一次計(jì)量倍率錯(cuò)誤引起的電量異常分析及防范措施

常仕亮,劉擰滔,杜 杰,馮 凌,周華勇,劉昊耘

(1.國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司營(yíng)銷服務(wù)中心,重慶 401123;2.國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司市南供電分公司,重慶 400065)

電能計(jì)量是供電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理工作的重要基礎(chǔ),是供電企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益和質(zhì)量水平的重要標(biāo)志。電能計(jì)量裝置運(yùn)行過程中,其準(zhǔn)確性是電費(fèi)結(jié)算公平、公正的關(guān)鍵,也是計(jì)劃用電、節(jié)約用電、線損管理等工作的重要保障。生產(chǎn)實(shí)際工作中,錯(cuò)誤接線和計(jì)量倍率不一致導(dǎo)致的復(fù)合型計(jì)量故障時(shí)有發(fā)生,如不及時(shí)處理,將導(dǎo)致計(jì)量及電費(fèi)差錯(cuò),帶來較大的供電服務(wù)風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重影響供電企業(yè)的社會(huì)形象。本文分析故障處理前后采集系統(tǒng)曲線數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,結(jié)合誤差理論,運(yùn)用更正系數(shù)法與相對(duì)誤差法,計(jì)算兩個(gè)階段的退補(bǔ)電量,提出詳細(xì)防范措施,有效防范各種風(fēng)險(xiǎn)。

1 故障情況介紹

1.1 用戶基本信息

某用戶為10 kV高供低計(jì)專變用戶,接線方式為三相四線,計(jì)量方式采用高供低計(jì),配置計(jì)量專用電流互感器,電流互感器在營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)中變比為75/5 A(現(xiàn)場(chǎng)銘牌變比為75/5 A,穿芯2匝),計(jì)量倍率為15;電能表采用0.5 S級(jí)三相四線智能電能表,電壓規(guī)格為3×220/380 V,電流規(guī)格為0.015～0.075(6)A[1-2]。

1.2 事件經(jīng)過

2023年3月3日,裝表接電人員更換電能計(jì)量裝置,誤將智能電能表a相電流極性反接,同時(shí)3只電流互感器穿芯匝數(shù)由2匝誤穿為1匝(銘牌標(biāo)注變比75/5 A時(shí),應(yīng)穿芯2匝),造成現(xiàn)場(chǎng)安裝計(jì)量倍率與營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)計(jì)量倍率不一致。2023年4月7日,現(xiàn)場(chǎng)更正智能電能表a相電流極性反接,恢復(fù)正確接線。

2023年3月3日—2023年4月1日電量已結(jié)算,由于現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷較大,一次負(fù)荷電流超過150 A,2023年4月2日以后直接啟用150/5 A的電流互感器,在營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)將電流互感器變比更正為150/5 A。

1.3 采集系統(tǒng)曲線數(shù)據(jù)

選取2023年3月21日的電壓、電流曲線數(shù)據(jù),具體見表1、表2。

表1 電壓曲線 V

表2 電流曲線 A

由表2可知,智能電能表a相電流呈現(xiàn)負(fù)電流,電流方向異常。

2 計(jì)量故障分析

2.1 電流異常分析

由于該用戶智能電能表a相呈現(xiàn)負(fù)電流,現(xiàn)場(chǎng)使用電能表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀,測(cè)試參數(shù)數(shù)據(jù):顯示電壓正相序,Ua=236.1 V,Ub=236.5 V,Uc=236.2 V,Ia=-0.181 A,Ib=0.11 A,Ic=0.09 A,3個(gè)元件相位角:φa=206°,φb=27°,φc=25°?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相量圖見圖1。

圖1 三相四線智能電能表相量圖

電能計(jì)量裝置接線圖見圖2。

圖2 三相四線電能計(jì)量裝置接線圖

2.2 電流互感器變比異常分析

對(duì)電流互感器而言,忽略勵(lì)磁磁勢(shì),得出磁勢(shì)平衡方程[3]:

I1N1=I2N2

(1)

2023年3月3日,裝表接電人員誤將3只電流互感器穿芯匝數(shù)由2匝穿為1匝(銘牌標(biāo)注變比75/5 A時(shí),應(yīng)穿芯2匝,計(jì)量倍率為15),得出二次繞組匝數(shù):

(2)

電流互感器由2匝穿芯為1匝的實(shí)際變比為

(3)

因此,電流互感器穿芯1匝的實(shí)際變比為 150/5 A。

3 恢復(fù)后運(yùn)行狀態(tài)分析

3.1 采集系統(tǒng)曲線數(shù)據(jù)

電流互感器a相電流極性反接故障于2023年4月7日處理,恢復(fù)正確接線,恢復(fù)后的電壓、電流數(shù)據(jù)見表3、表4。

表3 電壓曲線 V

表4 電流曲線 A

由表4可知,2023年4月7日處理電流互感器a相電流極性反接故障后,a相負(fù)電流消失,計(jì)量恢復(fù)正常。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)分析

現(xiàn)場(chǎng)使用電能表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀,測(cè)試參數(shù)數(shù)據(jù):顯示電壓正相序,Ua=237.3 V,Ub=237.7 V,Uc=237.2 V,Ia=0.21 A,Ib=0.12 A,Ic=0.09 A。3個(gè)元件相位角:φa=21°,φb=23°,φc=22°?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相量圖見圖3。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相量圖

4 退補(bǔ)電量

第一階段2023年3月3日—2023年4月1日期間,電流互感器a相極性反接,營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)電流互感器變比為75/5 A,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際變比為150/5 A;第二階段4月2日—4月7日期間,電流互感器a相極性反接,由于負(fù)荷較大,4月2日以后電流互感器變比直接啟用150/5 A,營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)電流互感器變比更正為150/5 A,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際變比為150/5 A。兩個(gè)階段電量起止信息見表5。

表5 電量起止信息 kW·h

根據(jù)表5中的正向有功總電量起止信息,結(jié)合誤差理論,運(yùn)用更正系數(shù)法與相對(duì)誤差法,計(jì)算兩個(gè)階段的退補(bǔ)電量。

4.1 第一階段退補(bǔ)電量

4.1.1 更正系數(shù)法

(4)

退補(bǔ)電量ΔW計(jì)算如下:

≈2 080(kW·h)

(5)

ΔW>0,說明少計(jì)量,應(yīng)追補(bǔ)約2 080 kW·h的電量。

4.1.2 相對(duì)誤差法

絕對(duì)誤差計(jì)算如下:

ΔP=P′-P

(6)

相對(duì)誤差計(jì)算如下:

(7)

退補(bǔ)電量ΔW計(jì)算如下:

(8)

由于相對(duì)誤差為負(fù)誤差,說明少計(jì)量,應(yīng)追補(bǔ)約2 080 kW·h的電量。

由以上分析可知,更正系數(shù)法和相對(duì)誤差法計(jì)算出第一階段的退補(bǔ)電量完全一致。

4.2 第二階段退補(bǔ)電量

4.2.1 更正系數(shù)法

(9)

退補(bǔ)電量ΔW計(jì)算如下:

≈397(kW·h)

(10)

ΔW>0,說明少計(jì)量,應(yīng)追補(bǔ)約397 kW·h的電量。

4.2.2 相對(duì)誤差法

相對(duì)誤差計(jì)算如下:

(11)

退補(bǔ)電量ΔW計(jì)算如下:

≈-397(kW·h)

(12)

由于相對(duì)誤差為負(fù)誤差,說明少計(jì)量,應(yīng)追補(bǔ)約397 kW·h的電量。

由以上分析可知,更正系數(shù)法和相對(duì)誤差法計(jì)算出第二階段的退補(bǔ)電量完全一致。

第一階段追補(bǔ)電量約為2 080 kW·h,第二階段追補(bǔ)電量約為397 kW·h,兩個(gè)階段追補(bǔ)電量共計(jì)約2 477 kW·h。

5 防范措施

5.1 管理措施

5.1.1 新裝管理標(biāo)準(zhǔn)化

對(duì)于計(jì)量方案制訂、設(shè)計(jì)審查、竣工驗(yàn)收等新裝環(huán)節(jié),嚴(yán)格執(zhí)行《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》(DL/T 448—2016 )、《電能計(jì)量裝置安裝接線規(guī)則》(DL/T 825—2021)等規(guī)程要求,從安全性、準(zhǔn)確性、防竊電性等方面嚴(yán)格把好關(guān),對(duì)存在的問題實(shí)行閉環(huán)管理。

5.1.2 運(yùn)行管理自動(dòng)化

依托用電信息采集和營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用等系統(tǒng),對(duì)首次檢驗(yàn)、周期檢驗(yàn)等運(yùn)行環(huán)節(jié)實(shí)行自動(dòng)化管理,根據(jù)檢驗(yàn)周期,自動(dòng)發(fā)布首檢、周檢等工作任務(wù)單,確保Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類電能計(jì)量裝置首檢、周檢全覆蓋,首檢率和周檢率達(dá)到100%。

5.1.3 故障處理智能化

對(duì)錯(cuò)誤接線與計(jì)量倍率不一致引起的計(jì)量故障,應(yīng)實(shí)行自動(dòng)化、智能化管理,一旦生成故障工單,及時(shí)處理,以提升計(jì)量在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用水平。同時(shí),全面提高采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量,提升采集系統(tǒng)計(jì)量故障甄別能力,實(shí)現(xiàn)故障處理智能化。

5.2 技術(shù)措施

5.2.1 電能表

具有正反向送電的供電線路,應(yīng)配置計(jì)量正反向有功電量,以及計(jì)量感性和無功電量的智能電能表[4]。

5.2.2 互感器

互感器額定二次負(fù)荷可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷選用,保證實(shí)際二次負(fù)荷應(yīng)在25%～100%的額定二次負(fù)范圍內(nèi)。計(jì)量用電壓互感器、電流互感器、電能表在投入運(yùn)行前,應(yīng)經(jīng)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格[4]。

5.2.3 電流互感器額定電流

根據(jù)用電容量正確選擇電流互感器變比,電流互感器額定一次電流應(yīng)保證其在正常運(yùn)行中的實(shí)際負(fù)荷電流達(dá)到額定值的60%左右,至少應(yīng)不小于30%[4]。

5.2.4 二次回路接線

計(jì)量用互感器二次回路連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線,電流互感器二次回路導(dǎo)線截面應(yīng)不小于4 mm2,電壓互感器二次回路導(dǎo)線截面應(yīng)不小于2.5 mm2。 電壓、電流二次回路A、B、C各相導(dǎo)線應(yīng)分別采用黃、綠、紅色線,中性線應(yīng)采用黑色線或采用專用編號(hào)電纜,電壓、電流回路導(dǎo)線應(yīng)加裝與圖紙相符的端子編號(hào)。電流互感器二次繞組與智能電能表之間應(yīng)采用分相接線[5]。

5.2.5 采用專用計(jì)量繞組

采用計(jì)量專用電壓互感器、電流互感器,或電壓互感器、電流互感器計(jì)量專用二次繞組[4]。

6 結(jié)論

電流互感器a相極性反接,穿芯匝數(shù)由2匝穿為1匝,由此出現(xiàn)錯(cuò)誤接線與計(jì)量倍率復(fù)合型計(jì)量故障,引起電量異常,帶來計(jì)量失準(zhǔn)等風(fēng)險(xiǎn),還影響供電服務(wù)質(zhì)量,嚴(yán)重者甚至?xí)l(fā)社會(huì)輿情,因此應(yīng)從管理和技術(shù)2個(gè)方面采取有效措施加以防范。日常工作中,應(yīng)加強(qiáng)用電信息采集系統(tǒng)計(jì)量在線監(jiān)測(cè),及時(shí)處理計(jì)量故障,有效避免計(jì)量故障引發(fā)的各種風(fēng)險(xiǎn),提高電能計(jì)量裝置運(yùn)行質(zhì)量。