彭 濤， 趙 楓， 楊 益， 喬 惠， 王艷龍

(國網(wǎng)合肥供電公司， 安徽 合肥 230022)

1 事件經(jīng)過

2019年2月15日，某省計量中心稽查到一處35kV專線供電關(guān)口電能量計量數(shù)據(jù)異常，該關(guān)口同時存在正向電量和反向電量，但是對應(yīng)關(guān)口的用戶不存在發(fā)電上網(wǎng)業(yè)務(wù)(例如光伏等)，認(rèn)為該專線用戶有竊電嫌疑，故發(fā)起異常處理工單至某地市供電公司。2月15日下午，地市供電公司計量人員接到工單后，立刻召測了該計量點(diǎn)2019/1/1 0∶ 00∶ 00到2019/2/16 0∶ 00∶ 00的電量數(shù)據(jù)，該專線用戶計量點(diǎn)的電量如表1所示。

表1 地市公司召測的電量數(shù)據(jù)

2 原因分析

2.1 電能表反向有功電量走字的原因分析

在現(xiàn)在的電網(wǎng)運(yùn)營模式下，通常普通電力用戶的用電形式主要為從電網(wǎng)獲得電能，一般不會出現(xiàn)反向有功往電網(wǎng)傳輸?shù)哪Ｊ?。若出現(xiàn)反向有功電量走字情況，一般其常見原因有以下幾種情況[1]:

(1)內(nèi)部裝設(shè)了發(fā)電設(shè)備，可能在某一時刻發(fā)電量超過用電量，向外傳送時，潮流方向發(fā)生變化，電能表就將向電網(wǎng)傳輸?shù)碾娔苡涗洖椤胺聪蛴泄Α?。例如發(fā)電廠、小水電、光伏用戶、自備電廠用戶等上網(wǎng)用戶發(fā)電時向電網(wǎng)輸送電能量。

(2)雙電源、多電源用戶在并列運(yùn)行時有功率穿越，向電網(wǎng)方向傳送的有功電能量就記為反向有功電量。

(3)內(nèi)部有大型電機(jī)類(或能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，如：電梯、電鐵負(fù)荷)設(shè)備，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過程中，內(nèi)部正在運(yùn)行的電動機(jī)由于慣性不能一下子停下來，電機(jī)處于制動轉(zhuǎn)態(tài)而變成“發(fā)電機(jī)”，由于此時用戶設(shè)備未能全部吸納“發(fā)電機(jī)”所發(fā)出的電能量，發(fā)出的部分電能向電源方向傳送，就會發(fā)生計入電能表反向有功電能量。

(4)計量系統(tǒng)接線錯誤可能產(chǎn)生反向有功。

(5)竊電行為可能產(chǎn)生反向有功。

(6)三相三線用戶，若電流互感器一相故障，在功率因數(shù)較低情況下，另一相會造成電能表反向有功電量走字。

(7)電能表內(nèi)部算法設(shè)計存在缺陷[2]。

上述(1)～(3)情況為正常工況下發(fā)生的反向有功電量走字，而(4)～(7)情況則為由于各種原因?qū)е碌碾娔苡嬃慨惓＃瑫斐呻娔芰康纳儆嫽蚵┯?，因此這類情況是需要重點(diǎn)跟蹤、監(jiān)測的對象，以便及時發(fā)現(xiàn)處理計量異常、故障，減少供電企業(yè)電量損失。

2.2 現(xiàn)場計量裝置介紹

220 kV某變電站的該計量點(diǎn)，所使用的電壓互感器由大連北方互感器集團(tuán)有限公司制造，型號為JDZX10-35，等級為0.2；電流互感器由大連第一互感器集團(tuán)有限公司制造，型號為LZZBJ9-35Q，等級為0.2 S；電能表由杭州華立制造，型號為DSZ535，三相三線制接線，電壓為3×100 V，電流3×1.5(6)A，等級為0.5 S。

2.3 原因分析

經(jīng)營銷系統(tǒng)核查，該電力用戶實(shí)際上是一家醫(yī)院，線路為純電纜形式供電，線路等效參數(shù)以電容為主。2018年初已經(jīng)完成送電流程，但是目前尚未投入運(yùn)行，核實(shí)不存在2.1(1)～(3)情況。該計量點(diǎn)在變電站內(nèi)部，用戶不可能隨意進(jìn)入，不存在竊電問題，仔細(xì)核對了設(shè)備的信息，并實(shí)施了初步的外觀檢查，沒有明顯異常，在檢定合格期限內(nèi)，又逐步核對了計量系統(tǒng)的接線，也不存在異常。為了查找該反向電量的根源，計量人員使用了三相現(xiàn)場校驗(yàn)儀進(jìn)行現(xiàn)場測試，測得其運(yùn)行時刻的相量圖及電氣參數(shù)如圖1所示。

為了進(jìn)一步確認(rèn)儀器完好沒有故障、確認(rèn)測試數(shù)據(jù)的真實(shí)性，對比參考了保護(hù)裝置的顯示數(shù)據(jù)，如圖2、3所示。

圖1 電能表現(xiàn)場校驗(yàn)儀界面測試數(shù)據(jù)

圖2 保護(hù)裝置電流量和相角

對比現(xiàn)場校驗(yàn)儀和保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)：計量二次回路A、C相電流大約為0.06 A，A相電流超前A相電壓90.01°，C相電流超前C相電壓90.23°，功率因數(shù)為-0.00，保護(hù)二次回路的電流大約為0.03 A，大致在同一數(shù)量等級，A相電流超前A相電壓98.74°，C相電流超前C相電壓88.7°，相角略微有差別，功率因數(shù)為-0.02。計量用電流互感器繞組準(zhǔn)確度等級為0.2 S，變比500/5，保護(hù)繞組準(zhǔn)確度等級遠(yuǎn)低于計量繞組，變比1000/5，綜合分析可知，電流數(shù)值基本一致，相角的差別可以接受，而且?guī)缀跏羌內(nèi)菪载?fù)荷，可以印證校驗(yàn)結(jié)果。由于計量的數(shù)據(jù)精確度要高得多，以計量二次數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

從校驗(yàn)儀二次電流數(shù)據(jù)可知，實(shí)際二次電流值只有二次標(biāo)準(zhǔn)值5 A的1%左右，所以不能忽略外環(huán)境電磁量帶來的感應(yīng)分量的干擾。通常情況，計量、保護(hù)二次回路，從高壓倉內(nèi)的互感器二次端子到測量單元，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，一次設(shè)備帶電，電流二次回路全金屬存在雜散電容且二次回路單點(diǎn)接地，以及存在磁場耦合、電場耦合等因素，不可避免地感應(yīng)了微弱的電流。由于其數(shù)值相對額定值非常小，方向隨機(jī)性大，正常工況下可以忽略不計。根據(jù)疊加定理，實(shí)際二次電流為感應(yīng)電流與電流互感器二次電流的疊加，其對應(yīng)的相量關(guān)系如圖4所示。

圖3 保護(hù)裝置顯示的功率因數(shù)

圖4 計量相關(guān)信號綜合相量圖

有功功率P=UABIAcos(π/2-π/6+δA)+UCBICcos(π/6-π/2+δC)

其中U為線電壓，I為線電流，δA為感應(yīng)分量影響的A相角度，δC為感應(yīng)分量影響的C相角度。

則

可見，有功功率P取決于δA+δC的方向，δA、δC隨機(jī)分布在包含0點(diǎn)的微小區(qū)域內(nèi)，與電能表的示數(shù)表現(xiàn)一致。

結(jié)論：由于線路空載，該計量點(diǎn)的實(shí)際負(fù)荷可以視為純電容負(fù)荷，功率因數(shù)幾乎為0(容性)。在計量點(diǎn)現(xiàn)場，電磁環(huán)境干擾造成二次回路存在微小的感應(yīng)電分量，具有一定的隨機(jī)性，電能表計量了少量的正向和反向電量，且有功電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無功電量，該反向有功電量屬于正?，F(xiàn)象。

3 處理措施及建議

該關(guān)口計量點(diǎn)出現(xiàn)少量的反向有功走字，并不是出于專線用戶竊電、私自更改計量接線等違約用電行為、也不是供電公司的計量裝置及其二次回路存在缺陷，而是由于該35kV線路長期空載，幾乎是純?nèi)菪载?fù)載，在二次系統(tǒng)正常的電磁干擾下產(chǎn)生的或正或負(fù)的隨機(jī)有功電量走字。該反向走字不需要處理，等該專線用戶負(fù)載正式啟用之后，功角小于90°且疊加微小的感應(yīng)分量不足以超過90°，就不會出現(xiàn)了。

因此，提出以下建議：

(1)充分做好需求側(cè)管理。協(xié)調(diào)控制業(yè)擴(kuò)報裝進(jìn)度和用戶實(shí)際用電時間需求，避免電網(wǎng)側(cè)具備送電條件而用戶負(fù)荷空載的現(xiàn)象，空載線路造成出現(xiàn)反向有功電量的異?；?，而且投切長空載線路容易產(chǎn)生操作過電壓[3]，危害電力系統(tǒng)的絕緣防護(hù)，損害供電可靠性指標(biāo)。

(2)改進(jìn)反向電量異常的判據(jù)。隨著經(jīng)濟(jì)下行趨勢，空載用戶不可避免增多，用戶計量點(diǎn)出現(xiàn)反向有功電量，可以結(jié)合功率因數(shù)和電流數(shù)字一起判定，若二次電流小于標(biāo)準(zhǔn)電流的3%數(shù)值(即10%電能表標(biāo)定電流[4])，而且負(fù)載的功角為容性或者感性90°左右，即功率因數(shù)約為容性或者感性的0值，出現(xiàn)少量的反向有功走字為正?，F(xiàn)象，不需要列入異?；閷ο?。

4 結(jié)束語

電力營銷稽查是電力營銷環(huán)節(jié)內(nèi)控約束機(jī)制的主要組成部分，是電力營銷風(fēng)險管理的重要內(nèi)容和有效途徑。通過有效開展電力稽查工作，可以達(dá)到規(guī)范營銷行為，堵塞漏洞，挖潛增效，提高營銷政策執(zhí)行力，減少營銷事故的目的。隨著電力負(fù)荷多樣化發(fā)展和分布式發(fā)電的日益增多，反向有功電量的出現(xiàn)頻次與日俱增，為了減少稽查工作量和調(diào)節(jié)人員承載力，與時俱進(jìn)的稽查方法和異常判據(jù)越發(fā)重要。