黃紅橋，廖春紅，劉輝

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司永州供電分公司，湖南 永州425000)

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司95598 業(yè)務(wù)的集中和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的深化，各供電企業(yè)越來(lái)越關(guān)注自己的服務(wù)質(zhì)量，國(guó)網(wǎng)公司更是提出了“優(yōu)質(zhì)服務(wù)是企業(yè)的生命線(xiàn)”的口號(hào)〔1〕，而電能計(jì)量的準(zhǔn)確性不僅關(guān)系到供電企業(yè)和用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益，更關(guān)系到供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和公眾形象，在這種新形勢(shì)下，如何準(zhǔn)確的計(jì)算計(jì)量裝置故障后應(yīng)追補(bǔ)的電量是用電和計(jì)量部門(mén)必須面對(duì)的問(wèn)題〔2〕。盡管常用的追補(bǔ)電量計(jì)算方法有多種，卻很少對(duì)多種方法進(jìn)行分析和比較，以致于計(jì)量人員無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況選擇簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確和快捷方法。基于此，本文對(duì)常用的追補(bǔ)電量的方法進(jìn)行分析和總結(jié)，歸納為利用更正系數(shù)法、平均電量法、逆推法、母線(xiàn)電量平衡法、綜合誤差法和主副表法追補(bǔ)電量，并詳細(xì)分析了其適用范圍。

1 常用追補(bǔ)電量的計(jì)算方法

為了準(zhǔn)確計(jì)算追補(bǔ)電量，必須根據(jù)具體的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的計(jì)算方法。

1.1 更正系數(shù)法

在三相負(fù)載平衡的條件下，因更正系數(shù)法具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)于高供高計(jì)的小用戶(hù)而言，往往首選更正系數(shù)法追補(bǔ)電量。文獻(xiàn)〔3〕詳細(xì)介紹了更正系數(shù)法的工作原理，本文不再贅述。主要介紹幾種利用更正系數(shù)法追補(bǔ)電量的故障情形。

1.1.1 電能表某相失壓

在實(shí)際運(yùn)行中，電能表某相失壓可能由于電壓二次回路開(kāi)路和電壓互感器一次保險(xiǎn)燒壞斷路導(dǎo)致。如果失壓是由于電壓二次回路開(kāi)路導(dǎo)致的，失壓相的電壓通常約為0。然而如果由電壓互感器一次保險(xiǎn)燒壞導(dǎo)致某相失壓，只要電壓二次回路接線(xiàn)正確，失壓相會(huì)得到一個(gè)相位和幅值都相對(duì)穩(wěn)定的感應(yīng)電壓，該電壓通常稱(chēng)殘余電壓，在10～60 V之間。因此從理論上分析，在電能表失壓情形下得到的更正系數(shù)并不相同，見(jiàn)表1 所示。

表1 三相平衡某相失壓時(shí)的更正系數(shù)

在三相平衡的條件下，一般認(rèn)為U≈Uab≈Ucb，I≈Ia≈Ic。若無(wú)殘余電壓，更正系數(shù)中分子與分母中的電壓、電流可以約掉。反之，應(yīng)以實(shí)際測(cè)量的殘余電壓代入公式計(jì)算，否則追補(bǔ)的電量與實(shí)際相差甚大。

1.1.2 電能表電壓端不同相序和電流互感器二次側(cè)反接情形

實(shí)際中，因計(jì)量人員業(yè)務(wù)能力或工作疏忽，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致電能表電壓端的相序不正確或?qū)㈦娏骰ジ衅鞫蝹?cè)反接等導(dǎo)致錯(cuò)誤接線(xiàn)的情形。這類(lèi)故障情形有多種，而求更正系數(shù)方法都是類(lèi)似的，首先用相位伏表測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)，再根據(jù)文獻(xiàn)〔4〕介紹的方法可直接畫(huà)出向量圖或者直接用較先進(jìn)的校驗(yàn)儀測(cè)出向量圖，然后再根據(jù)向量圖，求出更正系數(shù)。

1.1.3 電能表具備記錄失壓或失流電量功能的情形

由追補(bǔ)電量公式ΔW=(K－1)W'可知，需知道故障期間的電量才能求出追補(bǔ)電量，前面2 種用更正系數(shù)追補(bǔ)電量的方法都是在知道故障期間電量的前提下進(jìn)行追補(bǔ)電量，然而在實(shí)際的運(yùn)行中有時(shí)電能表無(wú)法確定失壓的起止時(shí)間(無(wú)采集終端情形)和失壓期間的電量，也就無(wú)法利用前面2 種更正系數(shù)的方法追補(bǔ)電量。

智能表和多功能電子式電能表因其功能強(qiáng)大，已在計(jì)量中逐漸取代了電磁式的有功表和無(wú)功表，主流廠家生產(chǎn)的品牌電能表都內(nèi)置了多個(gè)電量寄存器，用于存儲(chǔ)不同情況下的電量值〔5〕。其中失壓/失流電量的記錄為更加準(zhǔn)確的追補(bǔ)電量提供了條件，在這種情況下應(yīng)首先求出更正系數(shù)，再依據(jù)公式(1)計(jì)算失壓/失流期間應(yīng)追補(bǔ)的電量:

追補(bǔ)電量=電能表記錄的失壓/失流期間電量×(更正系數(shù)－1)×倍率(1)

通過(guò)公式(1)可求出失壓期間的總電量，然后再根據(jù)電能表正常月份各費(fèi)率電量與正常月份總電量的比例再乘以失壓期間的總電量，求出應(yīng)追補(bǔ)的各費(fèi)率電量。若電能表記錄了失壓/失流期間的電量，首先應(yīng)考慮用失壓/失流期間的電量進(jìn)行追補(bǔ)電量。

由上述分析可知，更正系數(shù)法的關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)際情況求出更正系數(shù)。它們都是基于三相平衡負(fù)載或允許近似計(jì)算的前提下計(jì)算的。若三相嚴(yán)重不平衡或無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算出更正系數(shù)時(shí)，為了不損害供電企業(yè)和客戶(hù)的利益，使追補(bǔ)的電量更接近實(shí)際，需考慮其他方法進(jìn)行追補(bǔ)。

1.2 平均電量法

在計(jì)量裝置的實(shí)際運(yùn)行中，計(jì)量裝置可能會(huì)遭遇雷擊、過(guò)電壓、內(nèi)部元器件等因素致使計(jì)量裝置徹底毀壞，甚至無(wú)法讀取電能表任何信息。此外，在實(shí)際接線(xiàn)中，若A 相、C 相電壓錯(cuò)相會(huì)出現(xiàn)更正系數(shù)為∝，電能表停走，無(wú)相關(guān)的追補(bǔ)信息。但實(shí)際中這些故障情形仍需進(jìn)行追補(bǔ)電量。根據(jù)以往的結(jié)算電量或通過(guò)信息采集系統(tǒng)查詢(xún)用戶(hù)歷史數(shù)據(jù)依據(jù)平均電量法來(lái)進(jìn)行電量追補(bǔ)。為了使選取的正常月份平均電量與故障期間的用電量更加吻合，計(jì)算時(shí)應(yīng)先分析用戶(hù)的用電性質(zhì)和負(fù)荷需求。

1.2.1 縱向比較

以用戶(hù)近期正常3 個(gè)月的平均電量作為依據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)，主要適用于照明、商業(yè)等負(fù)荷穩(wěn)定的用戶(hù)。

1.2.2 橫向比較

以用戶(hù)去年同期的平均電量作為依據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)。適用于學(xué)校、供暖公司等季節(jié)性用戶(hù)。計(jì)算公式為(以2012年10月至2013年4月為例):

追補(bǔ)電量=(2013年4月表碼－2012年10月表碼)÷181×故障期間的天數(shù)×倍率。

平均電量法的關(guān)鍵是根據(jù)用戶(hù)的用電性質(zhì)和用電需求選取合適的平均電量，以及通過(guò)采集系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)勘查確定故障的起止時(shí)間。

1.3 逆推法

在實(shí)際運(yùn)行中，很多時(shí)候在不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載的影響下，會(huì)出現(xiàn)三相嚴(yán)重不平衡。在這種情形下更正系數(shù)法追補(bǔ)電量與實(shí)際相關(guān)較大。此時(shí)，在考慮變壓器或線(xiàn)路的損耗前提下，可利用低壓側(cè)或?qū)?cè)的電能表進(jìn)行逆推求得實(shí)際應(yīng)追補(bǔ)的電量。因變壓器或線(xiàn)路的損耗可通過(guò)信息采集系統(tǒng)的線(xiàn)損分析部分查得，若該變壓器或線(xiàn)路沒(méi)有進(jìn)行線(xiàn)損分析，可按照正常月份(一般取6 個(gè)月)變壓器或線(xiàn)路兩側(cè)電能表正常時(shí)所計(jì)電量計(jì)算平均損耗率。如圖1所示，在正常月份下，該變壓器的損耗率(潮流方向如圖1 所示)為:

λ= 〔(前6月W2電量－前6月W3電量)/前6月W2電量〕×100%

此時(shí)，應(yīng)追補(bǔ)電量W2=W3/(1－λ)

同理，在正常的月份下，線(xiàn)路的損耗率為，

λ= 〔(前6月W1電量－前6月W2電量)/前6月W1電量〕×100%

此時(shí)，應(yīng)追補(bǔ)電量W2=W3/(1－λ)

圖1 涉及變壓器及線(xiàn)路的主接線(xiàn)圖

逆推法的關(guān)鍵是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查確定潮流方向，計(jì)算變壓器或線(xiàn)路的損耗率。因變壓器或線(xiàn)路損耗率與其運(yùn)行特性、負(fù)荷大小、潮流方向、環(huán)境溫度等因素有關(guān)，兩者都具有一定的不確定性，所以在實(shí)際追補(bǔ)電量的分析過(guò)程中，使變壓器或線(xiàn)路損耗率與實(shí)際盡可能的接近。

1.4 母線(xiàn)電量平衡法

母線(xiàn)電量平衡法就是根據(jù)母線(xiàn)電量平衡來(lái)求得其中某塊故障表的電量。該方法尤其適用于關(guān)口電能表的電量追補(bǔ)。因關(guān)口電能表具有電量大、負(fù)荷動(dòng)態(tài)變化范圍寬、相位改變頻繁等特點(diǎn)，不能近似的通過(guò)平均電量法、更正系數(shù)法來(lái)計(jì)算失壓期間的電量，該法適用以下2 種情形:

1)某塊電能表故障情形。如圖2 所示，若510 電能表故障，一方面可以采集系統(tǒng)查得各線(xiàn)路失壓期間的電量之和求得，另一方面可以通過(guò)410和310 電能表失壓期間電量與變壓器的耗損之和求得。

圖2 涉及變電站及一次主接線(xiàn)圖

2)變電站全站失壓情形。在實(shí)際運(yùn)行中，變電站可能會(huì)因端子箱故障、TV 燒壞等原因?qū)е伦冸娬救臼?。這種情況下，如圖2 所示，若510電能表故障，一方面可以通過(guò)各線(xiàn)路對(duì)側(cè)電能表失壓期間電量加線(xiàn)路損耗求得，另一方面，可以根據(jù)35 kV，10 kV 母線(xiàn)平衡分別求得410，310 電能表總電量，在考慮變壓器的損耗后，進(jìn)而求得520 電能表失壓期間應(yīng)追補(bǔ)的電量。

1.5 綜合誤差法

綜合誤差法是指電能表、電壓互感器、電流互感器和二次壓降誤差超出相關(guān)規(guī)程允許范圍的計(jì)量故障，可通過(guò)計(jì)量裝置綜合誤差法計(jì)算應(yīng)追補(bǔ)的電量。當(dāng)電能表、互感器的誤差超出規(guī)程允許值時(shí)，按電能表的實(shí)際負(fù)荷點(diǎn)誤差值γ1計(jì)算應(yīng)追補(bǔ)電量:

當(dāng)二次回路壓降超出規(guī)程允許值時(shí)，按實(shí)際測(cè)算的合成誤差值γ2與允許值γ0之差計(jì)算應(yīng)追補(bǔ)電量:

當(dāng)電流、電壓互感器誤差超出允許值時(shí)，按實(shí)際一次負(fù)荷、二次負(fù)荷下測(cè)算獲得的合成誤差值γ3計(jì)算應(yīng)追補(bǔ)電量:

式中 W 為計(jì)量裝置超差運(yùn)行時(shí)的電量。

若電能表、互感器和二次回路出現(xiàn)2 個(gè)或2 個(gè)以上同時(shí)超差時(shí)，總的應(yīng)追補(bǔ)電量應(yīng)等于各誤差下應(yīng)追補(bǔ)電量之和。該方法的關(guān)鍵是確定超差值γ，因誤差γ 的測(cè)定與標(biāo)準(zhǔn)器具和實(shí)際負(fù)荷有關(guān)，所以盡量使超差值γ 與實(shí)際接近。若用戶(hù)實(shí)際負(fù)荷變化大，應(yīng)按用戶(hù)正常月份的平均負(fù)荷確定誤差或以若干檢定點(diǎn)平均誤差值計(jì)算。

1.6 主副表法

主副表法是指在一個(gè)關(guān)口計(jì)量點(diǎn)裝設(shè)2 塊同等級(jí)的電能表，指定其中1 塊表為結(jié)算表(主表)，另1 塊表為考核表(副表)，這2 塊表共用同1 套電壓互感器、電流互感器和二次回路。如果結(jié)算表出現(xiàn)超差或故障，則以副表作為結(jié)算依據(jù)。該方法僅適用于只有1 塊表出現(xiàn)超差或故障的情況。

2 結(jié)束語(yǔ)

由以上分析可知，在計(jì)量裝置故障后追補(bǔ)電量時(shí)，首先應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和采集系統(tǒng)確定故障類(lèi)型、有無(wú)殘余電壓、三相負(fù)載是否平衡等。待抄錄涉及計(jì)算電量的相關(guān)數(shù)據(jù)后，追補(bǔ)電量才有依據(jù)。在選擇追補(bǔ)電量的方法時(shí)若負(fù)載三相平衡又能計(jì)算出更正系數(shù)，宜選用更正系數(shù)法;而對(duì)于關(guān)口電能表因負(fù)荷不平衡、用電量變化大的特性，通常用逆推法和母線(xiàn)電量平衡法計(jì)算為佳;當(dāng)其他方法都行不通時(shí)，平均電量法作為追補(bǔ)電量的依據(jù)不失為一種較好的方法。對(duì)于復(fù)雜的電量退補(bǔ)，可以使用不同的方法進(jìn)行計(jì)算，相互印證，直至確定對(duì)企業(yè)、用戶(hù)雙方更趨于公平、客觀的方法為止。所以作為計(jì)量人員處理計(jì)量故障或差錯(cuò)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的追補(bǔ)的方法，電量的計(jì)算才能準(zhǔn)確，保證計(jì)量的公正性。

〔1〕陳向群． 智能電能表是社會(huì)發(fā)展的必然選擇〔J〕． 大眾用電，2013(05):16-17．

〔2〕顧定軍，孫妍，鄭盈． 三相三線(xiàn)多功能電表失壓追補(bǔ)電量分析方法及啟示〔J〕． 計(jì)量測(cè)試與檢定，2011，21(1):1-3．

〔3〕陳向群． 電能計(jì)量技能考核培訓(xùn)教材〔M〕． 北京:中國(guó)電力版社，2005:362-394．

〔4〕劉桐然，劉士杰，常曉華，等． 電壓互感器失壓追補(bǔ)電量問(wèn)題的探討〔J〕． 電子側(cè)量技術(shù)，2011，31(5):82-84．

〔5〕戴偉． 電能計(jì)量裝置故障運(yùn)行時(shí)電量追補(bǔ)的合理化計(jì)算〔J〕．計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2011，38(11):7-8．