三相電能表在線運(yùn)行異常情況的判斷

【摘要】電能表作為電力系統(tǒng)的主要計(jì)量裝置，對供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著巨大的影響作用。這是因?yàn)楣╇娖髽I(yè)正是通過電能表的計(jì)量讀數(shù)來判定用戶的用電量，并以此收取電費(fèi)的。三相電能表就是這樣一種擔(dān)負(fù)重要責(zé)任的計(jì)量工具，其在線運(yùn)行狀況直接影響到電表讀數(shù)，從而影響供電公司正常收取電費(fèi)。但是當(dāng)前受三相電能表的分布、電力技術(shù)等因素的影響，三相電能表的在線異常情況很難及時被檢查出來，針對這種情況，本文提出了一些判斷依據(jù)，能夠很好的提高三相電能表故障判斷水平，以供參考。

【關(guān)鍵詞】三相電能表；運(yùn)行；異常情況；判斷條件

目前國家電網(wǎng)進(jìn)行了一定的改革，很多電力企業(yè)都采取了自主經(jīng)營模式。在此情況下，供電企業(yè)要想獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，就要加強(qiáng)線損管理，做好電力計(jì)量和電費(fèi)征收工作，因?yàn)殡娰M(fèi)征收是電力企業(yè)唯一的收入來源。而三相電能表作為10kv線路的計(jì)量工具，在電力企業(yè)的經(jīng)營管理中發(fā)揮了重要作用。但是由于10kv線路的分布較廣，且數(shù)量多，若依靠傳統(tǒng)的人工檢查方法來檢驗(yàn)三相電能表是否處于正常工作情況顯然難度較大。因此，如何三相電能表的自動巡檢就成為了電力企業(yè)最關(guān)注的問題。以下本文就圍繞這一問題進(jìn)行探究探討。

一、三相電能表的應(yīng)用情況分析

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國電力公司有近七成的電能都是通過10kv的輸電線路進(jìn)行銷售使用的，因此10kv線損的控制對于電力企業(yè)的電力銷售額會有直接影響。除了一些不可避免的線損以外，10kv計(jì)量裝置，三相電能表若出現(xiàn)異常運(yùn)行情況也會帶來一定的線損。而這些線損完全可以通過采取一定的手段來避免。因此加強(qiáng)對三相電能表運(yùn)行情況的檢查和判斷就顯得很有必要。

當(dāng)前在電力系統(tǒng)中，10kv線路的計(jì)量裝置都是三相電能表。但是由于電力用戶的用電需求不同，因此供電企業(yè)根據(jù)需要采用了兩種三相電能表裝置，分別為三相三線制電能表和三相四線制電能表。其中前者就是所謂的高供高計(jì)，也就是高壓供電，高壓計(jì)量，是將三相電能表直接安裝在10kv變壓器側(cè)的裝置，其接線方式都是采用V/V的方式；而后者則是所謂的高供低計(jì)。也就是高壓供電，低壓計(jì)量，是利用電流互感器來進(jìn)行接線并實(shí)現(xiàn)電力計(jì)量的。三相三線制電能表和三相四線制電能表的接線方式與計(jì)量方法存在差異，因此對其運(yùn)行中異常情況的判斷也不能采用同一標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)人工電能表裝置檢查方法不但效率低，且不易發(fā)現(xiàn)異常情況，易與用戶產(chǎn)生糾紛，檢查人員的工作量也較大。為了解決這一問題，就要充分利用先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)自動化抄表系統(tǒng)，使三相電能表可以實(shí)現(xiàn)自檢，并及時反映異常。

二、三相電能表在線異常情況的判斷條件

要想實(shí)現(xiàn)三相電能表的自檢，在其運(yùn)行中出現(xiàn)異常后自動報(bào)警，就要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個判斷計(jì)量裝置運(yùn)行異常的軟件系統(tǒng)。而這自然離不開一些相關(guān)參數(shù)，即異常情況的篩選條件。例如在哪種條件下屬于接線錯誤的情況，哪種條件下處于電壓互感器故障等等。只有合理的設(shè)置篩選條件，才可以很好的實(shí)現(xiàn)三相電能表自檢?，F(xiàn)本文主要以三相三線制電能表為例，從接線、電流、電壓的判斷條件來分析其異常情況判斷條件。

三相三線制電能表的標(biāo)準(zhǔn)接線方式如圖1所示。其接線、電流、電壓的判斷條件分別如下所示：

1、接線判斷條件。用于10kV系統(tǒng)電能計(jì)量的三相三線制電能表的錯誤接線方式有很多種，以圖1的正確接線方式為標(biāo)準(zhǔn)，凡不符合標(biāo)準(zhǔn)的都視為錯誤接線。2個計(jì)量元件所計(jì)量功率的代數(shù)和為三相功率。10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)一般采用不接地方式，即IA+IB+lC=0，在數(shù)值上IA=IC，并且A，C相的功率因數(shù)角也是相等的，可基于這些條件來判斷電能表的接線方式。

2、電流判斷條件。在高壓電力用戶中，無論0.4kV側(cè)三相負(fù)荷電流是否平衡，反映到10kV側(cè)的三相電流仍是平衡的。因此，通過設(shè)定A，C相電流的不平衡度，可以監(jiān)測電流互感器二次回路是否開路或另有一點(diǎn)接地而產(chǎn)生分流現(xiàn)象，同時也可起到監(jiān)測互感器和電能表本身是否存在故障的作用。當(dāng)不平衡電流百分?jǐn)?shù)大于設(shè)定值時，即可被篩選出來。在用電高峰時段，若有一相電流互感器的二次電流I2≤0.5A也應(yīng)被篩選出來，主要是考慮二次回路可能存在分流現(xiàn)象或者電流互感器變比選擇過大，在負(fù)荷低谷時將導(dǎo)致計(jì)量誤差過大。

3、電壓判斷條件。對于10kV電壓等級，電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定電壓合格的范圍為額定電壓的±7%，通過電壓互感器反映到二次側(cè)是107-93V時，即可判定電壓合格。而電壓互感器一次側(cè)保護(hù)大多采用填充石英砂的鉛絲管，因某種原因，若A相鉛絲熔斷時，熔斷點(diǎn)的電源側(cè)與填充物石英砂將形成極間電容，使感應(yīng)到二次側(cè)的Uab電壓在很多情況下仍處在合格范圍內(nèi)，這實(shí)質(zhì)上是一個虛幻電壓，很容易被忽略，但這個虛幻電壓總是低于實(shí)際電壓值。為此，可通過線電壓比對方式進(jìn)行篩選，即Uab與Ucb首先滿足電壓合格率的標(biāo)準(zhǔn)，同時滿足兩者的絕對值不大于3V，否則即被篩選出來。

三、實(shí)例分析

1、案例一。用戶是一家制糖廠，電能計(jì)量裝置采用高供高計(jì)接線方式。電能表打包上傳的數(shù)據(jù)中，Uab與Ia之間的余弦函數(shù)值為0.629；Ucb與Ic之間的余弦函數(shù)值為-0.988。按照判斷條件，計(jì)算出A相與C相的功率因數(shù)角，即ψa=21°；ψc=-141°。A相與C相的功率因數(shù)角之差，遠(yuǎn)超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍。經(jīng)現(xiàn)場測試，C相電流極性接反。按照電能計(jì)量規(guī)程計(jì)算的更正系數(shù)，及時進(jìn)行了電量追補(bǔ)。

2、案例二。用戶是一家冶煉制造廠，電能計(jì)量裝置采用高供高計(jì)接線方式，變壓器容量為800kVA，電壓互感器變比為10000/100，電流互感器變比為50/5。電流互感器二次側(cè)電流為la=3.25A；Ic=1.07A。按照判斷條件進(jìn)行分析，電流不平衡度為67%。從每月用電量看，這種運(yùn)行狀況已持續(xù)2年多時間。經(jīng)現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)C相電流互感器變比變大，返廠檢查發(fā)現(xiàn)二次線圈匝間有短路現(xiàn)象。結(jié)合現(xiàn)場情況認(rèn)定其原因是諧波電流過大，導(dǎo)致鐵芯磁飽和發(fā)熱。

四、結(jié)束語

總之，無論是三相三線制電能表還是三相四線制電能表，其運(yùn)行出現(xiàn)異常都會對電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來較大影響。本文中所介紹的判斷計(jì)量裝置運(yùn)行異常的應(yīng)用軟件在很多實(shí)踐中都證明了具有很好的應(yīng)用效果。當(dāng)然，與三相三線制電能表的自檢軟件一樣，三相四線制也有屬于自己的運(yùn)行異常判斷軟件。受篇幅限制，在此本文就不多贅述。

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