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电能计量自动化终端的故障及其诊断处理策略郭琦

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：郭琦

[导读] 随着电网规模的拓展，我国电网的信息化程度更高，用户的电能需求越来越大，这在一定程度上加重了现行终端运行的压力。

国网庆阳供电公司郭琦甘肃省庆阳市 745000

摘要：现如今，随着电网规模的拓展，我国电网的信息化程度更高，用户的电能需求越来越大，这在一定程度上加重了现行终端运行的压力。传统的电能剂量装置及现场校验工作已经难以满足现代化的管理要求，所以电能计量自动化系统的应用尤为重要。本文通过分析电能计量自动化终端的典型故障，并提出相关的处理办法，旨在提高电力工作效率、降低系统维护费用。
关键词：电能；计量自动化；终端；故障；诊断处理
        引言
        电能量数据的采集、处理、存储和管理是电力系统信息化与智能化的一项重要内容，各个计量自动化终端设备的通讯方式和厂家不尽相同，但是其工作原理基本相同，计量自动化终端设备在实际运维中所出现的问题也有很多共性。现通过对终端概念进行阐述，分析终端在现场实际运行中常见故障和问题。
        1电能计量自动化终端简介
        1.1电能计量自动化终端概述
        在电能量计费系统中，电能量采集终端设备作为电能计量自动化系统的一个重要的组成部分，它是介于计量主站与电能表之间的中间设备，主要由电能量数据采集、储存、处理、长时间保存、远方数据传输等功能的设备组成。终端设备与主站共同构成电能量计费系统，一般安装在现场连接表计，进行远方原始电量、负荷数据的采集和上传。电能量采集终端可以支持不同的通信端口以及多个不同主站同时通信，并具有按照不同主站的需求设置传输数据内容的功能。采集终端内含通讯模块，按照不同的通讯方式，可分为GPFIS通讯模块、FSK通讯模块、CDMA通讯模块、以及PSTN采集模块等，电力企业可以根据自己的需要选择所需模块，国内大多采用的模块为RS485通讯模块。
        1.2电能计量自动化终端的功能
        电能计量采集终端的基本功能如下：（1）可以完成对厂站电能量数据的高精度采集。一般采集周期可选择1min-24h，采集终端可以按指定的时间起点、内容传送信息至主站；（2）可以按要求向主站传送和存储电表窗口电量、月冻结电量、需量、分时电量、电流、电压、功率、电表内事件记录（如失压、失流）及本身的事件记录等信息；（3）可以接入多功能电子式电能表以及脉冲电能表。一般采用RS232或RS485方式接入多功能电子式电能表，无源脉冲输入方式接入脉冲电能表。电能采集终端可以扩展成几路脉冲量输入，也支持同时接入多块多功能电子式电能表，对于国外品牌的多功能电能表，一般可扩展为CS（电流环）接口；（4）可以接入厂站内常用规约的多功能电子式电能表；（5）电能量采集终端数据有一定的存储容量，可以将电能量数据保存相应的天数。
        2计量自动化系统终端在工作中的应用
        计量自动化系统集负控终端、配变终端、集抄终端和厂站终端等四类终端于一体，能实现负控、编配、集抄以及厂站等终端的数据采集、分析与发布。计量自动化系统一般在抄核、反偷电、用电检查、线损等终端管理方面应用较多。手工抄核由于工作量大、容易出现误差、抄表时间被动等原因，逐渐被计量自动化系统所替代。计量自动化的全自动远程抄表核算方式，有效地提高了工作效率和计量的准确率，避免了抄核工作中的人为失误，有效提高了企业的经济效益。并且，远程抄表功能为有关部门的决策提供了有力的数据支撑，有利于改善公共服务质量和社会效益。对普通居民而言，有了计量自动化系统，用电情况也更为公平、透明。计量自动化系统通过对计量装置运行情况的监控，可以及时发现计量故障，并提供报警，如果有违章用电或窃电行为发生能第一时间被追查和监控相应数据。这为电量的追补工作提供了相关数据支持，避免或减少与用户的纠纷。此外，还可以对变压器运行状态进行监测，及时处理重载、过载的变压器。线损终端管理是反映供电企业经济效益及其管理水平的一项综合性指标。

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计量自动化具有一体化的输、配电网模型，能够自动生成分区、分压、风险、分元器件的计算公式，降低了环供电下10kv线路分线线损计算难度，实现线损的指标下达和线损异常闭环管理，提升了供电企业的精细化管理水平。
        3电能计量自动化终端常见故障及其诊断处理策略
        3.1性能改善
        AMIS交易服务器通过对终端设备数据的处理，能把数据格式调整为IT系统。源自AMIS数据集中器的自动化数据能直接传输至SCADA控制系统。所以，计费系统、资产管理系统和计量表数据管理系统等交易服务器是高级IT系统的中介设备。另外，其依照高级IT系统的要求创建终端设备参数，PDA（移动参数化设备）的导出功能可以为相关程序的安装提供支持。
        3.2内置保护
        因为终端设备数量繁多，这些设备应具备广泛的功能，并确保其扩展功能让投资长期可用。依托AMIS既能对终端设备予以投资保护，更能把系统中的软硬件组合起来，确保在今后的扩展。
        3.3热备份
        在交易服务器中，硬件和软件处于相对独立的系统之中，若活动系统出现故障，则会被切换至冗余系统。并且，所有操作数据均等定期导出并传输至外部驱动器，所以，在紧急情况下，能在最短之间内创建交易服务器，并投入运行。基于此，终端设备在DLC通信过程的物理层进行特殊编码，并进行加密传输。针对过程网络和控制中心，能为客户提供可拓展的安全防火墙概念。
        4计量自动化系统的终端远程故障诊断
        远程故障诊断技术是在网络的基础上，通过模式识别、规则推理和数学模型等方法来获取故障信息和专家诊断知识，以解决故障。终端远程故障诊断功能是根据一定规则对常见终端异常进行自动识别，自动生成故障原因。终端远程故障诊断需要用到的数据一般有任务数据报文、终端登录报文、心跳报文、信号强度、终端时钟等。诊断方法：（1）当设定时间段内没有终端登录报文、心跳报文，且用户或终端状态为使用时，可以自动判断终端上线故障。（2）当设定时间段内终端登录报文多于设定次数，或者心跳报文少于设定次数，可以自动判断通信不稳定，原理可能是现场信号不稳定或者信号弱。（3）主站解析终端任务报文时，若任务数据的内容都是无效值（FFFF），对于电表的任务，则可判断终端与电表通信问题；若任务数据的内容有效，但报文长度异常，导致解析失败，则可判断终端与主站的模板不一致；若任务数据的内容有效，报文长度正常，但报文的时标异常，则可判断终端时钟异常。（4）当通过主站自动对终端校时时，若时钟超差且无法校时，则判断终端时钟异常。（5）对于TCP网络或电话通道，主站可自动进行ping和拨号，根据反馈结果自动展示通信通道情况。根据诊断结果，结合表1的处理方法，可以在计量自动化主站自动生成终端异常分析报告，包含终端异常情况、异常原因、一般处理方法。计量自动化系统的终端远程故障诊断功能具有稳定、接入数量大和能解决的故障类型多等特点，能为现场运行终端中所出现的故障诊断和处理提供较好的辅助作用，大大降低了工作人员的工作量。
        结语
        计量自动化系统的投入使用，实现了电力计量工作多方位、全过程的电负荷监测。计量自动化系统仍处于不断完善的过程中，随着计算机技术和网络信息技术的发展，电能计量自动化系统将越来越普及，其终端现场的故障排查与维护工作会变得越来越重要。
参考文献
[1]崔远良.浅析电能计量自动化终端应用与故障诊断处理[J].科学与信息化,2019,(25):3-4.
[2]刘驹.电能计量自动化终端应用与故障诊断处理[J].自动化应用,2019,(11):111-112.
[3]叶林青.电能计量自动化系统在电力计量装置异常时的应用[J].机电信息,2020,(24):51,53.