一种在线监测装置、系统以及应用于该装置的监测方法与流程

1.本申请涉及电力网络技术领域，尤其涉及一种在线监测装置、系统以及应用于该装置的监测方法。


背景技术：

2.目前，没有办法知道大中型企业配电线路现场的电表（一般为三相四线电能表）是否准确，一般情况下，需要用现场校验仪，来校验现场的电表有没有发生问题。
3.然而，实际情况下，校验仪体积大，不便于部署，在检测完之后，也不好拆卸，实际使用时操作较为不便，且不能长期监测。如果不能定期监测，电表存在因意外因素发生计量不准，从而造成额外收费的情况。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有监测现场电表不方便的缺陷。


技术实现要素：

5.为了方便检测电表，以及提高电表检测的准确度，本申请提供一种在线监测装置、系统以及应用于该装置的监测方法。
6.第一方面，本申请提供一种在线监测装置，采用如下的技术方案：一种在线监测装置，包括，监测终端以及与三相四线电能表电连接并与监测终端通讯连接的扰动设备，还包括采集终端，所述采集终端与监测终端通讯连接，其中，扰动设备包括扰动负载，所述扰动负载串联在用户端可控负载的回路中，所述扰动设备能够将扰动负载所带来的扰动用电量
△
y发送至监测终端，监测终端包括，抄表模块，用于抄录三相四线电能表所计量的用户端的总用电量x；计量模块，与三相四线电能表的电压输入端以及电流输出端电连接，用于采集用户端可控负载的实际用电量x1；计算模块，用于计算实际用电量x1与扰动用电量
△
y的总消耗量，设定总消耗量为y；存储模块，用于存储实际用电量x1、总用电量x、总消耗量y以及扰动用电量
△
y的数据；本地通信模块，用于实现抄表模块、扰动设备与三相四线电能表之间的本地通信；远程通信模块，用于将实际用电量x1、总用电量x、总消耗量y以及扰动用电量
△
y的数据上传至采集终端；采集终端，所述采集终端用于获取实际用电量x1、总用电量x、总消耗量y以及扰动用电量
△
y的数据，所述采集终端包括一级判定模块与二级判定模块，所述一级判定模块通过比较实际用电量x1与总用电量x的数值大小初步判定三相四线电能表是否计量准确，所述二级判定模块通过比较总消耗量y以及总用电量x的大小判定三相四线电能表是否计量准确。
7.通过采用上述技术方案，在实际情况下，仅通过采集终端便能获取到实际用电量x1与总用电量x的大小，针对此，通过比较两者的大小，便能清楚的知道三相四线电能表是否计量准确，因为当两者不相等时，则证明三相四线电能表计量不准，则可能存在窃电的情况。具体原因为，当窃电者在电流输出端引出额外用电线时，总用电量x会计量这部分的用电数据，而实际用电量x1无法计量到这部分数据；若是没有发生窃电或者计量准确的情况下，实际用电量x1就是总用电量x。扰动设备的存在，能够进一步判断三相四线电能表是否计量准确，具体的，当总消耗量y不等于总用电量x加上扰动用电量
△
y时，则三相四线电能表计量是不准确的。具体原因与上一段解释相同。
8.通过远程实时监控的方式，能够有效降低人力、物力成本，实际上，现有校验仪体积大，不便部署，部署好后，拆卸也比较麻烦，而采用本申请的监测方式，能够轻松检测到三相四线电能表是否计量准确，从而能简化监测手续，提高监测效率，同时，也便于现场部署。另外，该在线监测装置应用在用电量大的用户端，其效果越好，因为能够有效节省成本，及时发现窃电的情况。
9.第二方面，本申请提供一种在线线损监测方法，采用如下的技术方案：一种在线监测方法，包括获取用户端可控负载的实际用电量x1，并输出实际用电量x1信息至采集终端；抄录三相四线电能表所计量的用户端的总用电量x，并输出总用电量x信息至采集终端；获取用户端可控负载的实际用电量x1，并输出实际用电量x1信息至采集终端；采集终端通过比较实际用电量x1与总用电量x的数值大小以判定三相四线电能表的计量是否准确；获取加入扰动负载后所带来的扰动用电量
△
y，并输出扰动用电量
△
y至采集终端；计算实际用电量x1与扰动用电量
△
y的总消耗量y，并使总消耗量y与总用电量x数据信息发送至采集终端；采集终端通过比较总消耗量y与总用电量x的大小以判定三相四线电能表的计量是否准确。
10.通过采用上述技术方案，通过第一比较信号与第二比较信号的存在，能够方便远程监测到三相四线电能表的计量是否准确，从而能提高监测效率，降低发生窃电的风险，同时，通过扰动用电量y的加入，能够进一步提高排查效率，找出故障的三相四线电能表。
11.优选的，所述实际用电量x1与总用电量x设定是在预先设定的时间段内进行计量的。
12.通过采用上述技术方案，若预先设定的时间段为24小时，则通过获取24小时内的实际用电量x1与总用电量x，能达到更好的监测效果，因为在较短时间内，存在因电压波动较大，导致电表计量的数据不准确的情况。
13.可选的，加入的扰动负载用于改变三相四线电能表中采集的用户端可控负载的电流相位角大小。
14.通过采用上述技术方案，通过改变电流相位角大小，便能间接改变三相四线电能表计量的总用电量x，具体的，可以在三相四线电能表其中一相的出线端串联电容，电容的
加入，相当于施加了容性负载，此时，该端的电流相位角发生变化。当没有发生窃电，即三相四线电能表计量准确时，此时三相四线电能表的总用电量x应该与总消耗量为y相等。通过此方式，便能很轻松的判断出三相四线电能表是否计量准确，同时，当两者不相等时，还能间接判断出该表发生窃电的情况。
15.可选的，加入的扰动负载用于改变三相四线电能表中采集的用户端可控负载的电流大小。
16.通过采用上述技术方案，通过改变电流的大小，也能间接改变三相四线电能表计量的总用电量x，具体的，可以在三相四线电能表其中一相的出线端串联电阻，电阻的加入，相当于施加了耗电负载，此时，该端的电流发生变化。当没有发生窃电，即三相四线电能表计量准确时，此时三相四线电能表的总用电量x应该与总消耗量为y相等。通过此方式，便能很轻松的判断出三相四线电能表是否计量准确，同时，当两者不相等时，还能间接判断出该表发生窃电的情况。
17.第三方面，本申请提供一种表箱，采用如下的技术方案：一种表箱，包括在线监测装置，所述在线监测装置与三相四线电能表相耦接，所述三相四线电能表安装在表箱内，每一个三相四线电能表的旁侧均配套安装有在线监测装置。
18.通过采用上述技术方案，当需要监测三相四线电能表时，能够直接通过监测装置了解到三相四线电能表是否准确，与此同时，三相四线电能表与监测终端均安装在表箱内的方式，能够方便安装，且能够达到长期监测，实时监测的目的，对比现有技术中，需要额外采用校验仪来判定三相四线电能表是否准确的方式，此监测方式简单有效，且成本低廉，方便使用。
19.第四方面，本申请提供一种在线监测系统，采用如下的技术方案：一种在线监测系统，包括在线监测装置，还包括安装在总线路上的总表，所述总表记录有分发到各个分支线路前的总能量，所述总表与所有分支线路上的采集终端通讯连接，能够获取各个分支线路上用户所消耗的电能。
20.通过采用上述技术方案，通过比较分发到各个分支线路前的总能量与各个分支线路上用户所消耗的电能的大小，能够计算出线损率，针对此，能够在线损率超出范围时，及时进行排除，降低窃电的风险。
21.可选的，一种在线监测系统还包括，设定总表分发到各个分支线路前的总能量为e，各个分支线路上用户所消耗的电能为w，则当线损率q=|(e
‑
w)/2|处于1%至3%时，分支线路上的线损率处于合理范围内，反之，线路损耗用电量异常。
22.通过采用上述技术方案，通过线损率的计算，能够很方便的了解到线路损耗是否发生异常，其次，一旦发生异常，通过监测终端的排除，也能快速找到故障的那一台三相四线电能表，从而能有效提高排查效率。
23.综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过采集终端便能获取到实际用电量x1与总用电量x的大小，针对此，通过比较两者的大小，便能清楚的知道三相四线电能表是否计量准确，因为当两者不相等时，则证明三相四线电能表计量不准，则可能存在窃电的情况。扰动设备的存在，能够进一步判断三相四线电能表是否计量准确，具体的，当总消耗量y不等于总用电量x加上扰动用电量
△
y时，
则三相四线电能表计量必定是不准确的。
24.2.通过远程实时监控的方式，能够有效降低人力、物力成本，实际上，现有校验仪体积大，不便部署，部署好后，拆卸也比较麻烦，而采用本申请的监测方式，能够轻松检测到三相四线电能表是否计量准确，从而能简化监测手续，提高监测效率，同时，也便于现场部署。另外，该在线监测装置应用在用电量大的用户端，其效果越好，因为能够有效节省成本，及时发生窃电的情况。
附图说明
25.图1是本申请其中一个实施例的在线监测装置的整体模块示意图；图2是本申请其中一个实施例的监测终端所包含的模块示意图；图3是本申请其中一个实施例的三相四线电能表的三相进线出线图；图4是本申请其中一个实施例的三相四线电能表c相电流出线端被引出用电线的示意图；图5是本申请其中一个实施例的监测终端将所测量的相关数据发送到采集终端的示意图；图6是本申请其中一个实施例的三相四线电能表a相电流出线端被短路的示意图；图7是本申请其中一个实施例的三相四线电能表a相电流出线端被接入扰动负载的示意图；图8是本申请其中一个实施例的在线监测方法的流程示意图；图9是本申请其中一个实施例的总表以及表箱的位置示意图。
26.附图标记：1、监测终端；11、抄表模块；12、计量模块；13、计算模块；14、存储模块；15、本地通信模块；16、远程通信模块；2、扰动设备；21、扰动负载；3、采集终端；4、表箱；5、总表；6、用户端可控负载；7、三相四线电能表。
具体实施方式
27.以下结合附图1
‑
9对本申请作进一步详细说明。
28.本申请实施例公开一种在线监测装置，用于实时远程监测三相四线电能表7的计量是否准确。
29.实施例1参照图1，在线监测装置包括监测终端1、扰动设备2以及采集终端3，其中，扰动设备2与三相四线电能表7电连接并与监测终端1通讯连接，采集终端3与监测终端1通讯连接。其中，扰动设备2包括扰动负载21，扰动负载21串联在用户端可控负载6的回路中，扰动设备2能够将扰动负载21所带来的扰动用电量
△
y发送至监测终端1。
30.参照图2，监测终端1包括抄表模块11、计量模块12、控制器、、本地通信模块15以及远程通信模块16，抄表模块11与三相四线电能表7电连接，用于抄录三相四线电能表7所计量的用户端的总用电量x。控制器包括计算模块13与存储模块14，抄表模块11通过本地通信模块15与三相四线电能表7通讯连接，本地通信模块15具体可以是485通讯网络，同时，扰动设备2也通过本地通信模块15与监测终端1通讯连接。监测终端1通过远程通信模块16与采集终端3通讯连接，远程通信模块16具体可以是3g或4g或5g，但凡设置的远程通信模块16能
够达到远程通讯的效果即可。
31.参照图2、3，计量模块12与三相四线电能表7电连接，用于采集用户端可控负载6的实际用电量x1，具体的，计量模块12包括电流互感器与电压采集接口，电流互感器与三相四线电能表7的a、b、c相的电流出线端电连接，用于获取用户端的三相四线电能表7a、b、c三相的用电电流数据，电压采集接口与三相四线电能表7的a、b、c相的电压进线端电连接，用于获取用户端的三相四线电能表7a、b、c三相的电压数据。注，具体电流、电压采集点位置参考图3中结点的位置。
32.参照图3、4，通常情况下，当总用电量x与实际用电量x1数值不相等时，三相四线电能表7的计量是不准确的，参照图4，因为当窃电者在a、b、c三相中，选择任一一相或多相的电流出线端额外迁出一根或多根用电线时，此时的实际用电量x1是计量不到额外电线所消耗的用电量的，而三相四线电能表7会计量额外电线所消耗的用电量，因此，三相四线电能表7所计量的总用电量x不会与实际用电量x1相等，便能间接找出计量不准确、甚至是发生窃电情况的三相四线电能表7。
33.采集终端3内部设有一级判定模块，一级判定模块通过比较实际用电量x1与总用电量x的数值大小，会输出相等或不相等的结果，针对此，能初步判定三相四线电能表7是否计量准确。通过采集终端3直观观察到数值，而无需让工作人员定期去外地校验三相四线电能表7的计量是否有误的方式，能够达到省时省力、有效提高监测效率的效果。同时，也能达到长期监测，实时监测的目的。
34.参照图4、5，计算模块13用于计算实际用电量x1与扰动用电量
△
y的总消耗量，设定总消耗量为y。存储模块14用于存储实际用电量x1、总用电量x、总消耗量y以及扰动用电量
△
y的数据。当总消耗量为y与总用电量x不相等时，三相四线电能表7的计量是不准确的，原因也是存在窃电者在出线端额外引出用电线以达到窃电目的。
35.参照图4、5，计算模块13的存在，能间接提高监测的准确度，计算模块13计算好总消耗量y后，总消耗量y和总用电量x数据信息会发送至采集终端3。而采集终端3内部设有二级判定模块，二级判定模块通过比较总消耗量y以及总用电量x的大小，会输出相等或不相等的结果，针对此，当输出不相等的结果时，便能直接判断出三相四线电能表7的计量是不准确的。
36.参照图5、6，一般情况下，当总用电量x与实际用电量x1数值相等时，三相四线电能表7的计量是准确的。但实际情况下，还是会存在例外，例外的情况包括，当三相四线电能表7中的某一相电流输出端被短路时，此时的三相四线电能表7计量的总用电量x是另外两相的用电量之和，同理，实际用电量x1计量的数值也是另外两相的用电量之和，即，虽然此时的实际用电量x1与总用电量x相等，但因为没有计量到被短路的那一相用电量，所以该三相四线电能表7的计量也是不准确的。
37.参照图5、7，为排查因实际用电量x1与总用电量x相等，但三相四线电能表7仍然计量不准确的情况，本申请引入的扰动设备2能够解决该问题，扰动设备2包括继电器、通信单元以及计量单元，继电器用于在用户端可控负载6的回路中投切扰动负载21，扰动负载21具体可以是电容器，外界控制芯片可控制继电器往用户端可控负载6的回路中串联电容器。通信单元用于与监测终端1通讯连接。计量单元用于计量投入电容器后，电容器所带来的用电量，该用电量记为扰动用电量
△
y。扰动用电量
△
y被获取后，通过通信单元发送到监测终端
1。当电容器串联在被短路一相的电流输出回路中时，相当于施加了耗电负载，耗电负载会消耗用电量，消耗的用电量即为本实施例中的扰动用电量
△
y。
38.扰动用电量
△
y的介入，会被发送到监测终端1，监测终端1会计算实际用电量x1与扰动用电量
△
y的总消耗量y，即扰动用电量
△
y的介入，会使总消耗量y数值变大，但三相四线电能表7所计量的用户端的总用电量x不会发生改变，针对此，便能找到是哪一台三相四线电能表7的计量不准。对于采集终端3来说，监测终端1会将所有监测和计算的相关数据发送至采集终端3，因此，监测终端1通过比较总消耗量为y以及总用电量x的大小即可知道该台三相四线电能表7是否真的计量准确。
39.实施例1的实施原理为：当实际用电量x1、总用电量x、总消耗量y以及扰动用电量
△
y的数据上传至采集终端3后，既可通过比较实际用电量x1与总用电量x的数值大小初步判定三相四线电能表7是否计量准确，当总用电量x与实际用电量x1数值不相等时，三相四线电能表7的计量是不准确的。进一步的，为验证准确度，还能通过比较总消耗量y以及总用电量x的大小判定三相四线电能表7是否是真的计量准确，当总消耗量为y以及总用电量x不相等时，三相四线电能表7必定是不准的，当两者相等时，则三相四线电能表7的计量是准的。
40.实施例2与实施例1不同之处在于扰动负载21，扰动负载21具体可以是电阻，当电阻串联在被短路一相的电流输出回路中时，相当于施加了容性负载，此时，该端的电流相位角会发生变化，进而会消耗用电量，消耗的用电量即为本实施例中的扰动用电量
△
y。扰动用电量
△
y的介入，会使总消耗量y数值变大，但三相四线电能表7所计量的用户端的总用电量x不会发生改变，针对此，便能找到是哪一台三相四线电能表7的计量不准。对于采集终端3来说，监测终端1会将所有监测和计算的相关数据发送至采集终端3，因此，监测终端1通过比较总消耗量为y以及总用电量x的大小即可知道该台三相四线电能表7是否发生故障。
41.实施例2的实施原理为：当需要进一步验证三相四线电能表7是否计量准确时，加入扰动用电量
△
y，监测终端1通过比较总消耗量为y以及总用电量x的大小即可知道该台三相四线电能表7是否真的计量准确，当总消耗量为y以及总用电量x不相等时，三相四线电能表7必定是不准的，当两者相等时，则三相四线电能表7的计量是准的。
42.本申请实施例还公开一种在线监测方法。参照图8，在线监测方法应用于实施例1中的在线监测装置，在线监测方法包括：抄录三相四线电能表所计量的用户端的总用电量x，并输出总用电量x信息至采集终端；获取用户端可控负载的实际用电量x1，并输出实际用电量x1信息至采集终端；采集终端通过比较实际用电量x1与总用电量x的数值大小以判定三相四线电能表的计量是否准确；以上判定为初步判定，当实际用电量x1与总用电量x的数值不相同时，三相四线电能表的计量是不准确的，因未发生计量错误甚至是窃电时，实际用电量x1与总用电量x相等。但当实际用电量x1与总用电量x的数值相等时，三相四线电能表的计量未必也是准的，因此，需要进一步验证，详细步骤如下：获取加入扰动负载后所带来的扰动用电量
△
y，并输出扰动用电量
△
y至采集终
端；计算实际用电量x1与扰动用电量
△
y的总消耗量y，并使总消耗量y与总用电量x数据信息发送至采集终端；采集终端通过比较总消耗量y与总用电量x的大小以判定三相四线电能表的计量是否准确。
43.当扰动负载串联在被短路的一相电流输出端时，三相四线电能表所计量的用户端的总用电量x是不准的，因为计量不到加入的扰动用电量
△
y，但扰动用电量
△
y会发送到监测终端，且监测终端会计算总消耗量y并将总消耗量y发送至采集终端，因此，通过采集终端比较总消耗量y与总用电量x的大小，便能判定三相四线电能表的电流输出端是否被短路，进而能验证三相四线电能表计量是否准确。因为计量准确时，总用电量x加上扰动用电量
△
y会等于实际用电量x1与扰动用电量
△
y；当两者不准时，则能够反推出三相四线电能表的一相或者两相电流输出端被短路。
44.为了提高数据的准确程度，在线监测方法还包括，实际用电量x1与总用电量x设定是在预先设定的时间段内进行计量的，例如预先设定的时间段可以为24小时，在一个较长的周期内，用电量是较为准确的，且不会因电压波动较大，导致短时间内的用电量数据不准确。
45.扰动负载的加入方法包括两种，一种是改变三相四线电能表中采集的用户端可控负载的电流相位角大小，例如，可以在用户端可控负载的回路中串联电容，电容的加入，相当于施加了容性负载，此时，该端的电流相位角发生变化，产生了扰动用电量
△
y，并增大了总消耗量y。若是总用电量x未发生变化并与总消耗量y不相等，则证明该三相四线电能表计量有误，若总用电量x加上了扰动用电量
△
y，且加上扰动用电量
△
y的总用电量x等于总消耗量y，则证明三相四线电能表计量准确。
46.另一种是改变三相四线电能表中采集的用户端可控负载的电流大小，例如，可以在用户端可控负载的回路中串联电阻，电阻的加入，相当于施加了耗电负载，此时，该端的电流发生变化，产生了扰动用电量
△
y，并增大了总消耗量y。若是总用电量x未发生变化，则证明该三相四线电能表计量有误，若总用电量x加上了扰动用电量
△
y，且加上扰动用电量
△
y的总用电量x等于总消耗量y，则证明三相四线电能表计量准确。
47.本申请实施例一种在线监测方法的实施原理为：通过采集终端比较实际用电量x1与总用电量x，当实际用电量x1与总用电量x的数值不相同时，三相四线电能表的计量是不准确的，为了进一步验证三相四线电能表的准确度，加入扰动用电量
△
y，再比较总消耗量y与总用电量x的大小，当总消耗量y与总用电量x的大小不相同时，则证明该台的三相四线电能表计量错误。
48.本申请实施例还公开一种在线监测系统。参照图9，在线监测系统包括在线监测装置，还包括安装在总线路上的总表5，总表5记录有分发到各个分支线路前的总能量，设定总表5分发到各个分支线路前的总能量为e，总表5与所有分支线路上的采集终端3通讯连接，能够获取各个分支线路上用户所消耗的电能，设定各个分支线路上用户所消耗的电能为w。获取到总能量e与用户所消耗的电能w后，总表5会将两者的信号发送至监测终端1，监测终端1通过计算两者的线损率，便能清楚的知道线路上的线损率是否在合理范围内。已知的，
当线损率小于或等于3%时，线损处于合理范围内，超过3%时，则分支线路可能存在窃电的情况。
49.则当线损率q=|(e
‑
w)/2|处于1%至3%的范围内时，分支线路上的线损率在合理范围内，反之，线路损耗用电量异常。通过此方式，能通过监测终端1收集到的数据信息进行计算线损率，进而能及时排查窃电的可能性。
50.本申请实施例一种在线监测系统的实施原理为：通过比较分发到各个分支线路前的总能量与各个分支线路上用户所消耗的电能的大小，能够计算出线损率，针对此，能够在线损率超出范围时，及时进行排除，降低窃电的风险，其次，一旦发生异常，通过监测终端1的排除，也能快速找到故障的那一台三相四线电能表7，从而能有效提高排查效率。
51.本申请实施例还公开一种表箱，用于安装在线监测装置以及三相四线电能表7。
52.参照图9，表箱4包括在线监测装置以及三相四线电能表7，在线监测装置与三相四线电能表7电连接，用于监测三相四线电能表7的计量是否准确，实际上，每一台三相四线电能表7安装有在线监测装置。
53.本申请实施例一种表箱4的实施原理为：三相四线电能表与监测终端1均安装在表箱4内的方式，能够方便安装，且能够达到长期监测，实时监测的目的。
54.本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。