一种实时监测三相智能电表错误接线方式的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实时监测三相智能电表错误接线方式的方法及系统，属于电力测量技术领域。其技术方案为：一种实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，包括数据采集，获取各三相智能电表的用电数据；接线分析，结合所述用电数据，分析判断三相智能电表的接线是否正确；追补电量计算，计算电量更正系数，确定追补电量；结果输出，将每个三相智能电表的判断结果及对应的编号发送至集中器，所述集中器汇总所有三相智能电表的错接线方式和追补电量信息上传至用电信息采集主站。本发明专利技术的有益效果为：能够判别三相智能电表错误接线方式，并追补电量，解决人工处理不及时、效率低的问题；基于现有电力采集系统分布式设计，降低主站的数据处理压力。据处理压力。据处理压力。

【技术实现步骤摘要】
一种实时监测三相智能电表错误接线方式的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力测量
，尤其涉及一种实时监测三相智能电表错误接线和追补电量的方法。

技术介绍

[0002]目前，电能表是用来计量用户使用电量的装置，是供电公司收取电费的参照标准，但常常因为新装轮换、线路设备检修等导致表计异常运行，特别是经互感器引入的高压高供型电能表，接线复杂。如果发生接线错误和其他异常情况，就会造成实际用电与计量用电不一致，势必对电力部门和用户造成影响。要想真正准确的计量电能，不仅要保证电能表自身的准确度，更重要的是要保证电能表接线的正确，及时发现和纠正。
[0003]三相智能电表错误接线有很多种，本专利技术针对的是二次回路与交流采样装置接线完备(意味着不缺相)，仅仅是在连接时位置接错了的错接线情况，而这其中大多数错误接线都会造成电能计量损失。同时传统的接线检查方法，比如采用相位伏安表或相序表来检查电能表的接线是否正确，这需要操作人员现场测量校验，且应具有相当高的理论知识与现场经验，才能正确判断电能表的接线情况。虽然工作人员可以对电能表做接线检查工作和实现追补电量，但是接线检查也只是本次的接线检查，如果再有更改还要再到现场检查，耗时耗力，另外其电量的追补也只是用的某一个时间点的追补系数，算出的追补电量也只是一个大概数据，不能算是一个真正的追补电量值。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种实时监测三相智能电表错误接线和追补电量的方法，应用分布式HPLC模块，利用实时测量的电压电流等用电数据进行相位角分析判断接线方式及计算追补电量，以便供电部门及时获取信息并对故障进行快速处理，替代人工现场核查。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，包括以下步骤：
[0006]S1：数据采集，获取各三相智能电表的用电数据；现有的电力采集系统多采用分布式系统，每个三相智能电表对应一个编号，基于分布式采集系统能够实时获取每个三相智能电表的用电数据；
[0007]S2：接线分析，结合所述用电数据，计算出各三相智能电表各相的相位角，并判断三相智能电表的接线是否正确，若接线错误，则记录错误接线方式、错接线持续时间，并计算追补电量；
[0008]S3：追补电量计算，将正确接线方式和错误接线方式对应的功率比作为电量更正系数，结合三相智能电表在错接线持续时间内计量的电量，确定追补电量；
[0009]S4：结果输出，将三相智能电表对应的编号、接线分析的结果、追补电量发送至集中器；
[0010]S5：数据汇总，所述集中器汇总台区内所有三相智能电表的错接线方式和追补电量信息并实时上传至用电信息采集主站中。
[0011]其中步骤S1
‑
S4均在三相智能电表侧完成，基于分布式采集系统，实现对三相智能电表错误接线方式的及时判断和追补电量的准确计算；步骤S5是基于现有采集系统完成信息汇总。
[0012]进一步，所述S1具体为基于电力线高速载波技术，对三相智能电表进行高频实时数据采集，按规定的时间间隔保存各类用电数据，所述用电数据包括三相分别对应的相电压、相电流、功率因数、有功功率和无功功率。
[0013]高速电力线载波技术(HPLC)指以低压电力线作为通信媒介，实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互的通信网络为高速电力线载波通信网，通过分布式HPLC模块能够对三相智能电表进行分钟级数据采集，可实现居民用电负荷电量的实时监测，深入挖掘用电数据，为居民和企业更好地实施需求侧管理。
[0014]进一步，三相四线制接线，接入三个电流，电流的方向会出现两类接线方式，一类是各相电流自身反接，一类是各相电流接线位置互换；接入三个电压，电压方向会出现两类接线方式，一类是正相序(ABC、BCA、CAB)，三个电压之间各自滞后前一个电压相差120度，一类是逆相序(ACB、BAC、CBA)，三个电压之间各自滞后前一个电压相差240度。两类组合下只有一种正确接线方式，即电流按ABC正接线，电压按ABC正相序接线。图3为三相四线制电能表正确接线时的相量图。
[0015]所述S2具体为：
[0016]S21：确定基准电压坐标系：获取相序状态字，确定电压正相序或者电压逆向序，若是正向序，则电压参考基准为Ua、Ub、Uc，若是逆相序，则电压参考基准为Ua、Uc、Ub；
[0017]S22：计算各相电压电流相位角：确定有功功率P和无功功率Q正负，对功率因数求反余弦值，获得各相电压电流相位角；对功率因数取反余弦值得到电压电流的相位角，并根据有功功率和无功功率的正负能唯一确定相位角的角度，再进行角度换算，如下式：
[0018][0019]S23,根据相位角范围判断三相智能电表的接线方式；
[0020]S24，若接线错误，则记录错误接线方式、错接线持续时间。
[0021]进一步，所述S23具体为：
[0022]S231：由于接线方式未知，暂定三个电流分别为I1、I2和I3，通过步骤S21和S22得到各相电流相对于对应相电压相量的相位角关系，记为∠UaI1、∠UbI2和∠UcI3，角度数对应为θ
A
、θ
B
、θ
C
；
[0023]S232：根据θ
A
、θ
B
、θ
C
计算I1和I2、I2和I3、I3和I1的角度，计算如下：∠I1I2＝|θ
A
‑
(θ
B
‑
240
°
)|、∠I2I3＝|(θ
B
‑
240
°
)
‑
(θ
C
‑
120
°
)|、∠I3I1＝|(θ
C
‑
120
°
)
‑
θ
A
|；
[0024]S233：判断电流方向：正确接线时三个电流向量是对称的，三个电流向量的相位差依次120
°
；具体判断如下：
[0025]情况1：若∠I1I2＝120
°
、∠I2I3＝120
°
、∠I3I1＝120
°
，且为正相序，则三相接线正确；
[0026]情况2：若∠I1I2<120
°
、∠I2I3＝120
°
、∠I3I1<120
°
,且为正相序，则I1接反或I2、I3接反；调整I1方向，即θ
A
＝θ
A
+180
°
，判断I1方向改变之后的三个电流向量是否对称；若对称且θ
A
、θ
B
、θ
C
小于45
°
，说明I1反接，记为
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：数据采集，获取各三相智能电表的用电数据；S2：接线分析，结合所述用电数据，计算出各三相智能电表各相的相位角，并判断三相智能电表的接线是否正确，若接线错误，则记录错误接线方式、错接线持续时间，并计算追补电量；S3：追补电量计算，将正确接线方式和错误接线方式对应的功率比作为电量更正系数，结合三相智能电表在错接线持续时间内计量的电量，确定追补电量；S4：结果输出，将三相智能电表对应的编号、接线分析的结果、追补电量发送至集中器；S5：数据汇总，所述集中器汇总台区内所有三相智能电表的错接线方式和追补电量信息并实时上传至用电信息采集主站中。2.根据权利要求1所述的实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，其特征在于，所述S1具体为基于电力线高速载波技术，对三相智能电表进行高频实时数据采集，按规定的时间间隔保存各类用电数据，所述用电数据包括三相分别对应的相电压、相电流、功率因数、有功功率和无功功率。3.根据权利要求2所述的实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，其特征在于，所述S2具体为：S21：确定基准电压坐标系：获取相序状态字，确定电压正相序或者电压逆向序，若是正向序，则电压参考基准为Ua、Ub、Uc，若是逆相序，则电压参考基准为Ua、Uc、Ub；S22：计算各相电压电流相位角：确定有功功率P和无功功率Q正负，对功率因数求反余弦值，获得各相电压电流相位角；S23：根据相位角范围判断三相智能电表的接线方式；S24：若接线错误，则记录错误接线方式、错接线持续时间。4.根据权利要求3所述的实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，其特征在于，所述S23具体为：S231：由于接线方式未知，暂定三个电流分别为I1、I2和I3，通过步骤S21和S22得到各相电流相对于对应相电压相量的相位角关系，记为∠UaI1、∠UbI2和∠UcI3，角度数对应为θ
A
、θ
B
、θ
C
；S232：根据θ
A
、θ
B
、θ
C
计算I1和I2、I2和I3、I3和I1的角度，计算如下：∠I1I2＝|θ
A
‑
(θ
B
‑
240
°
)|、∠I2I3＝|(θ
B
‑
240
°
)
‑
(θ
C
‑
120
°
)|、∠I3I1＝|(θ
C
‑
120
°
)
‑
θ
A
|；S233：判断电流方向：正确接线时三个电流向量是对称的，三个电流向量的相位差依次120
°
；具体判断如下：情况1：若∠I1I2＝120
°
、∠I2I3＝120
°
、∠I3I1＝120
°
，且为正相序，则三相接线正确；情况2：若∠I1I2<120
°
、∠I2I3＝120
°
、∠I3I1<120
°
,且为正相序，则I1接反或I2、I3接反；调整I1方向，即θ
A
＝θ
A
+180
°
，判断I1方向改变之后的三个电流向量是否对称；若对称且θ
A
、θ
B
、θ
C
小于45
°
，说明I1反接，记为
‑
I1；若不对称或者θ
A
、θ
B
、θ
C
大于45
°
，则不改变I1方向，同时调整I2、I3方向，即θ
B
＝(θ
B
‑
240
°
)+180
°
、θ
C
＝(θ
C
‑
120
°
)+180
°
，且转换在[0，2π]内，然后判断调整I2、I3之后的三个电流方向是否对称，若对称且θ
A
、θ
B
、θ
C
小于45
°
，说明I2、I3反接，记为
‑
I2、
‑
I3；情况3：若∠I1I2＝120
°
、∠I2I3<120
°
、∠I3I1<120
°
,且为正相序，则I3接反或I1、I2接
反，按照情况2的判断方法进行推理判断，即可得到接线方式；对于除正确三相电流接线角度差和相位差外，其他情况均按照上类情况推理判断；S234：对判断方向后的三个电流I1、I2和I3重新定相：将θ
A
、θ
B
、θ
C
转换成属于[0，2π]范围内的角，并根据转换后的角度大小将θ
A
、θ
B
、θ
C
所对应的电流按顺时针方向记为Ia、Ib、Ic，再按照I1、I2、I3的顺序转换Ia、Ib、Ic对应关系和符号确定，此时错误接线方式确定。5.根据权利要求4所述的实时监测三相智能电表错误接线方式的方法，所述S3具体为：S31：计算错误接线时的功率记为P(误)，S32：计算正确接线时的功率P(正)，S33：计算更正系数K
X
＝P(正)/P(误)；S34：计算追补电量ΔA＝(K
X
‑
1)*A(误)，其中A(误)为错接线持续时间内的三相智能电表中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲浩然，
申请(专利权)人：山东华信通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：