电能采集基础知识
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电力计量采集知识点总结一、电力计量概述1. 电力计量的基本概念电力计量是指对电能消费进行测量、记录和统计的过程,是电能消费管理的基础。
电力计量包括工业、商业、民用等领域,是国民经济中必不可少的一部分。
2. 电力计量的重要性电力计量可以作为电能消费的依据,对电能的使用情况进行监控和分析。
同时,电力计量也是电能计费的基础,对于电力公司和用户来说都十分重要。
通过电力计量,可以更好地管理电能消费,提高能源利用效率,降低能源浪费。
3. 电力计量的发展趋势随着科技的不断进步,电力计量领域也在不断发展。
计量设备的智能化、数字化和网络化趋势日益明显,新型的电能计量装置和系统不断涌现,为电力计量的管理和运营带来了更多的便利和效益。
二、电力计量采集系统1. 电力计量采集系统的基本组成电力计量采集系统由计量终端、通信通道、数据中心等组成。
计量终端是指安装在用户端的电能计量设备,用于采集电能数据;通信通道负责将采集到的数据传输至数据中心;数据中心是对数据进行存储、统计和分析的地方。
2. 计量终端计量终端是电力计量采集系统的关键组成部分,其主要功能是采集电能数据。
计量终端的发展经历了从机械式到电子式、再到智能化的变革,新型的计量终端具有更高的精度、更强的抗干扰能力和更多的功能特性。
3. 通信通道通信通道是计量终端与数据中心之间的数据传输通道,其主要作用是将采集到的电能数据传输至数据中心。
通信通道的种类有很多,包括有线通信和无线通信,而且随着通信技术的发展,通信通道的速度和稳定性也得到了大幅提升。
4. 数据中心数据中心是电力计量采集系统的核心部分,其主要工作是对采集到的数据进行存储、管理和分析。
数据中心能够实现对电能数据的实时监控和处理,并能够生成相应的报表和分析结果,为电力管理和决策提供参考依据。
三、电力计量技术1. 电能计量技术的分类电能计量技术可以分为直接测量和间接测量两种类型。
直接测量是指通过安装在电能系统中的测量仪表直接对电能进行测量,主要用于小型用户和临时场所;间接测量是指通过对电能参数的间接测量来获得电能量,主要用于中小型用户和集中式计量。
电能计量的重要基础知识点电能计量是电力系统中非常重要的一个环节,它关系到电力供需平衡、电能质量、电能计费等诸多方面。
下面我们将介绍一些电能计量的重要基础知识点。
1. 电能计量的定义:电能计量是指通过测量电流和电压的大小和变化来确定电能的计量过程。
根据电能计量的目的和实际应用场景,可以采用不同的电能计量技术和方法。
2. 电能计量的基本原理:电能计量基于电流和电压的相乘原理。
在交流电路中,电流和电压是相互作用的,通过将电流和电压进行采样和测量,可以计算出电能的消耗或输出。
3. 电能计量的测量参数:电能计量中常用的测量参数包括电流、电压、功率和功角。
其中,电流和电压是基本的测量参数,功率表示单位时间内消耗或输出的电能,功角表示电流和电压之间的相位差。
4. 电能计量的测量装置:电能计量装置通常由电流互感器、电压互感器、电能表等组成。
电流互感器用于测量电流的大小,电压互感器用于测量电压的大小,而电能表则用于记录和显示电能的计量结果。
5. 电能计量的误差和精度:电能计量中存在一定的测量误差,主要包括仪表自身误差、变压器误差、线路损耗等。
为确保电能计量的准确性和公平性,电能仪表需要具备一定的精度和校准周期。
6. 电能计量的通信与管理:随着智能电网的发展,电能计量技术也不断更新。
现代电能计量装置常常具备远程通信和远程管理的能力,可以实现电能数据的实时传输、远程采集和监控,为电力运营和管理提供重要支持。
以上是关于电能计量的重要基础知识点的介绍。
电能计量在电力系统中具有重要作用,关系到电能的合理利用和供需平衡。
对于电力从业人员和电力用户来说,了解电能计量的基本知识是非常重要的。
选择题(每题2分,共20分;下列每题都有三个答案:其中有一个正确答案,将正确答案的题号填入括号内)1、在交流电路中(A )之间的相位差的余弦称为功率因数。
(A)相电压和相电流(B)线电压和线电流(C)线电压和相电流2、对应能满足电能表各项技术要求的最大电流叫做(C )。
(A)最大电流(B)额定电流(C)额定最大电流3、DS系列电能表是(B )电能表。
(A)三相三线无功(B)三相三线有功(C)三相四线有功4、当加在感应型电能表电压线路上的电压升高时,电能表的误差将(C )。
(A)向正方向变化(B)不变(C)向负向变化5、三相四线有功电能表正确计量的功率表达式为(C)。
(A)√3IΦUΦCOSФ(B)3ILULCOSФ(C)3IΦUΦCOSФ6、感应式电能表的驱动力矩是电压元件和电流元件产生的,电压元件的功率消耗要比电流元件(B )。
(A)、小(B)、大(C)因表而异7、DD862-4型单相电能表的电流规格为5(20)A,当此电能表工作在20A时,电能表(C )。
(A)能长期工作但不能保证准确度(B)能保证准确度但不能长期工作(C)能长期工作且保证准确度8、电流互感器的二次电流和一次电流的关系是(A )。
(A)随着一次电流的大小而变化(B)随着二次电流的大小而变化(C)保持恒定不变9、电流互感器和电压互感器与电能表配合使用时其正确极性应是(B )。
(A)加极性(B)减极性(C)加极性或减极性均可10、用电计量装置是计费电能表(有功、无功电能表及最大需量表)和(C )及二次连接导线组成的。
(A)电压互感器(B)电流互感器(C)电压、电流互感器二、判断题(每题2分,共30分;判断下列描述是否正确,对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”)1、电能表的准确度等级为2.0级,这说明它的基本误差不大于±2.0% (√ )。
2、运行中V类双宝石电能表的轮换周期为5年(×)。
3、电流互感器一次电流侧电流在正常运行时,应尽量在额定电流的2/3左右。
一、安装式电能表出厂检验项目:(JJG 596-1999)A 、工频耐压试验B 、直观检查和通电检查C 、启动、潜动试验D 、校核记度器示数E 、确定电能测量基本误差F 、确定电能测量标准偏差估计值G 、确定日计时误差和时段投切误差H 、确定需量误差I 、确定需量周期误差二、电能表基本功能及扩展功能介绍(以FX 系列多功能表为例)1 电能计量功能(该功能参数详见附录C 的10.~25.04项)电能测量四象限的定义:测量平面的横轴表示电压向量U (固定在横轴),瞬时的电流向量用来表示当前电能的输送,并相对于电压相量U 具有相位角Φ。
逆时针方向Φ角为正。
四象限的示意图如图1所示:A —有功电能;R —无功电能;R L —感性无功电能;R C —容性无功电能 图1 电能测量四象限定义 注:此图与国标表示的方式不同,但内容是相同的。
注1:正向有功电能的计量方法取决于87.40项(“有功电能计量方式选择”)的内容。
当87.40为 =00时正向有功电能 = 正向有功 (实际)=01时正向有功电能 = 正向有功(实际) +反向有功(实际)输入有功(+A )输出有功(-A )注2:正向无功电能的计量方法取决于87.50项(“无功电能计量方式选择”)的内容。
当87.50为 =00时(国标)正向无功电能 = I象限无功 +II象限无功=01时(用户表)正向无功电能 = I象限无功 +IV象限无功=02时(电厂表)正向无功电能 = III象限无功 -II象限无功注3:反向无功电能的计量方法取决于87.50项(“无功电能计量方式选择”)的内容。
当87.50为 =00时(国标)反向无功电能 = III象限无功 +IV象限无功=01时(用户表)反向无功电能 = II象限无功 +III象限无功=02时(电厂表)反向无功电能 = I象限无功 +IV象限无功注4:当87.50为02方式时,正向无功可能为负数,电表将显示负号“-”,此负号只显示不通讯。
电能计量知识基础目录1. 电能计量基础概述 (2)1.1 电能计量的重要性 (3)1.2 电能计量的发展历程 (4)1.3 电能计量的目的和作用 (6)2. 电能计量原理 (6)2.1 电能的定义和单位 (7)2.2 电能计量的基本原理 (9)2.3 电能计量系统的组成 (10)2.4 电能计量器件与技术 (11)3. 电能计量设备 (13)3.1 电能表的分类与选择 (14)3.2 智能电能表的特点与发展 (16)3.3 电能计量设备的安装与调试 (17)3.4 电能计量设备的检测与校验 (18)4. 电能计量标准与规程 (20)4.1 电能计量标准的定义与应用 (21)4.2 国际电能计量标准 (22)4.3 国家电能计量规程 (24)4.4 电能计量设备的技术要求 (25)5. 电能计量系统的设计与运行 (26)5.1 电能计量系统设计原则 (27)5.2 电能计量系统的配置与优化 (29)5.3 电能计量系统的运行与维护 (31)5.4 电能计量系统的故障处理 (32)6. 电能计量数据分析与应用 (33)6.1 电能计量数据的收集与存储 (35)6.2 电能计量数据分析的方法 (36)6.3 电能计量数据的应用案例 (37)6.4 电能计量决策支持系统 (39)7. 电能计量法律与规范 (39)7.1 电能计量的法律法规框架 (41)7.2 电能计量违规行为与处罚 (42)7.3 电能计量国际合作与交流 (43)7.4 电能计量的未来发展趋势 (45)1. 电能计量基础概述电能计量是指通过电动机、电热器、非线性负载等电工设备在单位时间内消耗并转换成其他形式的电量计量。
它不仅体现了电能供应与分配的效率、公平性以及可控性,而且也是电力企业和用户之间交易电能的基本手段。
电能计量的核心是电能表,这是一种通过集成感应线圈、永磁体及机械计数器等元件构成的仪器。
当电流通过电能表中的线圈时,线圈产生的磁场会引起表盘内部磁链变化,因此会激励机械指示器产生旋转动作,通过传动齿轮将转速放大并最终驱动计数器进行累计。
电能计量的基础知识1、什么是计量检定?答:计量检定是指为评定计量器具的计量性能,确定其是否合格所进行的全部工作。
如电能表的检定就是对电能表是否合格作出鉴定,是利用标准仪表(标准电能表)确定电能表的准确度等级。
2、我国强制检定的计量标准器具有哪些?答:社会公用的计量标准器具和部门、企事业单位使用的量值计量标准器具。
3、电力部门电测计量专业列入强制检定工作计量器具目录的常用工作计量器具有哪些?答:有电能表、测量互感器和绝缘电阻、接地电阻测量仪等。
4、计量授权的形式有哪些?答:计量行政部门可以根据需要,采取以下四种形式授权其他单位的计量检定机构和技术机构,在规定的范围内执行强制检定和其他检定、测试任务:(1)授权专业性或区域性计量检定机构,作为法定计量检定机构;(2)授权有关技术机构建立社会公用计量标准;(3)授权某一部门或某一单位的计量检定机构,对其内部使用的强制检定的计量器具执行强制检定;(4)授权有关技术机构,承担法律规定的其他检定、测试任务。
电力部门目前所开展的各项电能计量器具强制检定则是以上述第三种形式进行授权的。
5、供电企业受理哪些类别表计校验?答:根据国务院批准的《水利电力部门电测、热工计量仪表和装置检定管理的规定》,电力部门管理的用于结算、收费的电能计量器具,由电力部门计量检定机构执行强制检定。
换句话说就是供电企业的计量检定机构只能对供电企业直供客户电能表、互感器进行检定,而客户内部使用的电能表、互感器不属供电企业受理检定的范围。
6、电能计费表计装设后,客户应承担怎样的责任?答:根据《供电营业规则》有关规定,电能计费表计装设后,客户应承担如下责任:(1)电能计费表计装设后,应妥为保护;(2)不应在表前堆放影响抄表或计量准确及安全的物品(如:易燃、易爆危险品及具有腐蚀性的物品等);(3)不得开启计量柜、箱及表计封印;(4)发生计费电能表丢失、损坏或过负荷烧坏等情况,应及时告知供电企业;如因供电企业责任或不可抗力致使计费电能表出现或发生故障的,供电企业应负责换表,不收费用;其他原因引起的,应负担赔偿费或修理费。
电能采集基础知识集中式设计方案概述本设计方案按照省、市公司大集中的模式进行设计,按“一个平台、两级应用”的原则在省(直辖市)公司建设全省(直辖市)统一的电能信息采集与管理系统数据平台,各地市公司以工作站的方式接入系统。
逻辑结构逻辑结构说明:1)集中式电能信息采集与管理系统在逻辑方面分为采集层、通信层以及主站层三个层次。
其中主站层又分为前置采集、集中式电能信息采集与管理系统数据平台、省(直辖市)系统应用以及地市(供电局)系统应用几大部分。
在电能采集基础知识全省(直辖市)范围内建设一套系统主站,同时为省(直辖市)和地区供电局两级提供系统应用服务,并统一与营销内部系统和营销外部系统进行接口。
营销内部系统指SG186电力营销业务应用或现有营销信息管理系统,除此之外的系统称之为营销外部系统。
2)集中式电能信息采集与管理系统统一实现购电侧、供电侧、售电侧三个环节电能信息数据的采集与处理,构建完善的电能数据采集与管理数据平台。
3)集中式电能信息采集与管理系统统一接入系统主站与现场终端的所有通信信道(对于230MHz等专网信道还需进行组网设计和建设),并集中管理系统所有终端。
物理结构物理结构说明:电能信息采集与管理系统物理结构由采集对象、通信信道、系统主站等三部- 2 -电能采集基础知识分组成,其中系统主站部分建议单独组网,与营销内部系统和营销外部系统以及公网信道采用防火墙进行安全隔离。
采集对象指安装在现场的采集终端及计量设备,主要包括厂站采集终端、专变采集终端、公变采集终端、低压集中抄表终端以及电能表计。
通信信道是指系统主站与采集终端的通信信道,主要包括GPRS、CDMA1X、230MHz专用无线、PSTN、ADSL以及光纤专网等。
集中式电能信息采集与管理系统在省(直辖市)公司侧建设一套主站,各地市公司(供电局)不单独建设主站,各地市公司(供电局)工作站通过电力公司内部专用的远程通信网络接入省(直辖市)公司主站。
主站网络的物理结构主要由数据服务器、磁盘阵列、应用服务器、前置服务器、WEB服务器、接口服务器、备份服务器、磁带库、省(直辖市)公司和地市公司(供电局)工作站以及相关的网络设备组成,详细的设备说明和配置在硬件设计及典型配置章节中进行说明。
软件架构- 3 -电能采集基础知识- 4 - 数据层数据层实现海量信息的存储、访问,数据层一般通过大型关系数据库实现。
支撑层支撑层提供全局通用的消息、安全、通信等组件支持,并实现本系统专用的业务服务子层,为应用层提供通用技术支撑,保证:1)可靠高效的通信能力,满足应用需要的并发访问要求;2)统一的安全管理;3)标准的消息机制,满足组件间的可靠交互;4)易于扩展的接口支持。
应用层应用层实现具体业务逻辑,是本系统的核心层,根据系统的应用特点,应用层可分为采集子层与业务子层。
采集子层以各种通信方式接入各种类型终端设备,执行业务子层召测任务和控制命令,直接与远程设备通讯,负责读取、设置终端参数,采集终端数据,电能采集基础知识并对数据进行解析、处理,监视通信质量,管理通信资源。
业务子层利用支撑层提供的技术手段,实现电能信息采集与管理系统的业务功能,涵盖系统必须的基本功能和扩展功能,具体阐述见后续相关章节。
应用层应实现与其它系统的接口。
表现层作为统一的采集平台,电能信息采集及管理系统在提供统一的数据存储、业务应用、操作规范的同时,根据专变采集、公变采集、厂站采集、低压集抄等不同业务领域的需求,提供不同的表现层:1)功能丰富、操作专业的Windows Form 客户端;2)免维护,易于操作的Web Form 客户端。
功能结构- 5 -电能采集基础知识应用功能- 6 -电能采集基础知识软件部署视系统规模和功能不同,软件中各组件应部署在相应的物理实体上。
数据层组件部署在数据库服务器上。
数据库存储根据系统规模可选择磁盘阵- 7 -电能采集基础知识列或普通存储介质。
采集子层组件部署在前置服务器上。
根据系统规模不一,前置服务器可从单机到集群不等。
支撑层和业务功能子层一般部署在应用服务器上。
为保证应用服务器的并发处理能力,提高可靠性,应用服务器在逻辑上采用分布式设计,将任务平均分配到多个逻辑服务器上。
随着客户端的增加,任务量的增大,实际部署中可采用应用服务器集群共同完成对外服务。
接口组件一般部署在接口服务器上。
对于较小规模的系统,也可部署在应用服务器上。
分布式设计方案概述分布式设计方案按照分级管理的要求,从上而下分为一级主站和二级主站两个层次。
一级主站建设整个系统的数据应用平台,侧重于整体汇总管理分析;二级主站建设各自区域内的电能信息采集平台,实现实际的数据采集和控制运行。
分布式的电能信息采集与管理系统对应于管理上的分层管理模式,例如各网省公司的省市两级管理模式,在省公司部署一级主站,地(市)公司部署二级主站,构成“以省公司为核心,以地市为实体”的全省电能信息采集与管理系统。
在实际应用中分层管理的直辖市(市、区两级)也可采用本设计方案。
逻辑结构- 8 -电能采集基础知识物理结构- 9 -电能采集基础知识一级系统物理结构- 10 -电能采集基础知识二级系统物理结构软件架构电能采集基础知识功能结构应用功能一级主站应用功能电能采集基础知识二级主站应用功能电能采集基础知识软件部署用户类型电能采集基础知识大型专变用户(A 类)用电容量在100kV A 及以上的专变用户。
中小型专变用户(B 类):用电容量在100kV A 以下的专变用户。
三相一般工商业用户(C 类)包括低压商业、小动力、办公等用电性质的非居民三相用电。
单相一般工商业用户(D 类)包括低压商业、小动力、办公等用电性质的非居民单相用电。
居民用户(E 类)用电性质为居民的用户。
公用配变考核计量点(F 类)即公用配变上的用于内部考核的计量点。
其它关口计量点的采集数据项、采集间隔、采集方式可参照执行。
采集终端采集终端分类电能信息采集终端设备按应用场合分为厂站采集终端、专变采集终端、公变采集终端、低压集中抄表终端(包括低压集中器、低压采集器)。
按功能分为有控制功能和无控制功能两大类终端。
按通信信道分为230 MHz专用无线网、无线公网(GSM/GPRS、CDMA等)、电力线载波、有线网络、公共交换电话网以及其它信道几类终端。
厂站采集终端电能采集基础知识厂站采集终端是应用在发电厂和变电站的电能信息采集终端,可以实现电能表信息的采集存储和电能表运行工况监测,以及供受电能量、母线平衡等统计管理,并对采集的信息进行管理和传输。
根据不同的需求,厂站采集终端可分为机架式厂站采集终端和壁挂式厂站采集终端。
厂站采集终端通过本地RS485、RS232、RS422、CS(电流环)或脉冲等方式与采集点监控设备(电表)进行通讯,采集、存储并处理采集点监测设备的电能量、运行状态等各项数据;通过PSTN、工业以太网、光纤、宽带等有线网络或者GPRS/CDMA、微波等无线网络上传数据给主站。
专变采集终端专变采集终端是专变用户电能信息采集终端,实现对专变用户的电能信息采集,包括电能表数据抄读、电能计量设备工况和供电电能质量监测,以及客户用电负荷和电能量的监控,并对采集数据进行管理和传输。
专变采集终端一般适用于专变用户的用电现场的电能信息采集和现场用电管理,采集、存储并处理采集点的电能信息、运行状态等各项数据,并下发各种用电管理指令,并且通过本地RS485或脉冲等方式与用户用电监控设备进行通讯。
它通过230MHz、GPRS/CDMA等无线通道上传数据给主站或接收主站数据。
专变采集终端可分为控制型专变采集终端和非控制型专变采集终端两类。
公变采集终端公变采集终端是公用配电变压器综合监测终端,实现公变侧电能信息采集,包括电能量数据采集,配电变压器和开关运行状态监测,供电电能质量监测,电能采集基础知识并对采集的数据实现管理和远程传输。
同时还可以集成计量、台区电压考核等功能。
公变采集终端一般适用于公用配电变压器侧的电能信息采集和设备监测。
其通过本地RS485方式与公变台区总表进行通讯,采集、存储并处理电能表的电能量、运行状态等各项数据,同时根据各地不同的实际情况需要,公变采集终端要能因地制宜地实现与交流采样装置、低压集中器等智能设备的通信,满足功能扩展的要求。
公变采集终端通过GPRS/CDMA等无线通道上传数据给主站或接收主站数据。
公变采集终端是否带自动无功补偿控制功能和兼具低压集抄集中器功能,在实际应用中根据具体情况确定。
低压集中抄表终端低压集中抄表终端包括低压集中器和低压采集器两种设备。
低压集中器是一个配电区域电能信息采集和控制的设备。
它通过信道对其管辖的低压采集器和各类电能表的信息进行采集、处理、存储和控制,并通过远程信道与主站交换数据。
它具有与手持设备交换数据的能力,以下简称为集中器。
低压采集器是用于采集和处理多个客户电能表电能信息,并通过信道与集中器交换数据的设备,以下简称为采集器。
采集器的基本功能是实现集中器对电能表数据的抄收。
安装设计要求电能信息采集终端的安装在遵循《计量装置典型设计》中的相关要求外,根电能采集基础知识据各类型终端的安装实际情况和使用范围,还需要考虑以下安装设计要求:●厂站采集终端安装在发电厂或者变电站内,普遍上本地通信采取485通信方式,远程通信采取光纤、PSTN等有线通信方式,485通信线要求有有效的屏蔽层,并采取总线方式来接入电表;厂站采集终端在安装时一般要求有专门的配套屏柜来安放,特别是机架式厂站采集终端,必须考虑专门的配套屏柜。
●无线专网和无线公网的专变采集终端、公变采集终端以及低压集中器,在安装时要着重考虑无线远程通信信号弱小的问题,如果无线信号强度达不到正常通信的要求,安装设计时要考虑增加安装外置天线来增强信号,对无线公网来说,有条件的话可以要求提供无线通信的运营商来增强无线基站的通信覆盖面和覆盖强度。
对于增加或者延长接收无线信号的天线的情况,天线的选择和安装也需要注意考虑各项因素,对于公变,外置天线尽量选择螺杆式天线,并且有条件的话,天线底座固定在计量箱中为好;天线长度选择一般不要超过10m,超过10m的外置天线,需要增加中继信号放大器,不然,信号衰减较严重,达不到信号强度要求。
●在沿海等特殊地带,专变、公变采集终端和低压集中器、采集器的安装要考虑防尘、防盐等因素。
采集数据类型●电能量数据:总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量;电能采集基础知识●交流模拟量:电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数;●电能质量越限统计数据:电压、电流、功率、功率因数、谐波等越限统计数据;●工况情况:采集终端及计量设备的工况信息;●事件记录数据:终端和电能表记录的事件记录数据;●其他数据:费控信息等。