朱俏婷
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局,廣東中山528400)
近年來,電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,電能計(jì)量裝置越來越多,電力企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的考核越來越重視,各電網(wǎng)開發(fā)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)功能都還在完善中,不能直接檢測(cè)計(jì)量裝置異常。而實(shí)際上現(xiàn)場(chǎng)需運(yùn)維的計(jì)量點(diǎn)越來越多,終端質(zhì)量差導(dǎo)致誤報(bào)警多且計(jì)量裝置管理人員有限。本文利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)有功能,在對(duì)計(jì)量裝置運(yùn)行特性和故障種類進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上,介紹了及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量裝置故障的三種方法,可對(duì)提高現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量裝置運(yùn)維效率,推進(jìn)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)功能完善起促進(jìn)作用。
變電站母線電量不平衡率是衡量變電站電量供入、供出正常與否的技術(shù)指標(biāo),是站內(nèi)電量損耗的直觀體現(xiàn),也是監(jiān)視站內(nèi)計(jì)量裝置運(yùn)行狀態(tài)的重要依據(jù)。在正常運(yùn)行情況下,同一電壓等級(jí)變電站的輸入電量與輸出電量是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程,其母線電量不平衡率會(huì)在內(nèi)波動(dòng),是一個(gè)幾乎穩(wěn)定的數(shù)。所以對(duì)母線不平衡率異常進(jìn)行分析,查出異常原因,是及時(shí)排除故障,保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。另外,當(dāng)母線不平衡率異常時(shí),可結(jié)合主變變損率進(jìn)行分析,進(jìn)一步縮小設(shè)備故障范圍,從而找出計(jì)量裝置異常點(diǎn)。
計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)采集到的變電站對(duì)應(yīng)的電能表行度、互感器倍率等信息,按電壓等級(jí)進(jìn)行建模,計(jì)算得出每日、每周、每月母線電量不平衡率。按主變電量進(jìn)行建模,計(jì)算每臺(tái)變壓器對(duì)應(yīng)的主變變損率。
通過計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)變電站母線不平衡率的日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表數(shù)據(jù)可以判斷裝置是否存在運(yùn)行故障。每日監(jiān)控母線不平衡率,當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)變電站某電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的母線電量不平衡率超過±1%時(shí),按以下3個(gè)步驟進(jìn)行異常排查:
表碼、倍率、輸入計(jì)量點(diǎn)、輸出計(jì)量點(diǎn)是計(jì)算母線電量不平衡率的基本要素。由于新線路投運(yùn)未及時(shí)在系統(tǒng)維護(hù)檔案更新,以致系統(tǒng)未更改模型;或因計(jì)量故障某個(gè)或某幾個(gè)計(jì)量點(diǎn)采集不回?cái)?shù)據(jù);變電站運(yùn)行方式改變,均會(huì)影響母線電量不平衡率。
利用主變變損率進(jìn)行比對(duì),在基礎(chǔ)資料、模型正確的前提下,如果主變變損率正常(正常負(fù)荷,每臺(tái)主變變損率在±1%內(nèi)),可以認(rèn)為其各側(cè)電量正常;如果變損率異常,可將主變變高、變中、變低的正、反向電量代入不平衡率異常側(cè)的分析計(jì)算,從而找出主變對(duì)應(yīng)的計(jì)量點(diǎn)計(jì)量裝置異常點(diǎn)。母線不平衡率按電壓等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),同一電壓等級(jí)下可能有幾段母線在運(yùn)行,比如一般變電站10 kV側(cè)母線都是分段運(yùn)行的。對(duì)于分段運(yùn)行的母線,根據(jù)下一分級(jí)計(jì)算各分段母線的電量不平衡率,可以進(jìn)一步縮小故障范圍。注意針對(duì)運(yùn)行方式改變,分段母線并列運(yùn)行情況,需從其他角度去查找分析。
如果母線不平衡率異常僅發(fā)生在當(dāng)月的某個(gè)時(shí)段,按周、按日計(jì)算母線不平衡率,鎖定異常時(shí)間,可以快速分析出異常點(diǎn)。對(duì)于整個(gè)變電站或單條母線,可按月份比對(duì)供入、輸出電量,判斷異常電量的計(jì)量點(diǎn),但該方法受變電站運(yùn)行方式影響。
通過系統(tǒng)采集到的行度、電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)可以判斷異常發(fā)生的具體原因,從而方便現(xiàn)場(chǎng)快速處理故障。
通過計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)變電站母線不平衡率的報(bào)表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常是相對(duì)成熟的變電站計(jì)量裝置維護(hù)方式,其相對(duì)于傳統(tǒng)的年檢、設(shè)備巡視方法而言,可以快速發(fā)現(xiàn)計(jì)量裝置缺陷,減少設(shè)備維護(hù)人員的工作量,重點(diǎn)是利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),挖掘潛力大。但其對(duì)系統(tǒng)維護(hù)人員素質(zhì)要求較高,有些缺陷可能不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),例如CT短暫開路、回路接觸不良,且只針對(duì)變電站計(jì)量裝置故障,無法發(fā)現(xiàn)專變、公變、低壓集抄對(duì)應(yīng)的計(jì)量裝置設(shè)備缺陷,所以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置缺陷的方法有待進(jìn)一步研究。
現(xiàn)場(chǎng)故障多種多樣,但計(jì)量裝置的電壓、電流回路,CT、PT及其二次回路一般都按A、B、C三相各自獨(dú)立。從概率來講,除極個(gè)別案例或人為因素外,故障大部分都發(fā)生在某一相,如某開關(guān)A相CT本體匝間擊穿、某開關(guān)某相PT保險(xiǎn)熔斷等。所以,可以利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站對(duì)采集的各計(jì)量點(diǎn)的分相電壓、電流進(jìn)行判斷,通過設(shè)置電流、電壓閾值,從而得出故障點(diǎn)并給予報(bào)警提示,可大大減少維護(hù)人員的工作量,縮短故障發(fā)現(xiàn)的周期。自定義報(bào)警可以分為遙測(cè)電壓報(bào)警、遙測(cè)電流報(bào)警、高供高計(jì)電壓報(bào)警、高供低計(jì)電壓報(bào)警、終端全失壓報(bào)警等,以下針對(duì)各報(bào)警類型設(shè)置閾值進(jìn)行討論。
(1)三相三線V/V接法的高壓計(jì)量裝置,當(dāng)A或C相電流長(zhǎng)期為0或間斷為0時(shí),系統(tǒng)主站給予報(bào)警提示。
(2)三相四線Y/Y接法的低壓計(jì)量裝置,當(dāng)A、B或C相電流長(zhǎng)期為0或間斷為0時(shí),系統(tǒng)主站給予報(bào)警提示。
現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員根據(jù)報(bào)警提示到現(xiàn)場(chǎng)處理,檢測(cè)計(jì)量電流二次回路的各接點(diǎn)接觸是否良好、有否開路或電能表本體有否故障。另外,系統(tǒng)主站報(bào)警提示可根據(jù)電能表A~C相電流嚴(yán)重不平衡建立模型,即:電流在0~0.3 A時(shí),不平衡率>95%;電流在0.3~0.5 A時(shí),不平衡率>75%;電流在0.5~1.0 A時(shí),不平衡率>50%;電流值大于1 A時(shí),不平衡率>25%。
當(dāng)系統(tǒng)提示有報(bào)警時(shí),到現(xiàn)場(chǎng)檢查計(jì)量裝置本體及計(jì)量二次回路,比對(duì)高低壓兩側(cè)的電流值,確定其是實(shí)際用電不平衡或是故障造成電流不平衡。對(duì)由實(shí)際用電造成電流不平衡的,及時(shí)提示客戶調(diào)整用電設(shè)備的負(fù)荷分布。
當(dāng)系統(tǒng)提示計(jì)量裝置電流長(zhǎng)期過高(超過表計(jì)額定電流值)或接近額定電流,運(yùn)維人員根據(jù)提示到現(xiàn)場(chǎng)檢查計(jì)量裝置,了解用電情況,如有需要提示客戶及時(shí)辦理用電增容手續(xù)。
當(dāng)系統(tǒng)提示讀取計(jì)量裝置電流值長(zhǎng)期處于低負(fù)荷區(qū)域(小于計(jì)量裝置標(biāo)定電流10%),運(yùn)維人員根據(jù)提示到現(xiàn)場(chǎng)檢查計(jì)量裝置,并提示客戶辦理用電減量手續(xù)。
三相三線V/V接法的高壓計(jì)量裝置,在同一時(shí)間點(diǎn),當(dāng)出現(xiàn)AB、CB兩相電壓絕對(duì)值相差3 V及以上,或AB、CB元件的其中一相或兩相電壓值低于97 V時(shí),系統(tǒng)給予報(bào)警提示,運(yùn)維人員根據(jù)系統(tǒng)提示分析歷史數(shù)據(jù),鎖定故障發(fā)生時(shí)間。查詢?cè)摽蛻羲?0 kV線路上就近其他同類客戶的電壓數(shù)值情況,變電站其他線路的電壓數(shù)值情況,對(duì)該計(jì)量點(diǎn)電壓瞬時(shí)值進(jìn)行實(shí)時(shí)召測(cè),初步判斷故障具體情況,到現(xiàn)場(chǎng)處理。
由系統(tǒng)主站服務(wù)器分析電能表電流、電壓數(shù)值并報(bào)警可發(fā)現(xiàn)大部分類型的電能計(jì)量裝置故障,且大大減少了系統(tǒng)維護(hù)人員工作量,最主要的是利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)分析電流、電壓等原始數(shù)據(jù),計(jì)算量較小,可縮短故障發(fā)現(xiàn)周期。但如果計(jì)量裝置發(fā)生全失壓或人為誤操作引起的電量計(jì)量異常、竊電,計(jì)量自動(dòng)化的自定義報(bào)警無法及時(shí)給出提示,可針對(duì)以上情況特意根據(jù)專變用戶建立專項(xiàng)數(shù)據(jù)分析機(jī)制,篩選電量異常的客戶。
主要有負(fù)控管理終端與電能表電量比對(duì)專項(xiàng)分析、雙月電量比對(duì)專項(xiàng)分析、分時(shí)計(jì)費(fèi)用戶對(duì)應(yīng)的電能表時(shí)鐘超差專項(xiàng)分析、竊電專項(xiàng)分析等。
該專項(xiàng)分析主要針對(duì)專變用戶,以負(fù)控管理終端為副表作為判斷基準(zhǔn),分析電能表、負(fù)控管理終端電量的異常原因。比對(duì)電能表與負(fù)控管理終端同一時(shí)間段的電量增量,如遞增差值大于±10%,對(duì)電能表與終端的運(yùn)行誤差情況進(jìn)行分析,初步判斷后到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理。
該專項(xiàng)分析主要針對(duì)故障更換計(jì)量裝置、計(jì)量裝置批量輪換的用戶,比對(duì)更換前后一段時(shí)間的遞增電量,如果遞增差值大于±10%,進(jìn)行初步判斷后到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理。
目前計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電能表超差5 min無法遠(yuǎn)程廣播對(duì)時(shí),暫未開發(fā)中繼對(duì)時(shí)功能。分時(shí)計(jì)費(fèi)用戶如果對(duì)應(yīng)的電能表時(shí)鐘超差會(huì)引起峰平谷計(jì)量差錯(cuò),從而導(dǎo)致退補(bǔ)電量電費(fèi)的產(chǎn)生。為避免這種情況發(fā)生,根據(jù)主站定時(shí)召測(cè)電能表時(shí)間,篩選電能表與負(fù)控終端時(shí)間差大于30 min的;如果無法讀取電能表時(shí)鐘,用電表峰平谷行度對(duì)應(yīng)費(fèi)率時(shí)段判斷是否正確。按用戶計(jì)量方式與分時(shí)方式、電表時(shí)鐘超差程度決定現(xiàn)場(chǎng)處理先后順序。
在生活中,由于竊電、漏電等行為的存在,供電企業(yè)常蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何快速發(fā)現(xiàn)竊電情況?可以結(jié)合配網(wǎng)線損分析,比對(duì)同期電量,計(jì)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流、電壓、功率因數(shù)進(jìn)行分析。建立專項(xiàng)數(shù)據(jù)分析機(jī)制,篩選電量異常、電能表時(shí)鐘超差的大工業(yè)用戶,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置失流、全失壓、人為誤操作引起的電量計(jì)量異常、竊電等比較隱蔽的故障,縮短故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間,保證計(jì)量裝置的準(zhǔn)確可靠。
利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次分析,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量差錯(cuò),減少追補(bǔ)電量產(chǎn)生;縮短故障消缺時(shí)間,及時(shí)查處竊電行為;提高工作效率,節(jié)約人員成本;及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的故障,避免設(shè)備故障升級(jí)、事故范圍擴(kuò)大,節(jié)約設(shè)備成本、維護(hù)成本。
電能計(jì)量裝置的安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行,是主配網(wǎng)設(shè)備安全的主要影響因素之一,是千家萬戶準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)的依據(jù)。一些電能計(jì)量裝置小缺陷、小隱患可能會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)安全運(yùn)行,例如電能表電壓回路擊穿可能會(huì)引起電能表燃燒,如果沒有得到妥善處理,將影響整個(gè)變電站設(shè)備的安全。故障發(fā)現(xiàn)的延緩,將導(dǎo)致設(shè)備故障升級(jí)及電費(fèi)結(jié)算異常。所以有效監(jiān)測(cè)計(jì)量裝置電能計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),可為電網(wǎng)主配網(wǎng)線損分析工作提供準(zhǔn)確而穩(wěn)定的數(shù)據(jù),更可為千家萬戶安全用電、放心用電提供保證。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),筆者圍繞電能計(jì)量裝置運(yùn)行精益管理講解了三種不同的方法。其能高效可靠準(zhǔn)確地鑒別出運(yùn)行異常的計(jì)量裝置和用電異常的客戶,可為現(xiàn)場(chǎng)異常排查工作快速準(zhǔn)確地進(jìn)行提供技術(shù)保障,并節(jié)省大量的人力、物力。