10kV电能计量装置影响线损的分析_10kv线损效益分析
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10kV电能计量装置影响线损的分析
摘 要：通过营业普查，对
县10kV线路线损较高的原因进行分析，发现三相三线式电能计量装置本身存在着一定的弊端，影响了计量装置准确度，并制定了防范措施，为准确计算线损提供有效依据。关键词：计量装置；准确度；分析
引言：
我公司所辖的10kV线路，线损一直偏高。本文对电能计量装置综合误差组成部分：电能表本身误差，电压、电流互感器的合成误差和二次回路连接导线压降误差，逐一进行了分析，并制定了相应整改措施。
0 问题的提出
在营业普查时，曾发现某高压计量用户处于停产状态，负载电流基本为零，而有功电能表倒转，现场拉开配变低压侧负荷开关，电能表仍然倒转且转速不变，为此对负荷侧设备进行检查，发现该用户配变低压侧安装电容补偿装置，其中一组接线端子有油泥污垢，造成C相接地，致使电能表倒转。将该组电容器退出运行后，电能表恢复正常。同样在用户检修时也曾发现，由于用户使用单相电焊机造成有功电能表倒转。以上两种情况都不同程度造成少计电量，直接影响了计量的准确度。
计量方式存在缺陷
公司所属变电站10kV出口及高压用户计量方式多为三相三线计量方式，在三相三线电路中，使用两元件电能表计量三相三线负荷电量，只需两块电流互感器（TA）即可实现三相电能计量，因此三相两元件电能计量方式具有接线简单，成本低的特点，多数户外高压计量箱采用该计量方式，但该计量方式也存在缺陷。三线两元件电能表与电压、电流互感器联合接线原理图如图—1。
PJ电源侧TV1TV2TA1TA2负载侧图-1 三相两元件有功电能表与电压、电流互感器联合接线原理图ÜuvÜuφu30oİuÜwv30oİwÜwφwÜv图-2 三相两元件有功电能表向量图
1.1，电能表方面分析：在三相两元件电能表中，U相元件的测量功率为：PU= UUVIU cos(30°+φ)，其原理向量如图—2。若在U相与地之间接入电感性负载，如电焊机之类，此时当三相负载电流较小时，负载电流IfU与电感电流IL叠加后使总电流IU与UUV的夹角差小于90°，电能表转速变慢；而当总电流IU与UUV的夹角相位差大于90°，cos(30°+φ)﹤0,即PU= UUV IU cos(30°+φ)﹤0，则电能表反转。见图-3
ÜuvÜuΦu>90°İuİfu30oÜwvİLÜwÜv图-3 三相两元件有功电能表只有U相感性负载向量图
在三相两元件电能表中，W相元件的测量功率为：PW = UWV IW cos(30°-φ)。若在W相与地之间接入电容，则电流IW超前电压UWV。与U相接入电感负载的原理类似，电能表有可能出现转速变慢、停转、甚至反转。
因三相两元件电能表只有U、W相元件，V相负载电流没有经过电能表的测量元件，若在V相与地之间接入单相负载，此时没有电流流过电能表的电流线圈，电能表对该单相负载就会漏计电量。
1.2 改进措施：
针对上述情况，对采用三相三线两元件电能表的计量方式的用户，在配变低压侧安装了三只TA配三只感应式无止逆单相电能表或者配三相四线电能表的计量装置，并将其写入《鄄城县供电公司用电管理办法》，高压计量用户未安装低压计量装置不予送电，不仅可以避免因电容器损坏以及使用电焊机造成电量少计，而且可以有效地防止窃电现象的发生。
三相两元件有功电能表，设计制造基本原理是在三相电源、负载对称的基础上进行的，所以要尽可能做到三相负载的对称，使iU+iV+iW=0，三相所带负荷性质均衡。电压、电流二次回路方面：
2.1变电站10kV出口计量回路改造
随着我公司负荷急剧增加，近年来相继建设并投运35kV变电站，电源分布更趋合理，输电线路状况也明显改善，但10kV线损仍然居高不下。以35kV冀庄变电站10kV线路为例，10kV线损每月完成均在5%以上。08年，对35kV冀庄变电站10kV线路进行更换导线改造，线路损耗明显下降；但是线损仍然偏高，经过多方面分析，问题出现在变电站计量装置方面。冀庄站建站比较早（03年进行了自动化改造），但是10kV电压互感器（TV）仍是旧设备（型号为：JSJW-10,出厂日期为：1986.11）。其二次电压回路，经过了10kVTV隔离刀闸的辅助接点，并且安装了熔断器，又分支到本站系统各个保护测控单元，现场通过对二次电压回路进行测量发现，电压互感器二次电流达到1.3A，即电压互感器负荷达到130VA，而电压互感器额定输出功率为120VA，长期超负荷运行，进行二次压降测试，合成误差达到1.2%（仅二次回路中熔断器产生压降为0.1%），远远高于规程规定0.2%的标准。而电流互感器二次回路中间环节也较多，在变电站自动化改造时又串入了部分测量保护设备，由于早期电流互感器容量比较小，多为5VA，使电流互感器二次长期超负荷运行，势必使电流互感器的比差增大。
为解决电压回路问题，将电压互感器进行检测，其检测结果误差符合规程要求，说明问题不在互感器本身，主要在二次回路上，该站电压互感器安装在10kV高压室内，距离计量
2柜较远，电缆敷设迂回幅度大，长度达30米，线径为4*1.5 单芯铜线，将原来电2缆更换为6*4 单芯铜线，依据《电能计量装置技术管理规程》和该站设备运行情况，mmmm取消了10kVTV隔离刀闸的辅助接点这一中间环节，为彻底解决电压互感器二次超负荷问题，将原来机械表全部更换为多功能电子式电能表，将未运行的电能表全部拆除。由于多功能电子式电能表功耗远小于机械式电能表，二次负载减少50%以上，同时将原来集中安装在主控室计量柜改为出线开关柜内，大大缩短了电能表与互感器之间的距离，加大了导线线径，拆除电流二次回路所有与计量无关的设备，减少了中间环节，大大减小互感器二次负荷。
为了减少误差，电流互感器与电能表之间连线方式严格执行新规程，若采用2只电流互感器则二次绕组与电能表之间用四线连接，若采用3只电流互感器则二次绕组与电能表之间用六线连接，不再采用简化的三相或四线接线方式。上述改造全部完成后，在一定程度上提高了计量装置的准确度，对该站10kV线损进行考核，改造后基本稳定在3.7%左右。
2.2，用户高压计量改造方案
用户高压计量装置，多采用户外安装方式，与变电站出口相比，二次电压、电流回路距离比较短，TA、TV所带负载较少，压降基本符合规程要求，但是部分计量箱运行时间较长，电表箱内的接线端子锈蚀严重，且采用压片式连接，接触电阻增大造成计量不准，为此更换
2了老化的接线端子排，减少了接触电阻，二次回路导线一律采用4单芯铜导线，大
mm大减少了电压二次回路压降及TA二次负载，从而提高了计量准确度。
3，合理选用电能计量装置
3.1，推广使用多功能电子表
多功能电子表由测量单元和数据处理单元等组成，除了具有计量有功、无功电能外，还具有分时计量、失压、失流、最大需量、负荷监控、故障报警、数据储存及RS485 /RS232数据接口等功能，多功能电子表还具有表损低（有功损耗不大于2W）、误差性能好，且比较稳定，因此推广使用多功能电子表。我公司所有35kV变电站出口表计已全部更换为多功能电子表，变电站已实现远程实时抄表，对线损进行实时监控，随着用户多功能电子表的推广普及，逐步实现10kV用户表计的远程集抄、远程费控。通过RS485/RS232接口，或GPS通讯接口，安装用电系统终端，对用户用电负荷情况进行实时监测，给客户经济运行提供了资料，同时有效地遏制窃电行为的发生。
3.2，电压、电流互感器的合理选用
公司所属10kV高压用户多属第III、IV类电能计量装置，按照新的DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》要求，应配置准确度为0.5S级，二次负荷容量较大的电流互感器，并且电流互感器的额定一次电流，应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定值的60%左右，至少应不小于30%。当电流互感器变比选大时，实际负荷电流将低于电流互感器的一次额定电流的30%，特别当负载电流将低到标定电流的10%及以下，电流互感器的比差值增加，并且是负误差；当变比选小时，电流互感器长时间过负荷运行也会增大误差，并且铁芯和二次线圈会过热使绝缘老化。如有一台315kVA变压器，负荷率为70%左右，高压侧计量应选用变比100/5A电流互感器。所以要根据实际负荷，及时调整电流互感器的变比。
电流互感器和电压互感器合理组合使用：将互感器的比差绝对值相当而符号相反，角差绝对值相等而符号相同的电压和电流互感器组成一组配套使用。这样，可使电压互感器和电流互感器的误差互相补偿，以减小电能计量装置的综合误差。
4，结束语
通过上述对运行的电能计量装置改造，使运行中的电能计量装置的综合误差降低到最低限度，为进一步科学管理线损提供依据。对新安装电能计量设备，电能表、电力互感器选型合理，安装规范，确保安全、可靠、准确计量。截止到2010年2月份我公司10kV线损率完成5.32 %，同比下降 0.11 百分点，节电 6000kkWh。电能计量状况明显改善，降损效果显著，该方法值得在同行中推广应用与借鉴。
参考文献：
【1】中国电力出版社 《电能计量》王月志 主编
【2】中国计量出版社 JJG307-2006 《机电式交流电能表》蓝永林 主编
【3】国家质量监督检验检疫总局 JJG1021-2007《电力互感器鉴定规程》王乐仁 主编
手稿日期：2010-10-7
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