電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工技術(shù)的應(yīng)用及管理

曹 文

上海英同電氣有限公司 上海 200090

前言

2009年各大電網(wǎng)公司就已經(jīng)開(kāi)始注重電能的質(zhì)量問(wèn)題，安裝了許多在線的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備。但是由于設(shè)備安裝在施工技術(shù)和管理方面存在較大的區(qū)別，導(dǎo)致部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存在異常，因此需要利用先進(jìn)的技術(shù)及項(xiàng)目管理健全電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，方便實(shí)時(shí)察覺(jué)電網(wǎng)電能質(zhì)量方面的問(wèn)題。通過(guò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、智能化的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，以便可以滿足專業(yè)人員的使用需求。

1 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，與多種電壓等級(jí)的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間構(gòu)成較為完整的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)?？梢酝瓿蓪?duì)電網(wǎng)運(yùn)行中各種電能質(zhì)量指標(biāo)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)與收集分析。其中，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從功能可以劃分為通信服務(wù)、監(jiān)測(cè)單元、監(jiān)測(cè)和平臺(tái)分析等小系統(tǒng)。電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)組成上可以劃分為10kV、35kV、110kV、220kV的線路監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用電網(wǎng)內(nèi)部的通信系統(tǒng)可以將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的服務(wù)器上，工作人員可以通過(guò)查看這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析電能質(zhì)量情況。因此，監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)收集與分析工作是工作人員判定電網(wǎng)電能質(zhì)量好壞的重要方式。

2 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的重要性

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電壓電流值采集的節(jié)點(diǎn)被稱為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)需要一個(gè)龐大的系統(tǒng)帶動(dòng)運(yùn)行，其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都負(fù)責(zé)自身數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的合理設(shè)置，以及線路關(guān)聯(lián)性，以實(shí)現(xiàn)保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的效果。監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)電網(wǎng)內(nèi)部通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)上傳至電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器，后臺(tái)查看各監(jiān)測(cè)點(diǎn)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)判斷線路電能質(zhì)量是否正常的最直觀的依據(jù)。線路監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)正確，電網(wǎng)與其關(guān)聯(lián)線路的電能質(zhì)量情況也能展現(xiàn)出來(lái)，因此確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行至關(guān)重要。

3.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工技術(shù)的應(yīng)用及管理分析

3.1 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備電壓電流信號(hào)接入技術(shù)

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中最基本工作內(nèi)容就是監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安裝、調(diào)試部分。其中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的主要部分是電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)接入監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓電流信號(hào)，對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。因此，在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工過(guò)程中，工作人員需要充分了解電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的電壓電流的接線方式。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備主要通過(guò)接入監(jiān)測(cè)點(diǎn)線路二次回路電壓電流信號(hào)，設(shè)備的電壓電流的接線方式電壓電流二次回路的幾種接線方式：主要為角形接線和星形接線。對(duì)于線路監(jiān)測(cè)點(diǎn)，電壓可以與線路測(cè)控回路的交流電壓回路并聯(lián)。電流回路應(yīng)經(jīng)電流互感器接入，串接在線路測(cè)控電流回路之后。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備信號(hào)接入時(shí)，注意PT二次回路不能短路或接地，CT二次回路信號(hào)不能開(kāi)路，以此要確保電壓互感器（PT）、電流互感器（CT）的安全。

3.1.1 星形接線技術(shù)

星形接線主要是通過(guò)三相用電器和三相交流電源的一種接線方式。將三相電源的三個(gè)繞組的尾端A、B、C相互連接在一起，變?yōu)橹行渣c(diǎn)N。接著將頭部的X、Y、Z引出三根端線，因此該系統(tǒng)是由振幅相同、頻率相同位置相差120°的三弦電源通過(guò)某種凡是連接在一起對(duì)外供電的技術(shù)。它的接法要求從用戶回路接入電壓電流有A、B、C、N四相，每相都有信號(hào)。

3.1.2 角形接線技術(shù)

利用角形接線方法的三相線電壓等于相電壓，線電流相當(dāng)于相電流的1.73倍。由于角形接法沒(méi)有中性線，設(shè)備電壓電流端子上只需要接入A、B、C三相。此類接線方式大多應(yīng)用于對(duì)大型電機(jī)線路監(jiān)測(cè)。

3.1.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)二次回路需注意的問(wèn)題

（1）目前電網(wǎng)線路監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓電流二次回路大部分為三相四線制，中性點(diǎn)接地，對(duì)應(yīng)設(shè)備的接線方式為星形接線，即監(jiān)測(cè)點(diǎn)二次回路接入電壓電流信號(hào)有A、B、C、N四相。

（2）對(duì)于部分老舊線路監(jiān)測(cè)點(diǎn)由于線路PT接線方式采用兩只單相電壓互感器接成不完全星形（V，V）接線，二次電壓回路中只有A、B、C三相。在其二次電壓回路中測(cè)量時(shí)，只能測(cè)量線電壓，不能測(cè)相對(duì)地電壓。對(duì)于這種情況，施工時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)二次電壓回路并聯(lián)接入設(shè)備電壓端子排時(shí)，大部分設(shè)備廠家將端子排B相和N相短接。

（3）部分線路監(jiān)測(cè)點(diǎn)二次電流回路僅為滿足計(jì)量（電能表、功率表等）需要，只需A、C兩相電流，B相則用于測(cè)控或其它需要。由于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境制約，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備在串接時(shí)只能接入A、C兩相，此時(shí)就需要廠家對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)A、C兩相電流合成計(jì)算出B相電流上傳系統(tǒng)。

3.2 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的管理

隨著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目大范圍實(shí)施，大量監(jiān)測(cè)點(diǎn)增加，而眾多的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備廠家由于技術(shù)上存在的差異，對(duì)設(shè)備安裝、信號(hào)接入、通信等要求也不同。電網(wǎng)各電壓等級(jí)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)是構(gòu)成電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，施工時(shí)除了需確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝符合廠家要求外，還需考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況。因此，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工，不僅要求施工人員對(duì)設(shè)備技術(shù)參數(shù)熟練掌握，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)線路情況也要了解清楚。為保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)所接入的電壓與電流信號(hào)穩(wěn)定準(zhǔn)確，不僅要求施工人員技術(shù)過(guò)硬，還需要從加強(qiáng)項(xiàng)目的管理，而電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容就是提升電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的技術(shù)總結(jié)，施工人員在施工過(guò)程除了遵守電網(wǎng)電氣工程各項(xiàng)施工規(guī)范外，還需針對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格的管理。

其一，在施工前，需要確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓電流回路的接線方式。確認(rèn)電壓電流的二次回路接線方式是否與圖紙一致，并通過(guò)萬(wàn)用表、相序測(cè)試儀等儀器進(jìn)行核對(duì)。在進(jìn)行二次回路接線時(shí)需要按照“電壓正相序、電壓與電流相別一致”的原則，確認(rèn)統(tǒng)一的電流正負(fù)流向。監(jiān)測(cè)設(shè)備電壓信號(hào)并聯(lián)接入監(jiān)測(cè)點(diǎn)二次回路，電流信號(hào)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)電流回路串聯(lián)接入。

其二，在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝之后，需要添加模擬信號(hào)驗(yàn)證設(shè)備接線方式的正確性。模擬信號(hào)可以測(cè)試設(shè)備在施工工作中受接地、通信等外界環(huán)境影響的情況，方便工作人員及時(shí)進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)。電能質(zhì)量模擬信號(hào)的添加可以提升電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備檢測(cè)電能質(zhì)量的水平，增加設(shè)備收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

其三，在接入電壓電流之后，需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)核對(duì)工作。利用現(xiàn)場(chǎng)電度表、測(cè)控回路等計(jì)量點(diǎn)顯示的數(shù)據(jù)，與電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備接入的電壓電流信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，是否一致。校驗(yàn)后，工作人員可以與系統(tǒng)主站進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸、修改、遙控等工作。對(duì)于誤差數(shù)據(jù)的反復(fù)測(cè)試可以立即發(fā)現(xiàn)設(shè)備的超差問(wèn)題，及時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修與更換，保證電能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的查看及校驗(yàn)工作人員可以實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的線路狀況。

其四，提升施工人員的專業(yè)水平。施工企業(yè)需要定期進(jìn)行施工人員關(guān)于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝方面的培訓(xùn)，提升員工的專業(yè)素質(zhì)。邀請(qǐng)專家為施工人員講解不同種類接線技術(shù)的技巧和注意事項(xiàng)。在豐富施工人員理論知識(shí)的同時(shí)增加其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推進(jìn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的有序進(jìn)行。

其五，施工人員的管理。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的施工流程確定后，及時(shí)對(duì)施工方案人員進(jìn)行培訓(xùn)，嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行安裝、校驗(yàn)、調(diào)試等工作，并將每項(xiàng)工作安排專人負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)人員需要熟悉掌握技術(shù)要領(lǐng)，并做好安裝調(diào)試記錄。

3.3 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的發(fā)展前景

電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立之初，監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要為部分35kV、220kV重點(diǎn)供電線路，而涉及10kV線路的供電用戶監(jiān)測(cè)點(diǎn)較少，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電用戶采用的用電設(shè)備也越來(lái)越高端，對(duì)電能質(zhì)量要求越來(lái)越高。而一旦10kV線路出現(xiàn)電能質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)?shù)仉娍圃壕托枰獢y帶便攜式設(shè)備通過(guò)頻繁的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，確定電能質(zhì)量問(wèn)題的原因，測(cè)試過(guò)程中也需要大量的人力、物力的配合，通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)不斷的增加，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就可以隨時(shí)得出統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)報(bào)告，既節(jié)省了時(shí)間成本又節(jié)約了人力資源，也提升了電力企業(yè)的工作效率，創(chuàng)新傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的工作模式。由此可看出，電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置也逐漸從35kV、220kV重點(diǎn)供電線路向低電壓等級(jí)配電用戶線路增加。

4 結(jié)論

隨著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工不斷總結(jié)，設(shè)備技術(shù)的不斷完善，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)電壓電流信號(hào)采集也更加方便，后續(xù)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以利用直采的方法實(shí)現(xiàn)多種規(guī)約的監(jiān)測(cè)裝置的接入，利用模塊化的設(shè)計(jì)思路，利用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析，把電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)成基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐模塊、中間服務(wù)模塊、高端應(yīng)用模塊三層系統(tǒng)，滿足高級(jí)技術(shù)人員與普通技術(shù)人員對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)運(yùn)用與管理的需求，維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全發(fā)展。