基于计量自动化系统变电站电能计量监测

曾崇立

【摘 要】电能计量是电力企业市场营销经营管理重要环节。电能计量装置的正常工作、准确计量直接关系到电费结算，具有重要意义。受各方面因素影响，计量故障或差错时有发生。计量故障及差错发生若不能及时发现、处理很容易使电能计量事件扩大，给电费结算电量退补带来困难。甚至部分故障若得不到及时处理可能引起人身及设备事故，危及电网的安全运行。当前对电能计量的可靠性、准确性要求进一步提高，因此对计量故障及差错的快速发现及处理具有实际的意义。基于计量自动化系统变电站电能计量监测及时发现变电站计量装置故障及差错。

【关键词】计量自动化系统，变电站，电能计量监测，计量故障及差错

0 前言

当前变电站内还没有建设可靠的监测装置能自动检测发现故障及差错。及时处理计量装置故障及差错关键在于及时发现故障及差错。近几年计量自动化系统得到大力发展并投入使用，为在线监测计量装置运行状态，及时发现计量故障及差错提供了可能。

计量装置发生故障及差错时，一般会引起数据异常。通过对数据的监测分析可发现绝大多数故障及差错。计量自动化系统实时采集、存储了大量数据，并提供了一些分析工具。以计量自动化系统为平台，进行数据挖掘分析对计量装置故障及差错的发现及处理尤为重要。计量自动化系统建有变电站母线电量不平衡分析功能模块，是分析的主要工具。除计量自动化系统的变电站母线电量不平衡分析功能模块，还需结合其他功能模块进行综合分析。通过生产信息系统了解变电站相关运行情况，分析故障发生原因及故障点确切位置为故障处理做好充分准备。

1 引起变电站线损异常因素

计量自动化系统建立了母线线损分析对象，正常情况下母线线损应在合理的范围内，按相关管理规定线损不超过±1。当出现计量装置故障及差错，该计量装置所计量线路有供用电时，电表所计得电量出现差错，一般会引起线损异常。在实际运行中引起线损异常的原因除了计量装置的原因外还有计量自动化系统数据问题影响。甚至发生了故障及差错却不会引起线损异常。

1.1 非计量装置故障或差错引起的线损异常

在实际运行中，线损出现异常大部分不是计量装置故障或差错引起的，而是计量自动化系统本身的原因。母线线损异常应首先分析是否是系统的因素。系统因素包括：

（1）系统档案错误。计量自动化系统档案错误，导致数据统计错误。

（2）计量自动化系统抄得表码精确到小数点后两位。电量累积到一定量时电表才走表码，线路综合倍率越大需要累积的电量就越多。受分辨率影响会出现线损或正或负情况，当从长期来看线损是正常的。CT变比配置过大的情况下尤为明显。

（3）计量自动化系统抄表问题。计量自动化系统零点抄不到表码或所抄表码出错导致电量计算出错。

（4）表码与线路对应关系出错。电能计量装置与所计量线路为一一对应关系，可能由于厂站终端设置错误或计量自动化系统档案错误，使电能计量装置与线路不对应。

（5）分析对象建立不合理无法适应一次系统运行方式的变化。

（6）更换电表或改变电流互感器倍率，未在计量自动化系统及时录入相应事件导致系统电量计算错误。

1.2 计量装置故障及差错引起的线损异常

发生电能计量装置故障及差错时，电能计量装置将无法准确计量。一般情况下会引起线损异常。常见故障类型包括：

（1）电表故障。电能表超差，表码停走、突变，电表潜动、死机，电表硬件损坏等。

（2）二次回路故障。二次回路断开或接触不良，造成二次失压、失流，或二次电压及电流降低。

（3）互感器接错线。电流互感器二次各相接错变比，接入非计量绕组，互感器二次相序出错等；

（4）电表类型选错，没有正确选用单向电能表或双向电能表。

（5）电能错接线。

（6）电压互感器二次相电压不对称。

2 发生故障线损正常情况

没有供用电的线路，电能计量装置发生故障对电量没有影响。负载轻的线路发生故障或差错，差错电量太少对线损起不到明显影响。同一段母线多条线路电能计量装置发生故障或差错，使供入供出电量同时增大或减小且电量一致。供入侧或供出侧多条线路故障，同时部分线路多计电量与其他线路少计电量一致，线损正常。

3 母线线损异常分析

3.1 排除计量自动化系统的因素造成的线损异常

大多数的母线线损异常并不是故障或差错引起的。母线线损异常时应首先排查是否由于系统档案错误及抄表问题，再进一步排查其他非计量装置故障及差错引起的线损异常的因素。

3.2 了解系统的运行方式

通过生产系统了解系统的运行方式，各线路的供用电情况。确认是否有新启用或停运线路、是否有旁路代供、计量PT是处于运行状态或检修状态，一次系统处于并列运行还是分裂运行等。

3.3 确定电量异常表计

母线电量不平衡分析是以同一电压等级的所有线路及主变为一整体，统计供入母线和供出母线的电量是否平衡。线路越多电量越大不仅会隐藏部分故障及差错，而且增大了分析难度。母联开关分闸各段母线分裂运行时，可以各段母线为对象统计供入供出电量，即各段母线线损。缩小故障线路查找范围。

110kV及以上的线路在变电站两侧分别有两套表计，可对比两套表计电量，但当差错电量不够大难以做出准确的判断。受计量装置分辨率影响，供用电量小的线路无法通过电量对比的方式确认发生故障，要判断电压电流等运行参数是否正常，确认是否发生二次回路故障。

装有主副表的线路可对比主副表的电量。当一只电能表故障时通过主副表电量对比可以准确确定故障表计。二次回路故障时主副表的电量是一致的，不能通过对比主副表的电量的方法确定。

10kV线路通过分线线损进行分析。10kV线路表计电量异常会引起分线线损异常。

通过变压器损耗分析变高、变中、变低电表计得电量是否正常。

生产系统提供了线路有功、无功及电流负荷曲线。可计算出一天内的大致电量与电表计得电量进比对。生产系统计算出的电量有一定误差，电表计得的电量与实际电量差别足够大才做出准确的判断。关口及10kV专线没有其他电表的电量进行对比分析，只能通过生产系统计得电量进行对比分析。

差错电量不大不能过通过电量对比做出判断时可通过计量自动化系统抄表数据模块，判断电压电流及功率因数等参数是否正常。在实际运行中因二次回路引起的故障可能性最高，二次回路故障可在电能表运行参数中得到体现。

3.4 分析故障类型及发生原因

确定故障发在那一些线路后，需要进一步分析故障的类型，确认故障发生的具体位置。在日常运维中要记录二次回路经过的节点，明确电缆标识，以便分析及现场处理时能够较准确定位故障点。在分析数据，确认故障发生的过程中已经对异常数据要了一定的掌握。应根据数据的特点进行综合分析。

4 结论

计量自化系统采集存储了大量数据为在线监测电能计量装置提供了可能。基于計量自动化系统监测变电站计量装置，能及时发现大多数故障及差错。加强计量自动化系统的运行维护，提高各项档案的正确性和完整率，提高表码等数据采集的完整率和及时率；加强现场电能计量装置的运行维护管理，减少故障发生率；完善计量自动化系统的故障自动报警功能，减少人力投入。

【参考文献】

[1]王秀琦.基于线损分析的电能计量装置误差研究[D].

[2]黄震.远程电能计量检测监控系统的研究[D].

[3]霍志鹏.电能计量装置异常状态监测系统的研究[D].

[4]罗志坤.电能计量在线监测与远程校准系统的研制[D].