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        一種基于低壓臺區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)

        2020-11-25 18:23:25羅義釗劉永強柳玉鑾蔡璋平謝家富
        電子技術(shù)與軟件工程 2020年17期
        關(guān)鍵詞:集中器電表臺區(qū)

        羅義釗 劉永強 柳玉鑾 蔡璋平 謝家富

        (福建網(wǎng)能科技開發(fā)有限責任公司 福建省福州市 350003)

        福建網(wǎng)能科技開發(fā)有限責任公司立足電力行業(yè)多年的成功經(jīng)驗,憑借不斷創(chuàng)新的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù),網(wǎng)能公司在以電力抄表為核心的采集終端、專變終端、用電信息采集系統(tǒng)運維業(yè)務(wù)、臺區(qū)線損精益化治理業(yè)務(wù)和電力收費為核心的電力自助交費終端、電力POS 交費終端和以領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)跑者的地位。公司擁有自主研發(fā)的寬帶載波采集器終端、集中器終端、專變終端、線損異常預(yù)判終端電力自助交費終端、電力POS 交費終端、充值卡售卡終端、自助業(yè)務(wù)辦理終端、發(fā)票補打終端、信息查詢終端等不同品種的智能終端及系統(tǒng)。同時開發(fā)出一套基于寬帶載波通訊技術(shù)和臺區(qū)識別(電流脈沖法)技術(shù)的臺區(qū)線損精益化治理方案,該方案在國內(nèi)屬首創(chuàng),公司以多年現(xiàn)場人工治理線損的經(jīng)驗為基礎(chǔ),配合多種先進通訊技術(shù),可以完美的解決低壓臺區(qū)線損異常問題,針對臺區(qū)檔案混亂、低壓臺區(qū)技術(shù)竊電猖獗、線損異常排查困難等方面具有非常好的治理效果。

        1 基于低壓臺區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)的介紹

        低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)是在不改動當前臺區(qū)線路、分支箱、計量箱以及電能表等電力設(shè)施的情況下,通過在每個分支箱、表箱增設(shè)分支終端和末端終端,與帶有擴展功能的集中器(重點增加了臺區(qū)識別功能)相結(jié)合,除完成傳統(tǒng)的電力抄表功能外,還具有戶變關(guān)系識別、臺區(qū)拓撲自動繪制、實時監(jiān)測電能表質(zhì)量等功能。通過對電能表、計量箱、分支線路的實時量測和計算,重點解決停復(fù)電事件上報、線路老化預(yù)警、電能表失準報警、疑似竊電預(yù)警事件的智能感知,同時可全方位、系統(tǒng)化的解決低壓臺區(qū)線損的問題,從防竊電、節(jié)能降耗、延長電能表使用壽命、減少設(shè)備投資、減少運維工作量五方面實現(xiàn)經(jīng)濟效益的大幅提升。

        (1)可實現(xiàn)對在網(wǎng)電能表運行質(zhì)量水平的實時監(jiān)督,創(chuàng)新應(yīng)用新的電能表狀態(tài)輪換策略,讓電能表不再6-8年一換,每年可節(jié)省幾千萬元電能表采購費用;

        (2)可實現(xiàn)存量臺區(qū)變壓器與電能表掛接關(guān)系自動識別與核查校驗;

        (3)可實現(xiàn)臺區(qū)低壓線路拓撲結(jié)構(gòu)的自動繪制,并能在GIS平臺實現(xiàn)線路走徑的標注,實時顯示各線路及節(jié)點電流、電壓等參數(shù);

        (4)可實現(xiàn)電能表、計量箱、低壓分支線路、變壓器等各級供電設(shè)備停復(fù)電事件主動上報與定位;

        (5)終端通過就地采集與計算,實現(xiàn)對計量箱、各級分支線路、臺區(qū)的線損變化情況自動分析與疑似竊電預(yù)警(竊電行為、電能表失準、線路老化),實現(xiàn)臺區(qū)線損的精益化管理。同時,可增設(shè)自動調(diào)相裝置進行供電負載再均衡,在降損后實現(xiàn)節(jié)損;

        (6)可實現(xiàn)臺區(qū)電能質(zhì)量的實時感知和預(yù)警,電壓越上下限事件上報、功率因數(shù)監(jiān)測、電壓電流諧波分析、頻率偏差過大等;

        (7)準確采集電能表、分支線路等供電設(shè)備的電壓、電流等實時數(shù)據(jù),實現(xiàn)抄表計量,同時支撐總部對配網(wǎng)運行監(jiān)測自動分析和展示的工作要求。

        2 低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)的功能模塊介紹

        2.1 臺區(qū)線損異常快速定位

        目前分級線損只能考核到臺區(qū)總表與所有分表之間的線損,一旦線損異常,很難快速定位,有時甚至是多種原因疊加造成的。

        我司提出的解決方案,采集器內(nèi)置高精度的計量單元,可實現(xiàn)表箱進線側(cè)與表箱內(nèi)戶表之間的線損計算,臺區(qū)內(nèi)每個分支的線損統(tǒng)計,通過多級分級線損(臺區(qū)總表與表箱進線側(cè)的線路線損,表箱進線側(cè)與戶表之間的線損,臺區(qū)總表與戶表之間的線損)統(tǒng)計,并采用跨日實時數(shù)據(jù)進行線損計算,避免了因電能表時鐘異常導(dǎo)致日凍結(jié)不同步的影響,總表與分表時間誤差不超過5 分鐘。所以線損的真實性、準確性大大提高,可以快速定位線損異常故障點,提高了故障排查效率,及時發(fā)現(xiàn)用戶竊電行為,具有巨大的經(jīng)濟效益。

        2.2 快速診斷停電跳閘故障

        2.2.1 臺區(qū)停電檢測

        集中器內(nèi)置400 毫安鋰電池作為備用電源,當臺區(qū)發(fā)生停電時,集中器失壓后立即切換至備用電源,并生成臺區(qū)停電事件上報至主站。

        2.2.2 分支箱及表箱停電

        分支箱內(nèi)安裝計量終端,當發(fā)生斷電事件后,分支箱開關(guān)下口電流、電壓瞬間跌落,計量終端檢測到后生成數(shù)據(jù)并上報至集中器,由于本次試點臺區(qū)未配套分支箱,所以沒有進行此項數(shù)據(jù)檢測;電表箱內(nèi)計量終端電壓、電流均取開關(guān)上口,當箱前開關(guān)斷電后,電流順跌,計量終端檢測后通過紅外、485與其所管理的電表進行通訊,通訊失敗可確定表前開關(guān)停電,隨即產(chǎn)生事件并上報。

        2.2.3 電表停電檢測

        表箱內(nèi)戶表一般不超過16 只,采集終端通過RS485 線連接各電能表,當表箱內(nèi)某一或多塊電表發(fā)生停上電事件后,采集終端485 接口阻抗數(shù)值發(fā)生波動,此時采集器直接通過485 端口進行對所管理的電能表進行通訊,由此可驗證通訊失敗、即斷電的電能表。

        2.2.4 表后用戶側(cè)停電檢測

        由于管理終端管理表箱內(nèi)戶表一般不超過16 只,管理終端自動輪詢電能表實時的火線電流、零線電流、有功功率、功率因數(shù)4個參變量。分析以下幾種情況:

        (1)戶表所有用電設(shè)備未開啟,此時火線電流、零線電流、有功功率均為0,且功率因數(shù)0.99 以上或功率因數(shù)為0;

        (2)戶表負載超過計量芯片的潛動門限后,火線電流、零線電流、有功功率不會全為0,且功率因數(shù)一般都小于0.99;

        分析以上兩個特點,若上面任意一個參數(shù)由不為0 跳變到0,且功率因數(shù)達到0.99 以上,結(jié)合當前時間(例如用電高峰期),模擬人工判斷思維,并再次輪詢一遍來確定用戶側(cè)空開是否跳閘。此軟件算法雖然沒有直接采集用戶空開側(cè)電壓準確度高,但可以免去布線麻煩,即使判斷失誤,也可及時提醒主站系統(tǒng)或通過集中器給臺區(qū)負責人發(fā)送短信,若該戶電表未走表,負責人根據(jù)發(fā)生時間,來判斷是否需要進一步排查。

        2.2.5 用戶竊電快速分析

        由于原窄帶載波、微功率無線等通訊方式通訊效率較低,并不能滿足數(shù)據(jù)全量采集,所以對一些異常用電數(shù)據(jù)無法完成檢測分析;借助寬帶載波的高速穩(wěn)定通道,可完全滿足數(shù)據(jù)全量采集需求,可通過集中器直接對以下數(shù)據(jù)進行檢測:

        (1)開蓋事件分析:此方法適合于所有表內(nèi)竊電檢測,智能電表內(nèi)設(shè)開蓋計數(shù)開關(guān),只要打開電表前蓋就會自動計數(shù)一次,集中器采用輪詢檢查的方式對這個數(shù)據(jù)項進行并發(fā)抄讀分析,確定異常之后再上報,避免了傳統(tǒng)采集方式誤報、上報處理不急時的現(xiàn)象。

        (2)電流分析:對電能表的電壓、火線電流、零序電流功率因數(shù)進行同時抄讀分析,為保證其準確性和幾個數(shù)據(jù)抄讀時間間隔,集中器借助寬帶載波并發(fā)通道進行三次數(shù)據(jù)并發(fā)抄讀,最基本的如零線電流>火線電流一定百分比,則可直接確定為有欠流法竊現(xiàn)象;

        可根據(jù)不同的環(huán)境制定輪詢計劃,集中器發(fā)現(xiàn)用電異常后,為了減少誤報的可能,對發(fā)現(xiàn)異常的電表進行多次核實確認,確認后上報到主站。該檢測方法以集中器為中心,最大程度的節(jié)約了通道資源。與傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場排查相比,大大提高了防竊電管理的檢測效率。

        3 低壓臺區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用效果

        3.1 軟防加硬防,有效提高反竊電能力

        智能計量管理終端內(nèi)置線損及反竊電計算模型,能夠有效判別虛表用電、無表用電、短接火零端子竊電等竊電行為,能及時發(fā)現(xiàn)線損異常及高危竊電行為,還可以通過軟件升級對新興竊電行為進行預(yù)判,硬件可外掛智能表箱鎖具和音視頻監(jiān)控設(shè)備,軟硬結(jié)合,有效提高反竊電能力。

        3.2 臺區(qū)線損三級計算,有效助力節(jié)能降損

        “電能表-計量箱-臺區(qū)”掛接關(guān)系更加準確,從根本上解決了用戶電能表與臺區(qū)的所屬掛接關(guān)系。另一方面由于實現(xiàn)了線損三級級測算,臺區(qū)基礎(chǔ)管理工作更精細化,規(guī)范了低壓臺區(qū)線損基礎(chǔ)數(shù)據(jù),杜絕了人為私自調(diào)整臺區(qū)實現(xiàn)臺區(qū)線損合格的目的,智能計量管理終端實現(xiàn)竊電現(xiàn)象的精確排查和提前預(yù)防,有效防范 “跑冒滴漏”現(xiàn)象,有力促進了臺區(qū)線損精細化管理工作。

        3.3 全面監(jiān)管用戶側(cè)供電質(zhì)量,促進電能品質(zhì)不斷提高

        智能計量管理終端依托寬帶載波技術(shù),實現(xiàn)了對所有用戶電壓、電流采集任務(wù)的下發(fā),進而做到對用戶側(cè)供電質(zhì)量的全面、實時采集監(jiān)控,為實施低壓精準治理及提升用戶側(cè)供電質(zhì)量提供參考,有效提高了電網(wǎng)改造成效和客戶體驗。

        4 低壓臺區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)的案例分析

        4.1 發(fā)現(xiàn)臺區(qū)竊電情況

        4.1.1 某試點臺區(qū)直接竊電案例

        該臺區(qū)線損(總表-戶表)高達 16.37%,但實際線路損耗(總表-表箱)之間的線損是3.92%,可知,應(yīng)該是表箱與戶表之間的線損異常,查看201709150138 這個表箱,線損高達53.97%,一天損失電量9.73 度,說明該表箱有竊電嫌疑,開啟該表箱的竊電報警功能后,立馬上報了該表箱竊電事件,隨后與臺區(qū)管理員現(xiàn)場勘察,發(fā)現(xiàn)該表箱有繞越計量裝置竊電現(xiàn)象。

        4.1.2 在某試點臺區(qū)改表竊電案例

        該臺區(qū)安裝完成后,啟動竊電分析功能,發(fā)現(xiàn)有一塊電表運行異常,零序電流>火線電流并有開蓋事件,隨后進行現(xiàn)場核實,核實結(jié)果與系統(tǒng)中相符,實際用電量>電表計量用電量,電能表被做欠流改造。

        4.1.3 某臺區(qū)表記計量不準確案例

        臺區(qū)設(shè)備安裝后,查看該臺區(qū)分級線損,(總表-戶表)高達22.71%,但實際線路損耗(總表-表箱)之間的線損是3.84%,可知,應(yīng)該是表箱與戶表之間的線損異常,查看201804020026 這個表箱,線損高達71.74%,一天內(nèi)損失電量75.03 度,說明該表箱有竊電嫌疑。

        發(fā)現(xiàn)后經(jīng)現(xiàn)場核實,該表箱內(nèi)僅1 塊三相電表,用于農(nóng)村機井供電,用電量較大,勘察中并未發(fā)現(xiàn)明顯竊電行為,隨懷疑電能表計量不準確,立即進行了電表校驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該電能表A 相不計量,綜合計量誤差33.33%,只計量B、C 兩相電量。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,隨著我國電力企業(yè)的不斷發(fā)展和進步,越來越多電力企業(yè)管理者充分意識到用戶竊電行為管理的重要性,而通過線損快速定位和檢測,可以更好的挖掘各種用電竊電行為,對保障供電質(zhì)量和安全產(chǎn)生重要意義。在本文研究中提出來的低壓臺區(qū)線損快速定位技術(shù)就是低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)。將低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)應(yīng)用于實際操作中,可以對用電竊電行為進行動態(tài)監(jiān)控、通過用戶電量表相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的分析評價其是否存在著竊電行為,還可以通過低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)來對竊電電表進行組裝。除此之外,低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)也存在著其他功能,可實現(xiàn)存量臺區(qū)變壓器與電能表掛接關(guān)系自動識別與核查校驗;可實現(xiàn)臺區(qū)低壓線路拓撲結(jié)構(gòu)的自動繪制,并能在GIS 平臺實現(xiàn)線路走徑的標注,實時顯示各線路及節(jié)點電流、電壓等參數(shù);可實現(xiàn)電能表、計量箱、低壓分支線路、變壓器等各級供電設(shè)備停復(fù)電事件主動上報與定位等。特別是在線損快速定位中,低壓臺區(qū)智能感知系統(tǒng)發(fā)揮著重要運用,其可以更好地發(fā)覺各種竊電行為,為不斷保證供電質(zhì)量產(chǎn)生重要意義。

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