李杰
国网新疆电力公司阿勒泰供电公司 新疆省 阿勒泰市 836500
【摘要】电能表主要用来实现对电网电能量数据的远程自动采集、存储、传送和统计、计费等功能，是电网经济运行、科学调度和考核结算的基础。如果对电能表的故障问题管理不善，将在经济效益、调度决策等方面带来不良后果。因此，对电能表故障的分析处理具有很大的现实需要。本文基于大数据背景下，利用大数据对智能电能表故障进行分析。
【关键字】大数据；智能电能表；故障分析
0.引言
电能表主要用来实现对电网电能量数据的远程自动采集、存储、传送和统计、计费等功能，电能表故障处理可以分为前期和后期两个阶段，前期包括故障监控、预警、诊断，后期是故障解除、补救。电力系统的实时性和重要性，使得故障分析的及时性和可靠性尤为重要，故障分析得越合理、越准确，越能降低故障带来的经济损失；同时，故障分析结果也可以起到一定的预警作用，从而及时排除隐患，在一定程度上避免故障的发生。因此，故障分析是电能表故障处理的重点内容之一。
1.基于大数据的智能电能表故障分析的应用意义
智能电能表是以微处理器应用和网络通信技术为核心的智能化仪表，具有自动计量、测量、数据处理、双向通信和功能扩展等能力，能够实现双向计量、远程、本地通信、实时数据交互、多种电价计费、远程断供电、电能质量监测、数据抄读、与用户互动等功能。智能电能表的功能强大，大大提高了工作的效率，提高了电能计量的准确度。智能电能表作为新兴高效的产物，在国家电网改造中得到了广泛的推广和应用，极大地提高了电网的使用效率，为供电公司和用电用户提供了良好的体验，智能电能表在国家电网中的应用具有重大的意义。尽管智能电能表的功能强大，但不可否认的是现实生活中也存在着因智能电能表计量故障的发生而对用户和供电公司造成损失的案例发生。例如，智能电能表的数据读数异常，给电力公司或者用户带来经济损失。除此之外，还有一些其他故障，给电力公司的工作带来了麻烦，让用户的使用体验大打折扣。为了减少因智能电能表计量故障所带来的工作作业量，提高用户的体验感受，避免各方面的损失，电力公司有必要对智能电能表的计量故障进行分析，从而采取相应的措施。
1.1通过对智能电能表故障数据分析，为故障的快速准确诊断提供参考，进一步提高故障的运行可靠性，减少现场人员的往返次数，提高工作效率，加快故障修复速度，尽快消除影响。
1.2通过对智能电能表故障数据分析，挖掘故障发生的原因和影响因素，为故障的预防提供参考，进而达到减少故障发生、提高供电服务质量、减少电力运用成本、提升用户满意度的目的。
2.数据挖掘在智能电能表故障分析中的应用
智能电表装置故障的形式虽然多种多样，但最终都会反映到采到的电压和电流上。因此，可主要根据采到的电压和电流数据对电能智能电表装置运行故障及疑似用电故障进行分析。本文针对目前广泛应用的用电信息采集系统进行深化应用，运用实例对出现的几种智能电表故障通过用电信息采集系统的数据进行分析，实现了智能电表故障的早发现、早处理，为追补电量提供了依据。
2.1分层逐项排查法
（1）首先查看10kV线路线损统计表，根据损失率查看高于理论损失率的线路，实有台区数量与已采台区数量是否一致，如果不一致，说明有的台区电量没有采集成功，导致线损率故障，这时可以手动补抄完成数据，然后再查看线路线损统计表。如果实有台区已全部采集成功，而线损还是出现故障，那么就可以查看本条线路的所有公变和专变用户，可从以下几种情况进行分析。
（2）查看专公变电能表计数据冻结是否正确，因为有的电能表实现了采集，但是数据冻结的并非冻结点的数据，这样就出现了电量故障，导致线损率故障，这种情况并不是电能表智能电表故障。
（3）查看变电站线路关口电能表电量冻结是否正常，若关口表数据冻结故障，也会导致线路损失率故障。
（4）如果上面两种情况正常，那么可以判断本线路的公变、专变电量确有故障，这时可以通过和前几日的电量进行比对，查找出电量变化较大的公变和专变用户，进行针对性的查找。
（5）针对公用配变台区，还可以利用低压集抄数据进行判断，若台区线损率为负数，则可判断该公用配变智能电表装置有故障。
（6）根据上述排查结果进一步分析，从统计查询——电压电流曲线数据模块，查询用户每15分钟的电压、电流数值，查看是否有失压、失流现象，通过这个查询，会发现电能表电压线熔断，电流开路的故障现象，因有明确的时间点，有利于追补电量的确定。
分析实例：有一高供低计用户，V相电压失压为45V，经过现场查看，用户在施工过程中，造成电能表二次电压线松动，导致V相电压失压，因为电压线并未脱落，在现场很难发现，通过上面的分析，利用用电采集系统中采集的数据在较快时间进行了电量追补。
2.2通过电能质量数据分析查找错误接线
用对用电采集系统检查新装、改造过的电能智能电表装置的运行情况，及时发现接线错误。在统计查询——曲线数据报表模块中，除查询电能表的分相电压、电流外，还可以查询到分相有功功率、分相功率因数，利用这些小时冻结数据，经过统计分析，初步判断电能表接线情况。
分析实例：有一公用配变台区，在进行台区线路改造后，发现本条10kV线路线损明显偏高，经过上面的分析，最后发现该台区电量故障。用电信息采集的数据在不同时刻采集的数据如下三种情况：
第一种情况数据为Uu=230V，UV=228V，Uw=231V,Iu=0.8A，Iv=0.73A，Iw=0.73A，cosφu=0.99,cosφv=0.5,cosφw=0.5
第二种情况数据为Uu=230V，Uv=228V，Uw=231V,Iu=1.2A，Iv=-1.1A,Iw=1.1A,cosφu=0.5,cosφv=-0.57,cosφw=0.9
第三种情况数据Uu=230V,Uv=228V,Uw=231V,Iu=1.8A，Iv=1.85A,Iw=-1.85A,cosφu=0.99,cosφv=0.98,cosφw=-0.34
从以上在不同时刻出现的三种情况，可以分析到U相电压、电流及功率因数符合正常接线，而在三种时段V、W相出现了三种不同的数据，Iv、Iw在三种情况虽然符号有时不相同，但是数值是完全相同的，符号不同说明电流与电压之间的相位角不同，从这里可以初步判断V、W相并不简单的电流线接反而造成的电流出现负值，V、W相电流应该是同一个值，这两相电流线串接的可能性非常大，由于从互感器到电能表之间是用10芯电缆，电缆线标注的数定6和9因看的方向不同，极易混淆。这种情况就会出现V相、W相电流互感器的K2接反，也就是电缆标注的6号线与9号线接反。经过分析后，工作人员到现场有针对性的进行检查，发现接线错误类型与判断的相同。
根据相量图，P总’＝Pu’+Pv’+Pw’=UuIucosφu+UvIvwcos(60+φ)+UwIvwcos(60-φ)=2UIcosφ,更正系统K＝3/2,抄见电量为W’,则应追补电量△W＝（K-1）W’,实际用电量W＝△W+W’=3/2W’
3.结束语
综上所述，虽然智能电能表自身有许多优势，并凭借这些优势在当今的电力行业得到了广泛应用。但是，由于社会用电需求的增加，使得智能电能表在运行过程中时常发生各类故障，我们要学会利用大数据对智能电能表故障进行分析。为了保证智能电能表的使用寿命和运行效率，应该找出故障原因，并及时排除故障，从而使人们的日常用电得到保障。
参考文献：
[1]祝宇楠，徐晴，刘建，等.数据挖掘在智能电能表故障分析中的应用[J].江苏电机工程，2016，35（5）：19~23.