莊思源

摘 要：本文將以一處基建變作為案例，通過(guò)計(jì)量用電數(shù)據(jù)分析，通過(guò)該異常數(shù)據(jù)與常見(jiàn)故障數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)分析，進(jìn)而有效得出該數(shù)據(jù)異常是由無(wú)功過(guò)補(bǔ)償引起的。

關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng);基建變;無(wú)功功率補(bǔ)償裝置;過(guò)補(bǔ)償;故障分析

引言：

用電信息采集系統(tǒng)是供電公司計(jì)量口的重要用電數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，可以對(duì)所管轄區(qū)域內(nèi)的用電信息講行實(shí)時(shí)掌握、跟進(jìn)[1]，并對(duì)數(shù)據(jù)異常用戶進(jìn)行報(bào)警，但由于目前平臺(tái)智能化和數(shù)據(jù)挖掘能力處于起步階段，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析的功能不夠全面，而這就需要運(yùn)維人員的現(xiàn)場(chǎng)配合，以有效分析異常數(shù)據(jù)。

一、電能表基本情況

由于基建變?yōu)楦邏?0kV供電，因此本文的數(shù)據(jù)異常分析僅考慮高供高計(jì)的三相三線制智能電能表。該智能電能表基本參數(shù)如下：電壓3×100V，電流3×1.5（6）A，準(zhǔn)確度：0.5S，有功脈沖20000imp/kWh，無(wú)功脈沖20000imp/kvarh。電能表制式標(biāo)準(zhǔn)滿足GB/T17215.322-2008，GB/T17215.323-2008，DL/T614-2007。電能表正常工作時(shí)其三相電壓分別為：A相100V，B相0V，C相100V;其電流隨負(fù)荷變化，A相與C相負(fù)荷一般相近，電流差值大時(shí)一般不超過(guò)20%;其相量圖則如圖1所示，Ua、Ub、Uc三相相角相差120°，U1為Ua、Ub合成電壓，U3為Uc、Ub合成電壓，I1為A相電流，I3為C相電流。

二、常見(jiàn)故障介紹

1、電流保險(xiǎn)絲熔斷

由于實(shí)際用電場(chǎng)景中，存在用電負(fù)荷不完全平衡以及電流保險(xiǎn)絲制作工藝上的相對(duì)誤差，因此，本文中僅介紹單相保險(xiǎn)絲熔斷的情況，不考慮多相同時(shí)熔斷的情況。單相保險(xiǎn)絲熔斷主要是兩種情況：A相或C相熔斷、B相熔斷。

當(dāng)A相或者C相保險(xiǎn)絲熔斷后，該相電壓會(huì)發(fā)生失壓現(xiàn)象，其電壓幅值下降幅度取決于保險(xiǎn)絲的實(shí)際折損情況。當(dāng)保險(xiǎn)絲完全熔斷后，該相斷相，另外一相電壓幅值則保持不變。此時(shí)，其相量圖變化如圖2所示，該圖示為A相保險(xiǎn)絲熔斷的情況，C相保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)的相量圖與該圖類同。

一旦連接至計(jì)量裝置的電壓保險(xiǎn)絲出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，必然會(huì)導(dǎo)致電壓失壓，進(jìn)而引起用電信息的數(shù)據(jù)異常，而該情況引起的數(shù)據(jù)異常主要體現(xiàn)為電壓失常。

2、互感器二次接線反向

如圖2所示，為A相、C相電流同時(shí)反向的相量圖，該情況即為電流的進(jìn)出線反接的情況。I11為A相電流I1的反向電流，幅值大小相等，方向相反，I31為C相電流I3的反向電流，幅值大小相等，方向相反。

三、案例分析

1.數(shù)據(jù)召測(cè)

2020年6月某日，用電信息采集系統(tǒng)檢測(cè)到該基建變的用電數(shù)據(jù)異常，電能表數(shù)據(jù)和用電信息終端交采數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)召測(cè)后發(fā)現(xiàn)：該基建變C相電流反向。

2.相量圖繪制

通過(guò)對(duì)電壓電流相位角的實(shí)時(shí)召測(cè)，可以得到該異常數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)的電壓電流角度。由于該相量圖僅體現(xiàn)電壓合成后與電流的相角關(guān)系，因此，通過(guò)對(duì)相角的逆運(yùn)算，可以推導(dǎo)得出該故障情況下完整的相量圖。

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)故障情況為電流進(jìn)出線反接時(shí)，此時(shí)C相電流反向，在相量圖中通過(guò)對(duì)C相電流進(jìn)行反向延長(zhǎng)，可以發(fā)現(xiàn)C相電流的反向電流相量圖是符合系統(tǒng)正常狀態(tài)時(shí)的相量圖，與正常情況下的相量圖是一致的，可以發(fā)現(xiàn)即使將C相電流進(jìn)行反向延長(zhǎng)，其相量圖依舊無(wú)法符合系統(tǒng)正常情況時(shí)的相量圖。通過(guò)對(duì)召測(cè)得到的相角數(shù)據(jù)所繪制推導(dǎo)的相量圖進(jìn)行深入分析，可以發(fā)現(xiàn)將A相與C相兩相電流都進(jìn)行反向延長(zhǎng)，可以發(fā)現(xiàn)A相與C相電流分別超前A相、C相電壓相角90°，呈純感性相量圖，不符合實(shí)際用電情況。因此，通過(guò)召測(cè)得到的角度所畫出的相量圖可以將互感器二次線反接或者電流進(jìn)出線反接的可能性排除。

但是，由于低壓配電裝置中因?yàn)楣β恃a(bǔ)償以及清潔用電的需求，都裝設(shè)有無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，一旦該裝置投切不當(dāng)，是會(huì)引起過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象，其相量圖便可能會(huì)是純?nèi)菪缘臓顟B(tài)。因此，該故障可以考慮過(guò)補(bǔ)償?shù)囊蛩厮?，但具體情況依舊需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，以確定分析判斷。

3.現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)

現(xiàn)場(chǎng)電能表電流示值所示，該基建變電能表顯示確實(shí)存在電流數(shù)據(jù)反向的異常情況，且只存在于C相，且電壓數(shù)據(jù)正常，因此，可以印證數(shù)據(jù)分析的故障排查，確定是非保險(xiǎn)絲熔斷引起的數(shù)據(jù)異常。

該基建變現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)圖及接線檢查與后臺(tái)相角召測(cè)所繪制的相量圖一致，可以印證相量圖分析的排查，確定是非互感器二次側(cè)接線錯(cuò)誤引起的數(shù)據(jù)異常。

通過(guò)對(duì)該基建變的電容補(bǔ)償柜進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)雖然該補(bǔ)償柜一直使用的是自動(dòng)補(bǔ)償方式，但是其在低壓進(jìn)線柜僅有0.1A電流的情況下，電容柜卻自動(dòng)投切了大約180A的電流。由此可以得知，該基建變的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的自動(dòng)投切功能已經(jīng)損壞，無(wú)法有效的及時(shí)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，甚至因?yàn)橥肚羞^(guò)多，無(wú)法退出，而形成了過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致電能表異常引起用電采集系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)異常。

當(dāng)把該基建變的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置關(guān)掉，該基建變的電能表校驗(yàn)圖符合正常狀態(tài)下的相量圖，因此，可以得知該基建變用電存在嚴(yán)重的無(wú)功功率過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象，而其用電數(shù)據(jù)異常確為該電容補(bǔ)償柜投切功能損壞引起的。

結(jié)語(yǔ)：

無(wú)功功率補(bǔ)償是重要的電力源，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率平衡，減少線路電能損耗的作用。但是由于基建變的用電環(huán)境較為復(fù)雜，容易導(dǎo)致相應(yīng)的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)補(bǔ)償這種現(xiàn)象的發(fā)生，因此，今后當(dāng)有類似的用電數(shù)據(jù)異常發(fā)生，可以通過(guò)采取本文的三步分析法進(jìn)行判斷，從數(shù)據(jù)、相量圖進(jìn)行推測(cè)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況便可以有效判斷出該項(xiàng)故障是否由無(wú)功功率過(guò)補(bǔ)償引起的。

參考文獻(xiàn)：

[1]臧曄陽(yáng). 基于項(xiàng)目管理的N公司用電采集系統(tǒng)建設(shè)研究[D].天津大學(xué)，2014.