步说明。
89.实施例1：
90.2018年10月21日，沧州华润热电有限公司220kv华姚ⅱ线272开关进行倒闸操作，由于220kvⅱ母pt柜内二次电压计量绕组a相电压保险接触不良(保险下口电压为零)，致使该日20时28分22秒至21时17分41秒、21时28分14秒至21时34分28秒两个时间段内272线路电能表(主、副表)a相电压失压，无法正确计量电量。
91.沧州华润热电厂220kv华姚ⅱ线272开关处，计量点主、副表均采用兰吉尔仪表系统有限公司2007年生产的zmq202c.4r4f6型三相四线智能电能表，电压规格3
×
57.7v/100v,电流规格3
×
1a，准确度等级0.2s级，主表出厂编号93569524，综合倍率5500000。
92.查看华姚ⅱ线272开关处计量点的电压失压计时器，显示在10月21日20时28分22秒至21时17分41秒、21时28分14秒至21时34分28秒两个时间段内有a相失压事件发生。
93.查询关口计量系统，2018年10月21日20时至22时华姚ⅱ线272开关处计量点电能表电压变化情况如表1和图3所示。由图表可知，在20:15-21:45间存在a相电压失压情况，但在21:15时刻前后存在电压短暂恢复情况。
94.表1 2018.10.21华姚ⅱ线272开关处计量点电能表电压记录表
95.[0096][0097]
结合现场调查情况和关口计量系统监测数据，可推断出沧州华润热电厂华姚ⅱ线272开关处计量点2018年10月21日20时28分至21时17分、21时28分至21时34分有a相电压失压现象发生，但21时15分前后某一时间段内存在电压短暂恢复情况，未完全失压。
[0098]
使用本发明实施例提供的全自动取压装置、差错电量计量系统及方法对其进行电量追补，可计算得到共计有差错电量89320kwh。
[0099]
实施例2：
[0100]
2020年3月10日石家庄公司计量室接栾城公司通知，110kv栾城站栾电ⅱ线356计量装置故障。石家庄公司人员现场对栾城站356栾电ⅱ线计量回路检查确认：由于一次高压保险熔断造成356电能表c相电压失压(52v)。
[0101]
经查，此线路为栾城宏源电厂上网关口计量点。通过电量采集系统遥测值可知，宏源电厂自2020年3月5日13：45前后开始使用此线路上网(以前使用栾城站351栾电ⅰ线上网)，正向上网发电；于3月15日14:30前后倒路至栾城站351栾电i线，栾电ⅱ线356转入备用。综合现场调查情况及电量采集系统遥测值(见图4-图8)可确定，因c相失压导致计量电量出现差错的时间段为：2020年3月5日13:45至2020年3月10日14:30。栾城站356栾电ⅱ线计量关口表表号0000020111，综合倍率21000，三相三线制。
[0102]
使用本发明实施例提供的全自动取压装置、差错电量计量系统及方法对其进行电量追补，可计算得到共计有差错电量130875.8199kwh。
[0103]
本发明实施例提供的差错电量计量方法，与传统的差错电量计算与追补方式相比，无需进行条件假设，避免了因条件假设环节所带来的误差，可以实时记录故障期间二次回路电压值，能够更高精度的还原故障发生期间的实际电量变化。另外，该种方法可以全自动化实现差错电量的计算追补，方便快捷，无需在故障发生后前去现场进行勘察，最大程度减轻技术人员工作量。
[0104]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限
定。
[0105]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0106]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。