云南电网有限责任公司昆明供电局
摘要：在大数据、大系统的今天，用科技手段对计量装置进行监控已经日臻成熟。通过计量自动化系统的数据分析、报警信息，能迅速排查计量装置故障。可以起到及时安排计量人员进行现场核实并处理的作用。但是对于退补电量，仍依赖于消缺后再进行传统的手工计算。这种按照传统方式人工计算得出的应退补电量。一方面存在追补电量误差大、容易与客户发生争议；另一方面随着用电客户数量的与日俱增，带有不确定性的计量装置故障的数量日益增加，给退补电量工作带来巨大的压力。电能计量装置一旦发生故障时如何准确、快速、方便追补电量，本文利用计量自动化系统数据进行电量追补模型的搭建进行了研究，亟待推广运用。
关键词：计量自动化系统；计量装置故障；追补电量；实时
在社会生产、电能使用活动中，由于计量装置故障引起的电量退补，不同的计算方法会形成一些大的差异，常会给客户产生歧义；传统电能计量退补手段，是在发生错误接线、故障时，由工作人员携带电能表现场校验仪或相位表进行现场分析，记录数据后再按照传统方式人工计算得出应退补的电量。这种手段操作步骤复杂、使用不方便，其判断的错误类型往往有限，且均为事后检查，不能及时发现故障情况。
1、人工计算退补电量的方法及其局限性
人工计算退补电量的方法，是通过收集大量从计量自动化系统和电能表下载的负荷曲线数据，判断电能计量的异常情况，再按照错误接线的经典公式计算更正系数。这种方法对于理想状态下用电负荷稳定的情况适用，但现实中用户的用电负荷千变万化，计算出来的更正系数有一定的不真实性，同时存在以下不足之处：一是过多依赖于人员素质，其准确性取决于计算退补电量人员的工作经验，对计量设备作出正确的判断，同时要求数据的齐全，对数据不齐全和无法计算更正系数的时候，退补电量只能按照用户往期电量进行估算，计算出的退补电量误差相对较大；二是系统信息化程度低，无法在处理故障的同时向用电客户出具合法、准确的退补电量，工作流程长，具有一定的延时性。
2、利用自动化系统数据进行退补电量的架构
自动化系统主台（主服务器）存储了大量的电能表数据，如果将这些数据及其模块用来搭建计量退补电量的模型，自动生成退补电量，就能避免人工计算带来的局限性，同时节约大量的人力成本。
搭建模型的总体思路：当计量装置的发生故障时，告警并调出到计量装置故障模块目录下，追踪记录，除了召回和存储常规的有无电能示值、负荷数据、电流电压数据等。还应召回和存储电能表各相功率因数、总的功率因数，电流、电压六角图的各项数据。属于何种故障现象就调用相应的公式进行电量退补计算，直到故障和异常现象消除为止。
需要说明的一点：计量装置故障和计量装置错误接线就退补电量工作的范畴来说，属于同一类工作要求和目的。在搭建模型成功以及运用起来后，实际是涵盖了计量装置故障、计量装置错误接线两种现象。我们在后面的讨论中就只提及“计量装置故障”这一说法。
计量自动化存储的电能表数据，目前有无功电能示值、负荷数据、电流电压数据等，如下图：
特别地，还应召回和存储电能表各相功率因数、总的功率因数，反映和绘制电流、电压六角图的各项数据，以备计算准确的功率因数所用。
2.1利用负荷管理终端交流采样数据模块搭建计量装置电量退补模型
负荷管理终端接入的交流采样，最初是监控防窃电用的。交流采样实际就是与计量电能表不在同一个二次回路的、有着与电能表同样功能的硬件模块。交流采样送回主站的数据有有功电量、有功功率、电流电压及其相位角；一般交流采样取样的点在主计量电能表的前端，能有的数据与主计量电能表的数据大致相当，无论功率曲线、电量曲线、电流电压曲线，两者基本是重合的。当计量装置的主计量电能表发生故障被动错误计量时，告警并调出到计量装置故障模块目录下，进行电量实时退补计算。退补电量可以直接用交流采样有功电量（功率）与故障计量装置计量的有功电量（功率）的比值自动生成的更正率，即：
ε＝K-1=P交/P错 -1= W交/W错 -1
P交 ——交流采样有功功率
P故 ——计量装置故障计量的有功功率
W交 ——交流采样有功电量
W故 ——计量装置故障计量的有功电量
依据更正率乘以错误计量装置被动计量的电能量就可以得出退补电量，并存储于系统或模块内，每个整点生成一个退补结果存储，故障期间需要时调出查阅。当故障消除时，告警退补电量生成结果，启动退补电量工作流程；传递到人工审核、用电方确认环节进行电量退补。
2.2利用计量自动化系统存储的电能表数据建立退补电量模块
当主计量装置正常、分计量装置故障和异常、以及无法参考交流采样（交流采样回路异常）形成更正率计算的，计量自动化系统将增加召回和存储电能表各相功率因数、总的功率因数，电流、电压六角图的各项数据。
2.1.计量装置异常和故障的基本条件
1、电压缺相、断相，只要是电能表某一相及以上电压为零，但同相的电流不为零。
这种情况反映在表数据并送回到计量自动化系统服务器，系统就可以筛选出，弹出到计量装置故障用户列表。
2、电压正常，三相三线电能计量装置某一相电流为零、三相四线的某一相或两项电流为零。
这种情况多数为计量二次回路的电流回路开路，或者被认为短接，短接的现象有两种，一是绕越计量TA短接一次线路，二是将TA二次端钮未经过电能表直接短接。
3、反向有功走字异常
我们平常运行的电能表，一般是不会走反向有功数字，一旦反向有功走字，说明负荷潮流或者电流回路被动了手脚才会出现。如果是新装用户，自装表接电以来就记录有反向有功，则可断定电流回路结线错误，也适用于计量装置故障、弹出到退补电量用户。
4、表计倒走，正向有功数字走小
这类故障现象一般属于电能表故障，二次回路错误结线或故障的可能性很小。当然不排除电能表运行程序故障。
2.2 计量装置异常和故障计算退补电量所需要的数据
1、起始时间、恢复故障时间。根据需要可以每天弹出故障用户列表，计量装置异常的用户，启动故障异常追踪记录，追踪记录将增加数据采集项（增加的数据采集项可以视情况和要求而定）。
2、除了采集电能表正反向有功电能示值、正反向无功电能示值、电流电压数据，还应增加电流电压的相位角、功率因数。
2.3 电能计量装置退补电量模型的搭建
2.3.1 建立经典算法即利用更正率计算退补电量公式库。
目前所知的计量装置故障或错误接线、根据计量装置接线的不同（即三相三线、三相四线、单相表）总共有40余种情况，也就是说故障类型不外乎这40余类。计算这些故障现象的退补电量将采用这些经典算法（公式）。
2.3.2 建立计量自动化系统计量装置异常和故障退补电量模块
依据计量自动化系统启动计量装置故障用户的追踪记录、采集的数据，整合后送入经典算法（更正率）模型中，自动进行退补电量的计算。如前所述计算结果可每小时一算，存储和累加，直到故障消除时为止。
2.4 实现退补电量的最后环节
故障消除时启动追补电量工单，弹出详细追补电量报表作为依据，传递到人工审核、用电方确认环节，最后到电费结算系统进行核收。
3、针对更正率准确计算的一些建议
更正率的准确与否直接影响退补电量的准确性，更正率的准确计算依赖功率因数的准确性。利用更正率计算退补电量的初衷就是尽可能做到和体现公平、公正。采用日平均电量的劣势就在于：实际用电生产活动中，功率因数随时在变化中。我们知道，功率因数角由相电压与相电流形成成，这就要求负荷管理终端软件部分需要升级或开放，将电能表数据的电流电压及其相位角送回主站（主服务器）存储。这样，当启动计量装置故障异常跟踪记录时，计算每小时的功率因数就会有据可依。未有电流电压及其相位角记录功能的电能表，一是依赖计量自动化主台程序实现电能表电流、电压数据、各相功率因数折算出总的功率因数。二是可以依据正向有功、正反向无功示数折算出功率因数。即：
4、小 结
电能表故障时实际计量的电量，也称故障电量。实际用电量也称为正确电量，故障时不能直接得知，只能用其它的办法得到接近正确电量的更正电量。
平均日用电量法是常用退补电量的方法之一，即以故障前近期正常三个月（或6个月、12个月）的平均用电量为基准，比较故障日均电量，其差值即为退补电量，此法只适用于负荷比较稳定的情况。实际上负荷每天每时变化不大的情况比较少，更多数是受各种因数影响，并且在较大范围内变化。
综上所述，按计量装置故障电量（功率）的更正系数（更正率）计算退补电量。这种方法较为科学，只是考虑的因素需要很接近实际，重点为：
·计量装置故障实际的电流电压值及其相位角，负荷的不平衡率。
注：由于本人才疏学浅，上述这两点无法更加细致深入地研究，期待能人、专家给出真知灼见，运用于本次搭建的模型中。若不然，也只能暂时以文章前述的拙见了。
对计量装置故障的预防性措施：
1、在用电检查环节督促计量装置产权方做好运行维护和防雷措施。
2、在业扩报装、计量方案设计审核时，对高压计量TV的高压熔断器过载电流要求增加到1～2A。
5、结束语
社会节奏的加快、办事效率加快呼声的高涨和科技的迅猛发展，揭示着目前这样的退补电量方式不符合经济社会的要求，需要我们寻找一种能及时发现计量故障，在故障发生的瞬间同步计算退补电量，不需经人工干预的，安全、可靠、科学、自动化、准确性高的新式退补电量方法。电能计量装置发生故障是客观存在的事实，也必然涉及电量的退补问题，但目前还很少见这方面的系统研究及突破性成果报导，主要还是依靠人工计算，费工费时，受人为因素影响，希望有关方面加大其研究推广应用力度。
论文作者:崔俊,罗金平,张靳予
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/28
标签：电量论文; 故障论文; 装置论文; 功率因数论文; 数据论文; 电流论文; 电能表论文; 《基层建设》2018年第3期论文;