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电量采集系统及常见异常和故障处理
内容简介：
摘 要 电量采集系统用于公司的电量经济核算，系统出现故障可能会引起电量核算的相关数据丢失，使电量核算的关口电能表数据不能读取，给电量核算带来困难。本文介绍了某燃气电厂电量采集系统的主要硬件和软件，投运初期曾经发生的异常
摘 要 电量采集系统用于公司的电量经济核算，系统出现故障可能会引起电量核算的相关数据丢失，使电量核算的关口电能表数据不能读取，给电量核算带来困难。本文介绍了某燃气电厂电量采集系统的主要硬件和软件，投运初期曾经发生的异常和故障，以及处理这些异常、故障所积累的点滴经验和分析处理方法，希望能对电力行业和其它使用电量采集系统的公司有所帮助。
关键词 电量采集系统 采集器 C3000 关口电能表 省调 地调
中图分类号：U262 文献标识码： A
福建省电力系统的关口电能表（用于电能量结算的电度表，大多为智能型的，可以累计尖、峰、平、谷等分时间段计算的电量，既有数据传输、储存和人机见面等多种功能）大多选用0.2s级的兰吉尔电能表，它能保证即使是在低负荷情况下也能满足误差要求。一般情况下，电力系统在发电公司的升压站安装0.2s级关口电能表，作为上/下网电量的交易核算用电能表，在电网公司的输配电变电站安装0.5级（或0.2级）电能表作为参考电能表，当发电公司关口电能表失电时，用电网公司的输配电变电站的关口电能表作为参考进行失电时丢失电量的追补计算。福建省电力系统的所有关口电能表都通过电量采集系统连接起来，省电网调度中心（以下简称“省调”）和各地市级电网调度中心（以下简称“地调”），都可以通过电量采集系统查看所有关口电能表的读数。为了便于故障和异常的分析处理，我先对电量采集系统进行介绍，该系统图图见图1。
图1 电量采集系统连接图
1 电量采集系统的硬件和软件
硬件包括：电量采集系统数据采集器、关口电能表、关口电能表的数据通讯防雷器、电量采集系统的网络通讯防雷器和电话通讯防雷器、通讯交换机、光电转换器、光纤、网络线、电话线、网络安全防火墙等。
电量采集系统的“防雷器”主要是为了防止“强电”信号流入通讯回路，损坏通讯回路中的“弱电”通讯设备。
电量采集系统数据采集器（以下简称“采集器”）是电量采集系统的核心硬件。
采集器的前面板有液晶屏、操作按钮、备用电源指示灯、主电源指示灯和运行指示灯。通过操作按钮可以修改采集器里的参数，查看采集器里的各种信息。从电源指示灯的消灭情况可以知道采集器由哪一个电源模块供电。运行指示灯反映采集器的工作状况，运行指示灯有规律的“频闪”，表示采集器工作正常，如果运行指示灯“常亮”或者“熄灭”，则表示采集器工作“不正常”或者已经“死机”。
采集器由两个电源模块供电。在这两个电源模块中，其中一个是交流电源模块，由不停电电源UPS供电；另一个是直流电源模块，由直流系统供电。这两个电源模块的输出电压都可以调节，其中一个电源模块的输出电压调整得稍微高一些，作为采集器的“主电源”模块，另一个电源模块的输出电压调整得稍微低一些，作为采集器的“备用电源”模块；主电源模块失电时，采集器会自动切换到备用电源模块供电。
图2 采集器网络口1连接图
采集器的网络口2经过通讯用备用交换机连接到输配电变电站、发电公司的电量采集系统服务器副站（有的变电站、发电公司不设电量采集系统服务器副站），网络方框见图3。
图3 采集器网络口2连接图
采集器的电话通讯数据接口经过一个电话通讯防雷器和电话通讯交换机相连接，再通过电话网络和省调、地调的电量采集系统服务器相连接，网络图4。
图4 采集器电话通讯数据接口连接图
十个关口电能表数据传输接口分别和现场安装的关口电能表相连接。输配电变电站、发电公司的SIS系统和其中一个关口电能表数据传输接口相连接。后面板还有一个“复位”按钮，当采集器有“报警”信号时，可以用它来复位报警信号。
采集器的主要功能：
（1） 采集关口电能表的数据和事件。采集器为每一块关口电能表设置了一个“专用”的数据寄存器，用于存放关口电能表的数据和事件，每个数据寄存器都有自己的编号。采集器按时采集关口电能表的数据和事件，并分别存放在每块关口电能表的数据寄存器里，为电量采集系统的服务器软件采集数据和生成报表作准备。
（2） 和省调、地调进行数据传输。省调和地调可以通过网络通讯的方式采集输配电变电站、发电公司的关口电能表读数。
（3） 修改关口电能表的时间。采集器按时校对现场关口电能表和采集器之间的时间，当发现关口电能表的时间和采集器的时间不一致时，采集器会对关口电能表的时间进行修改；但是这个修改也是有范围的，时差在5分钟之内，采集器可以校对关口电能表的时间，如果时差超过5分钟，那么采集器就不再修改关口电能表的时间。现场关口电能表的时间和采集器的时间不一致时，数据传输就会出现紊乱，需要人工修改关口电能表的时间，使关口电能表的时间和采集器的时间一致，使数据传输正常。
（4） 以电话通讯方式传输数据。当网络通讯出现故障和异常不能传输数据时，省调和地调可以通过电话通讯方式采集到各输配电变电站、发电公司的关口电能表读数。每个采集器配有一个专用的电话拨号号码。
电量采集系统软件包括：关口电能表软件，采集器软件，后台服务器软件―Landis+Gyr C3000电能量数据平台（以下简称“C3000”）。其中以 C3000的功能最为强大，作为本文的主要介绍对象。
采集器软件的功能：
（1） 校对采集器和关口电能表之间的时间；
（2） 接收并执行省调的时间修改命令；
（3） 采集现场关口电能表的数据和事件并发送给电量采集系统的后台服务器。
C3000分成以下9个处理软件：数据采集、数据验证、数据处理、线损查询、网络接线图、数据交换、任务管理、基本配置和系统信息。
C3000的9个处理软件既相对独立又相互配合，共同完成后台服务器的软件安装、虚拟表设置、数据采集与储存、数据报表生成与储存、电能表读数和事件查询等所有的功能。每一块现场的关口电能表到C3000后分成两块虚拟表，一块是基本电量虚拟表，用于累计关口电能表的有功电量和无功电量，一块是分费率电量虚拟表，用于累计关口电能表尖、峰、平、谷4个时间段的电量。
数据采集包括查找、采集信息、统计、表计组、通讯状态等。C3000有一个专供数据、事件查看的软件―C3000 web 发布。C3000 web 发布有专用的网址和查询界面。关口电能表的数据和事件先被采集到C3000处理软件，然后再由C3000把数据和事件转移到C3000 web 发布的查询界面里。下面介绍C3000的“手动采集”。
当急需查看关口电能表读数，而C3000 web 发布的查询界面又没有关口电能表数据时，可以通过C3000的“手动采集”功能采集关口电能表的读数。“手动采集”的具体操作步骤如下：
（1） 点击微机画面网络连接图标；
（2） 在网址处输入C3000网址―127.0.01/converge/login/.asp；
（3） 进入C3000的操作画面后点击“数据查询”；
（4） 点击数据查询子菜单的“表计组”，在弹出的对话框找到需要查看的关口电能表；
（5） 点击需要查看的关口电能表，会弹出一个画面；
（6） 点击“手动采集”；
（7） 点击“连接”，等待建立连接；
（8） 点击“读负荷曲线”，稍等片刻就能看到需要查看的关口电能表读数。
2 电量采集系统常见故障和异常的分析处理方法。
2.1 电量采集系统的采集器“死机”
现象：采集器“运行灯”常亮或者熄灭，“C3000 web 发布”的查询界面里所有关口电能表都没有数据（表格为空白），C3000手动采集失败（在连接网络时会有错误信息发出）。
处理方法：先向省调电量采集系统的值班人员报告，取得值班人员的同意后，断开采集器的交流电源模块电源和直流电源模块电源，稍等片刻合上两个电源模块的电源开关，采集器就会重新启动，并补充采集关口电能表因系统故障而丢失的数据和事件。
原因分析：
（1） 采集器的型号过于陈旧；
（2） 采集器的软件没有及时更新和升级。
这种“死机”现象采用断电重新启动的办法会使系统暂时恢复正常，但是以后还会出现，要彻底解决采集器“死机”问题，就必须使用最新型号的采集器，安装最高级别的采集器处理软件。
2.2 采集器采集不到关口电能表读数
现象：C3000 web 发布的查询界面里绝大多数关口电能表的数据都正常，只有个别关口电能表很长时间没有数据，C3000手动采集失败。现场关口电能表运行正常。
引起个别关口电能表的数据采集不到的原因有几种情况：
（1） 关口电能表的数据通讯模块损坏；
（2） 关口电能表的数据通讯防雷器损坏；
（3） 通讯线路连接不牢固；
（4） 通讯线路中间断线。
处理方法：采用排除法。
（1） 先检查各段通讯线路是否正常，要求无断线、无短路情况；
（2） 检查通讯路线的各个连接部位是否连接牢固；
（3） 更换关口电能表的数据通讯防雷器，看C3000手动采集是否正常；
（4） 更换关口电能表的数据通讯模块，看C3000手动采集是否正常。
这种故障和异常往往由关口电能表的数据通讯防雷器损坏或者关口电能表的数据通讯模块异常所引起，所以在处理的时候，检查通讯线路正常后最好同时检查或更换关口电能表的数据通讯防雷器和数据通讯模块。
2.3 C3000 web 发布的查询界面里所有关口电能表均无数据
现象：C3000 web 发布的查询界面里的报表全是空白的，而C3000里的所有关口电能表的数据都正常，C3000手动采集正常。
出现这种现象的原因只有一种，C3000的数据导出服务器-C3000 data import被删除。
处理方法：
（1） 打开微机服务器―servers查看C3000 data import服务器是否投入运行，如果没有投入运行就需要重新启动C3000 data import服务器；
（2） 查看C3000 data import服务器安装在微机的那个盘；
（3） 点击微机坐下角“开始”；
（4） 点击弹出画面中的“运行”，在“运行”对话框的“打开”栏输入“cmd”；
（5） 点击确定，在弹出的微机命令画面输入启动命令启动C3000 data import服务器； 【查字典范文网】
（6） C3000 data import服务器启动后，微机服务器―servers里会出现C3000 data import；
（7） 点击C3000 data import，在弹出的画面里点击“restart”。
C3000 data import服务器重启成功。
C3000 data import启动后，C3000的数据导出程序会重新把数据迁移到C3000 web 发布的数据查询界面里。
2.4 省调、地调采集不到发电公司、变电站的电能表数据
分别可能有以下两种情况：
（1） 省调、地调采集不到输配电变电站、发电公司的关口电能表数据，而保护、远动、DMIS等的数据通讯正常，这种情况说明只是电量采集系统的通讯异常，而其它方面的通讯是正常的。保护、远动、DMIS、电量采集系统等都是通过同一根光纤来和调度传输数据的。
处理方法是：
1 检查电量采集系统的各个通讯连接接口是否接触良好；
2 更换采集器的 “网络数据通讯防雷器”。
（2） 省调、地调和变电站、发电公司的所有通讯均中断（包括保护、电量采集系统、远动、DMIS等），这种情况说明网络通讯设备发生故障和异常，故障和异常既有可能发生在输配电变电站、发电公司的通讯设备上，也有可能发生在省调、地调的通讯设备上。
处理方法：
1 检查各通讯站点的通讯设备有无异常或者报警；
2 分别检查各通讯站点之间的通讯连接是否正常，找出通讯异常站点；
3 找出通讯异常站点的通讯异常设备并修复。
2.5 电量采集系统的其它故障和异常
（1） 省调、地调用电话通讯方式采集不到输配电变电站、发电公司的电能表读数，这种故障和异常往往是因为电话通讯防雷器异常而引起的，更换电话通讯防雷器一般都可以使系统恢复正常。
（2） 发电公司的发电量小于上网电量.这种异常现象往往由发电机出口的PT、CT有问题而引起。
处理方法是：
1 检查发电机出口PT、CT的变比是否正确；
2 检查CT、PT的一次、二次接线连接是否牢固。
如果检查发电机出口PT、CT的变比都正确，那么一般情况下，使发电机出口PT的一次、二次接线连接牢固就可以使异常消除。
电量采集系统的可靠性和关口表准确度直接关系到发供电企业和电能使用单位的经济利益，关口电能表即使出现短时的故障，也会给一方或多方造成重大的电量损失，而电量计算正确性要依赖电量采集系统服务器里面的历史数据，所以维护好关口电能表，及时消除电量采集系统的异常和工作是十分必要的。
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