低壓臺區(qū)線損排查裝置

劉金東，張 鵬，郭 永，夏付慧，張 濤，翟偉光，常永強(qiáng)

（國網(wǎng)北京市電力公司平谷供電公司，北京 平谷 101200）

1 選題背景

北京市平谷區(qū)金海湖供電所2018年實(shí)現(xiàn)臺區(qū)全部安裝HPLC后，對于低壓臺區(qū)中的戶變關(guān)系不準(zhǔn)、表計接線問題等得到徹底解決，臺區(qū)線損合格率較高，但是仍存在部分臺區(qū)出現(xiàn)較大的高損，且存在臺區(qū)多條分支線路、帶戶數(shù)較多的主要特點(diǎn)，現(xiàn)場排查高損原因時工作量較大。

互感器更換檢修就需停電，且停電時間較長，造成大量損失。長期以來，一些單位特別是私營企業(yè)，采取各種方法不計或者少計電量，以達(dá)到不交或者少交電費(fèi)的目的。常見主要有破壞計量裝置、繞越計量裝置和其他竊電幾類，嚴(yán)重影響了正常的供用電秩序。我們經(jīng)過對不少于2路出線的10個臺區(qū)進(jìn)行排查，使用傳統(tǒng)的排查方法時間及質(zhì)量進(jìn)行測試，平均單個臺區(qū)排查時長約在10 h，須要研制出一種便攜、高效、精準(zhǔn)監(jiān)測的裝置，以快速測量出一段時間內(nèi)的電能使用情況使排查時間縮短至原來的一半以下。

高損臺區(qū)的主要成因?yàn)榇嬖诟`電行為。一些單位特別是私營企業(yè)，將盜竊電能作為獲利手段，采取各種方法不計或者少計電量，以達(dá)到不交或者少交電費(fèi)的目的。常見方法主要有破壞計量裝置、繞越計量裝置等，這不但嚴(yán)重擾亂了正常的供用電秩序，而且給安全用電帶來嚴(yán)重威脅。隨著竊電摶術(shù)智能化升級，竊電主體居民和企業(yè)并存，甚至還出現(xiàn)了一批專門研究電能計量裝置的“能人"，使得竊電現(xiàn)象依然得不到有效遏制。竊電與反竊電的斗爭更多地在技術(shù)領(lǐng)域上展開。我們通過研制低壓臺區(qū)線損排查裝置，有針對性的扼制竊電行為。

2 目標(biāo)設(shè)定

研制出一種線損核查范圍可不斷縮小，將臺區(qū)線損合格率控制到97%以上，實(shí)現(xiàn)低壓臺區(qū)再分區(qū)的智能電量監(jiān)測裝置。

3 目標(biāo)可行性分析

目前，地區(qū)10 kV線路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了分區(qū)線損管理，在低壓臺區(qū)內(nèi)將關(guān)口臺區(qū)總表作為分區(qū)總節(jié)點(diǎn)（一級節(jié)點(diǎn)），在臺區(qū)內(nèi)多個分支線路加裝二級節(jié)點(diǎn)，作為與一級節(jié)點(diǎn)的電量對比值；每個支路的電能表作為終端，也就是三級節(jié)點(diǎn)，作為與相對應(yīng)的二級節(jié)點(diǎn)的電量對比值。而且，二級節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)現(xiàn)場支路情況縮小范圍，最終判斷出終端三級節(jié)點(diǎn)的線損問題。

如果能進(jìn)行分級管理，可以縮小范圍后，再根據(jù)三級終端的數(shù)據(jù)確定有問題的電能表。

關(guān)口電能表在整個電網(wǎng)的電能計量中承擔(dān)著重要責(zé)任，其運(yùn)行中出現(xiàn)的問題主要與關(guān)口電能計量的特殊性和現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)管理工作有關(guān)。關(guān)口電能表只能監(jiān)測本臺區(qū)的電量，如果本臺區(qū)戶數(shù)較多，則對檢查線損比較困難。

由于竊電手段層出不窮，給反竊電工作帶來很大難度，有必要對反竊電的方法進(jìn)行研究，以期更好地提高線損排查技術(shù)水平，徹底堵塞竊電漏洞。查電者在明處，竊電者在暗處，一些用戶在電力部門檢查之前恢復(fù)正常計量，在稽查人員離開之后又開始竊電，還有的用戶的竊電行為非常隱蔽，稽查人員無法發(fā)現(xiàn)。線損排查裝置在對各路低壓分支饋線的電能進(jìn)行遠(yuǎn)程測量，從而可以通過實(shí)施對比表箱進(jìn)線電流、戶表火線電流、開蓋次數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)用戶竊電行為，并以事件形式主動上報。低壓配電室，柱上變壓器的各分支低壓線路等均可以使用。

OPNET實(shí)驗(yàn)設(shè)計是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念具體化，模擬提供網(wǎng)絡(luò)行為的可視化，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，互聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及協(xié)議統(tǒng)一在一個可視的工作視圖中，使離散的抽象網(wǎng)絡(luò)概念具體統(tǒng)一在實(shí)際設(shè)計中。

4 提出方案并選擇方案

小組成員結(jié)合設(shè)定目標(biāo)，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，從以下幾方面提出設(shè)計：系統(tǒng)分為現(xiàn)場設(shè)備和主站軟件兩層結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)設(shè)備有低壓配網(wǎng)監(jiān)測終端，分支箱監(jiān)測終端及表箱監(jiān)測終端，如圖1所示。

圖1 線損排查原理示意圖

小組成員根據(jù)設(shè)計方案整理了樹圖，如圖2所示。

圖2 方案樹形圖

5 制定與對策實(shí)施

5.1 實(shí)施一：組合式主體設(shè)計

5.1.1 臺區(qū)電表檔案自動識別裝置

特點(diǎn)：內(nèi)置臺區(qū)識別模塊，無檔案自動注冊，識別準(zhǔn)確率100%。

實(shí)現(xiàn)：低壓配網(wǎng)監(jiān)測終端內(nèi)置臺區(qū)識別發(fā)送單元，低壓配網(wǎng)監(jiān)測末端終端（分支箱、表箱及電表模塊）內(nèi)置臺區(qū)識別接收單元，雙方配合完成臺區(qū)相位識別。與市面上基于“大數(shù)據(jù)分析”的“軟”識別技術(shù)不同，本方案采用專用臺區(qū)識別芯片，識別準(zhǔn)確率達(dá)到了100%。

5.1.2 自動繪制臺區(qū)拓樸圖

特點(diǎn)：完全自動繪制臺區(qū)物理拓樸圖，無須手動配置信息。

實(shí)現(xiàn)：自動繪制從“臺區(qū)配變→分支箱→表箱→戶表”低壓配網(wǎng)物理拓樸圖；實(shí)時顯示開關(guān)狀態(tài)、線路狀態(tài)及戶表檔案信息。

5.2 實(shí)施二：分級監(jiān)測式設(shè)計

5.2.1 分級線損計算

實(shí)現(xiàn)：可精確計算“臺區(qū)總表到分表”“臺區(qū)總表到分支箱”“臺區(qū)總表到表箱”“分支箱到表箱”“分支箱到分表”“表箱到分表”各級線損，可快速定位臺區(qū)中損耗點(diǎn)。

5.2.2 停電故障快速診斷、實(shí)時上報

特點(diǎn)：變壓器、分支箱、表箱、用戶空開停電主動上報，并在拓樸圖實(shí)時顯示。

實(shí)現(xiàn)：能夠?qū)ψ儔浩?、分支箱、表箱及用戶空開停電事件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，快速上報，并能在拓?fù)鋱D上實(shí)時顯示，可快速準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，及時搶修，變被動搶修為主動服務(wù)，并支持電能表全事件上報。

5.3 實(shí)施三：寬帶載波傳感方式

特點(diǎn)：高速數(shù)據(jù)傳輸，通信速率高，可實(shí)現(xiàn)100%抄通率。

實(shí)現(xiàn)：寬帶載波可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，極大地縮短了組網(wǎng)時間，可通過遠(yuǎn)程控制通斷電，通信速率高，可以多個數(shù)據(jù)量超度，并可實(shí)現(xiàn)100%抄通率。

5.4 實(shí)施四：集中式數(shù)據(jù)采集分析

特點(diǎn)：實(shí)時竊電分析，及時發(fā)現(xiàn)“跑冒滴漏”。

實(shí)現(xiàn)：通過實(shí)時對比表箱進(jìn)線電流、戶表火線電流、零線電流、開蓋次數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)用戶竊電行為，并以事件形式主動上報到主站。

5.5 實(shí)施五：夾嘴式連接方式

線損排查裝置采用柔韌拔插式、卡扣式、夾鉗式，造型獨(dú)特、美觀大方。將夾嘴式開口電流互感器經(jīng)接線端子盒接到三相四線費(fèi)控智能電能表上，既不必修改電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不僅降低了成本，又便于批量組裝生產(chǎn)，還便于出現(xiàn)故障后維修更換元件。

經(jīng)過對比分析，確定使用了夾嘴式電流互感器，通過對各個廠家不同型號產(chǎn)品進(jìn)行對比，最終確定了某公司夾嘴式電流互感器，從表中可以看出夾嘴式電流互感器的性能及質(zhì)量均符合要求，該實(shí)施有效。

最終小組完成了線損排查裝置的研制，該裝置絕緣性能好、安裝拆卸方便、可靠性好、重量適中，如圖3、圖4所示。

圖3 線損排查裝置示意圖

圖4 線損排查裝置成品圖

6 現(xiàn)場安裝

實(shí)施完成之后，小組成員到高損臺區(qū)多次試驗(yàn)，進(jìn)行現(xiàn)場安裝，論證效果實(shí)驗(yàn)如圖5、圖6所示。

圖5 現(xiàn)場安裝圖

圖6 現(xiàn)場安裝

7 效果檢查

用原始方法治理金海湖供電所轄區(qū)內(nèi)部分臺區(qū)線損。按電價為0.4883元/kWh計算：折合虧損費(fèi)用：49960 kWh×0.4883元/kWh=24395.4元。

用新方法治理金海湖供電所轄區(qū)內(nèi)部分臺區(qū)線損。按電價為0.4883元/kWh計算：折合虧損費(fèi)用：2070 kWh×0.4883元/kWh=1010.78元，綜合效益：23384.6元。

小組成員根據(jù)研制的線損排查裝置的特點(diǎn)，將其設(shè)計圖紙等資料歸檔，編寫了《線損排查裝置作業(yè)指導(dǎo)書》，并報請公司運(yùn)檢部、營銷部批準(zhǔn)，為后續(xù)施工時借鑒使用。

通過使用線損排查用裝置，2020年金海湖供電所有3個月榮獲全國線損百強(qiáng)供電所前3名。

8 結(jié)束語

通過本次活動，小組成員利用QC工具分析和解決問題，完成產(chǎn)品研制，提高工作效率，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，最終研制出操作簡單、使用安全、便捷高效的可帶電加裝電源側(cè)成套關(guān)口監(jiān)測裝置，同時也提高了組員自身的綜合素質(zhì)。小組成員都能夠積極參與、集思廣益，分工合作、各取所長，共同努力，最終達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，為線損排查裝置提供了新的方法和思路，此次QC活動為小組在今后解決類似的問題積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期的目的。