淺析影響變電站電能計(jì)量的問題及對策

于濤

【摘 要】電能計(jì)量主要是指在電網(wǎng)經(jīng)營中通過相應(yīng)的計(jì)量裝置計(jì)算出電能的數(shù)量。根據(jù)計(jì)量結(jié)果可制定電能生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)也能為經(jīng)濟(jì)核算、計(jì)收電量提供有力依據(jù)。可以說，電能計(jì)量是電力生產(chǎn)、銷售以及電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過幾年的綜自改造，開封供電公司將所運(yùn)行維護(hù)的變電站全部改造為綜自化變電站，在改造過程中，一、二次設(shè)備及電壓、電流回路的二次電纜按照新的設(shè)計(jì)要求都進(jìn)行了更換，但由于種種原因，部分變電站內(nèi)電能計(jì)量仍存在不少誤差，本文通過變電站內(nèi)種種表現(xiàn)分析影響變電站電能計(jì)量的問題，并根據(jù)多年來的工作經(jīng)驗(yàn)提出相應(yīng)對策，供大家探討。

【關(guān)鍵詞】變電站；電能計(jì)量；電流；電壓；諧波

1.變電站電能計(jì)量的常見問題

1.1工作人員技術(shù)水平較低

電能計(jì)量回路相對簡單，尤其是35kV、10kV出線計(jì)量回路，但由于某些員工職業(yè)道德素質(zhì)低下或缺乏扎實(shí)的專業(yè)技能，在工作過程中，不能按照規(guī)定操作，經(jīng)常接錯(cuò)線，從而增加了計(jì)量回路的誤差，一般都是電流回路組別接錯(cuò)或電流回路極性接反。2012年9月，某110kV變電站一10kV出線近一個(gè)月來計(jì)量相對減少較多，繼電保護(hù)人員查看了相關(guān)的保護(hù)記錄，發(fā)現(xiàn)此出線于8月更換電流互感器，經(jīng)現(xiàn)場查看，保護(hù)及測量電流均顯示正確。進(jìn)行六角圖測試，發(fā)現(xiàn)C相電流互感器極性接反，更正后計(jì)量顯示正確。

1.2電能表計(jì)自身問題

電能表的生產(chǎn)誤差、電能表使用不當(dāng)引起的誤差和電能表的負(fù)載特性誤差是電能表誤差的三大來源。電能表的負(fù)載特性誤差是指由于功率因素和負(fù)載電流的變化導(dǎo)致電能表的基本誤差發(fā)生變化，給誤差的計(jì)算帶來很大不確定性，導(dǎo)致電能計(jì)量不準(zhǔn)確。由于電能表使用不當(dāng)引起的誤差和電能表的生產(chǎn)誤差對電能計(jì)量的影響也很大，一般不能忽略。

1.3電流互感器對電能計(jì)量的影響

（1）電流互感器計(jì)量用組別精度不夠。按照規(guī)定計(jì)量用電流互感器組別精度要小于0.5S級，但部分變電站由于電流互感器計(jì)量組別精度不夠未進(jìn)行更換造成計(jì)量誤差。

（2）由于考慮到保護(hù)裝置的需要，保證繼電保護(hù)動作的正確性，電流互感器耐受短路電流的能力要相應(yīng)增大，電流互感器的變比準(zhǔn)確度也要高，以保證最大電流流過時(shí)，變比誤差不超過10%，這樣電流互感器的變比配置就要比較大一些，運(yùn)行時(shí)，一次電流較小，相應(yīng)的電流互感器二次電流偏小，影響了電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

（3）二次實(shí)際負(fù)載對電流互感器精度的影響。

根據(jù)《測量用電流互感器檢定規(guī)程》規(guī)定.電流互感器在額定頻率、額定功率閃數(shù)及二次負(fù)荷為額定負(fù)荷的25～100%之問的任一數(shù)值時(shí).其誤差值應(yīng)不超過規(guī)定限值。也就是說.電流巨感器的現(xiàn)場運(yùn)行必須滿足一定的工況要求，才能保證其計(jì)量的準(zhǔn)確性：電流互感器容量決定二次側(cè)負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗又影響計(jì)量精度。以前的電網(wǎng)建設(shè)中，電流互感器二次計(jì)量繞組二次負(fù)荷的選擇沒有統(tǒng)一規(guī)范，導(dǎo)致部分變電站計(jì)量存在誤差。

1.4二次導(dǎo)線壓降誤差

部分變電站電壓回路及電流回路較長，回路中的元器件較多。由于熔斷器、空氣開關(guān)、導(dǎo)線阻抗等設(shè)備的接觸電阻位于電能表的輸入端和電壓互感器的二次輸出端之間，如果有電流通過這些設(shè)備的接觸電阻，將會造成二次電在線路上發(fā)生壓降和角度變化，線路上的相移和壓降引起電壓互感器產(chǎn)生誤差，從而降低電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

1.5諧波對計(jì)量的影響

諧波是指一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。諧波的產(chǎn)生是由電力系統(tǒng)中的某些設(shè)備和負(fù)荷的非線性特性造成的，而諧波不僅會使電能質(zhì)量下降，還會影響計(jì)量儀器、測量裝置以及繼電保護(hù)裝置等電氣設(shè)備。

2.變電站電能計(jì)量的常見問題解決辦法

2.1從源頭抓起，提高設(shè)備選型質(zhì)量

根據(jù)DL/T866-2004《電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則》的技術(shù)原則進(jìn)行設(shè)備選型，使之精度滿足計(jì)量的需要。

2.2選用計(jì)量組別多變比的電流互感器

由于考慮到保護(hù)裝置的需要，保證繼電保護(hù)動作的正確性，電流互感器耐受短路電流的能力要相應(yīng)增大，電流互感器的變比準(zhǔn)確度也要高，以保證最大電流流過時(shí)，變比誤差不超過10%，這樣電流互感器的變比配置就要比較大一些。設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員同廠家溝通，根據(jù)用戶報(bào)裝負(fù)荷選取適合計(jì)量的CT變比，保護(hù)回路用CT變比為抗飽和可選用相對大的變比。

2.3加強(qiáng)施工人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)

2013年是培訓(xùn)年，按照國網(wǎng)公司要求加強(qiáng)對工程技術(shù)人員的安全知識和業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)，提高人員素質(zhì)，提高安裝質(zhì)量，避免因人員安裝錯(cuò)誤造成的計(jì)量誤差。

2.4減少二次回路壓降的影響

對于二次回路壓降需要提高二次電纜線徑，以盡量減少二次回路壓降的影響。

2.5減少諧波對電能計(jì)量的影響。

針對諧波對電能計(jì)量的影響，具體可采取以下措施：

（1）對電能計(jì)量表進(jìn)行技術(shù)革新，使其不對諧波的功率做出任何反映，只反映基波的功率。例如通過高階低通濾波器對高次諧波進(jìn)行過濾，從而得到基波的有效功率。對于感應(yīng)式電能計(jì)量表而言，可以通過交流濾波器進(jìn)行濾波；而對于電子式電能計(jì)量表，則可通過低通濾波器幫助濾波。這種方法不僅操作簡單，而且計(jì)量方式也比較合理，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

（2）可以通過區(qū)分基波與諧波的潮流方向，然后分別對諧波功率和基波功率進(jìn)行計(jì)量。例如將工頻基波電能表和寬頻帶功率電能表進(jìn)行合理搭配，不僅可對諧波和基波的潮流方向進(jìn)行有效測量，還能計(jì)量出諧波功率和基波功率。這種方法對成本要求較高，而且技術(shù)難度大，因此有待進(jìn)一步研究。

2.6提高計(jì)量裝置選擇的精度

現(xiàn)階段電能計(jì)量裝置使用的是精度為±0.5%的電能表，如果將精度提高到±0.2%，每年就可以減少40億×0.3%一1200萬kw·h的用電量。目前，使用電子式互感器以及數(shù)字化計(jì)量裝置可有效解決傳統(tǒng)計(jì)量設(shè)備精度低的問題。電子式互感器主要運(yùn)用電磁、光電轉(zhuǎn)換原理，包括傳感器、傳輸系統(tǒng)以及二次轉(zhuǎn)換器，具有模擬量輸出或者數(shù)字量輸出功能，能夠很好地適應(yīng)大電流以及高壓工作環(huán)境。此外，使用數(shù)字化計(jì)量裝置通過光學(xué)和電子學(xué)原理進(jìn)行電能計(jì)量，并且擁有獨(dú)立的工作電源，有效避免了由于存取電帶來的計(jì)量誤差，而且數(shù)字化計(jì)量裝置還具備通信數(shù)據(jù)分析功能，不會受到溫度、濕度以及磁場等外界因素的影響，對由于通信傳輸而導(dǎo)致遺漏的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行容錯(cuò)處理，最大限度地提升了計(jì)量結(jié)果的精確度和穩(wěn)定性。

電能是國民經(jīng)濟(jì)和人民生活中非常重要的能源，電能計(jì)量問題直接關(guān)系著發(fā)電方、供電方和用電方的利益。變電站電能計(jì)量是電能計(jì)量的重要環(huán)節(jié)。隨著我國電力系統(tǒng)的改革和經(jīng)濟(jì)水平的提高，對電能計(jì)量工作提出了更高的要求，與此同時(shí)也表現(xiàn)出很多問題與不足，本文針對目前變電站電能計(jì)量工作中的問題，提出了一些改進(jìn)措施，希望可以對今后電能計(jì)量有所借鑒。 [科]