同期線損故障排查關(guān)鍵技術(shù)

劉富家 楊超 雷振江 王磊

摘要

線損管理是供電企業(yè)管理重要內(nèi)容，線損率是衡量電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的重要指標(biāo)，關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于供電企業(yè)抄表差錯(cuò)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間不同期、用戶(hù)竊電等行為導(dǎo)致線損率居高不下。因此，為了準(zhǔn)確了解供電企業(yè)的電力損耗，采用同期線損系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)線損有效的管理。本文主要分析了同期線損的概念以及影響因素和排查關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】線損管理 同期線損 故障排查 排查技術(shù)

電網(wǎng)線損率主要通過(guò)關(guān)口電量和電力用戶(hù)的抄表發(fā)行量得出，目前線損率主要是技術(shù)線損和管理線損。技術(shù)線損是由于電網(wǎng)整體架構(gòu)、設(shè)備參數(shù)以及運(yùn)行狀態(tài)造成的，這是無(wú)法避免的，這部分線損通過(guò)計(jì)算理論線損可以的出來(lái)。在當(dāng)前電網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟，電網(wǎng)規(guī)劃日趨合理的情況下，技術(shù)線損的下降空間比較小;管理線損指的是因?yàn)楣╇姽竟芾碓斐傻木€損，主要是由于用戶(hù)竊電、抄表錯(cuò)誤、電流表計(jì)量不準(zhǔn)確、管理不善等管理因素造成的。其中由于供售電統(tǒng)計(jì)不同期，導(dǎo)致整個(gè)統(tǒng)計(jì)線損出現(xiàn)很大的波動(dòng)，這樣的線損數(shù)據(jù)無(wú)法對(duì)供電公司提供有效的參考，從而及時(shí)調(diào)整供電公司的線損率。2015年國(guó)家電網(wǎng)公司研發(fā)了同期線損管理系統(tǒng)，并在全國(guó)7個(gè)省進(jìn)行試點(diǎn)。試行結(jié)束以后，同期線損管理系統(tǒng)取得了良好的效果。以L省為例，2017年10千伏分線同期線損達(dá)標(biāo)率已達(dá)70%，比2016年同比提高了49%;臺(tái)區(qū)線損達(dá)標(biāo)率目前已達(dá)66%，比2016年提高29%。

1 同期線損率

供電企業(yè)在供、售電統(tǒng)計(jì)時(shí)，由于抄表方式、電費(fèi)回收、用戶(hù)竊電等因素的影響，導(dǎo)致供電量的統(tǒng)計(jì)時(shí)間和售電時(shí)間不同，統(tǒng)計(jì)出來(lái)的線損數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反應(yīng)線損的真實(shí)水平。因此想要降低供電企業(yè)的線損率，需要得到一個(gè)真實(shí)的線損數(shù)據(jù)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了同期線損的概念。同期線損率需要克服傳統(tǒng)的抄表方式、供售電錯(cuò)位等因素的影響，確保供電量和售電量一致，才能得到一個(gè)真實(shí)的線損率。同期線損率是指供售電同期統(tǒng)計(jì)的有功電量損失和輸入端輸送的電能總量之比，同期線損率的大小直接反應(yīng)了電網(wǎng)的技術(shù)線損和管理線損，計(jì)算公式如下;

同期線損率根據(jù)統(tǒng)計(jì)周期進(jìn)行劃分，包括同期日線損率、同期月線損率。同期日線損率主要反映實(shí)際單桿水平，目前由于我國(guó)電網(wǎng)的信息化系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到自動(dòng)傳輸，在傳輸過(guò)程中存在周期延后等問(wèn)題，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以同期日線損率只是作為一種分析手段。同期月線損率指線損統(tǒng)計(jì)周期和一般指標(biāo)對(duì)應(yīng)周期一直，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般采用同期月線損率。

2 同期線損異常原因

線損涉及到電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)以及生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，主要是由電網(wǎng)架構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)行方式、技術(shù)裝備等造成的。

2.1 技術(shù)因數(shù)

電力工程的規(guī)模大、范圍廣，電能從發(fā)電廠到用戶(hù)手中，可能需要經(jīng)過(guò)幾千米，電力傳輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的線損。電力電纜的電力損耗主要是由于線路電阻造成的，影響到線路電阻的因素有導(dǎo)線材料、長(zhǎng)度以及橫截面積，不同材料的導(dǎo)線電阻率不同，則造成的線損率也不同。同一種材料，導(dǎo)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)，橫截面積越小則導(dǎo)線電阻越大，線路電阻越大，則線路損耗越大。其次，電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，存在空載運(yùn)行和超負(fù)荷運(yùn)行，這進(jìn)一步加劇線路損耗。在電阻一定的條件下，負(fù)荷電流越大，則電阻損耗越大。在傳輸因數(shù)一定的條件下，電網(wǎng)電壓等級(jí)越高，則電流越小，線路電阻一定的情況下，導(dǎo)線損耗越大。此外，由于電力設(shè)備運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，受到高溫、嚴(yán)寒等自然因素的影響，電力設(shè)備的絕緣性能下降，從而進(jìn)一步增加電力設(shè)備的損耗。

2.2 電力傳輸、供配電過(guò)程中的技術(shù)損耗

如果供電電源與電力用戶(hù)的距離比較遠(yuǎn)，電力傳輸過(guò)程中，末端電壓下降，供電電壓無(wú)法達(dá)到實(shí)際用戶(hù)的需求，這樣進(jìn)一步增加了電力損耗，這與電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃有關(guān)。近年來(lái)，隨著分布式電源的發(fā)展，供電電源與用戶(hù)距離較遠(yuǎn)這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)可以有效解決。其次，電壓等級(jí)升降過(guò)程中，也會(huì)損耗部分電能。此外，在電力銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，由于電能表的劑量不準(zhǔn)確，無(wú)法真實(shí)反映用戶(hù)的用電量，則會(huì)增加線損。

2.3 管理因素造成的線路損耗

供電關(guān)口計(jì)量裝置不準(zhǔn)確，無(wú)法真實(shí)反映電網(wǎng)關(guān)口電能，從而導(dǎo)致線損率計(jì)算不準(zhǔn)確。其次，為了真實(shí)反映電力用戶(hù)的用電量，電網(wǎng)公司實(shí)行一戶(hù)一電表，用戶(hù)電能表的數(shù)量比較多，電能表計(jì)量準(zhǔn)確性直接關(guān)系到供電公司的經(jīng)濟(jì)效益。由于用戶(hù)的電能表比較多，供電公司無(wú)法對(duì)電表進(jìn)行有效的管理，一些電力用戶(hù)的電表可能已經(jīng)存在損壞計(jì)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，但是供電公司維修不及時(shí)，從而導(dǎo)致線損率不準(zhǔn)確。此外，一些電力用戶(hù)為了個(gè)人利益，私自改造電能表，讓電能表轉(zhuǎn)動(dòng)的比較慢，無(wú)法真實(shí)反應(yīng)用戶(hù)用量。

3 同期線損故障排查關(guān)鍵技術(shù)

3.1 故障現(xiàn)象

L省公司調(diào)度部門(mén)2017年4月份發(fā)現(xiàn)，S市H線從1月份開(kāi)始出現(xiàn)了負(fù)線損情況，檢查線路運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)線路的輸送參數(shù)、潮流方向沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)。由于影響線損的因素很多，為了進(jìn)一步分析S市66kV H線線損原因，計(jì)量中心技術(shù)人員基于輸電線路各項(xiàng)參數(shù)建立了數(shù)學(xué)模型，對(duì)線路運(yùn)行方式存在的線路故障進(jìn)行分析，排除了計(jì)量裝置不準(zhǔn)確因素。

通過(guò)上述輸電線路損耗模型圖可以發(fā)現(xiàn)，輸電線路通過(guò)母線與電壓互感器相連，電壓互感器二次出線連接到二次端子箱，端子箱安裝在室外，端子箱內(nèi)的二次電纜從電纜溝直接到電網(wǎng)的控制室電能表屏，與電能表相連。按照電能計(jì)量裝置管理規(guī)程要求，計(jì)量裝置必須按照計(jì)量點(diǎn)配置電能計(jì)量專(zhuān)用電壓和電流二次繞組，不能直接接入電能計(jì)量無(wú)關(guān)的設(shè)備上。因此，S市H線線損率負(fù)值可能是由于互感器本身質(zhì)量不合格，互感器二次端子箱接線異常情況導(dǎo)致電能質(zhì)量下降，電能計(jì)量表屏端子排接線異常，電能計(jì)量裝置中的計(jì)量分辨率差異等因素造成的，需要對(duì)這些因素——進(jìn)行排查。發(fā)電站內(nèi)的母線電壓作是線路計(jì)量裝置，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)站內(nèi)運(yùn)行的其他線路損耗在正常范圍內(nèi)，可以確定線路互感器沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題。然后采集變電站終端以及電能的時(shí)間信息，與北京時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)變電站的計(jì)量裝置運(yùn)行時(shí)間和北京時(shí)間的誤差范圍在規(guī)定的范圍內(nèi)，所以計(jì)量裝置的計(jì)量誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)排查

為了進(jìn)一步了解變電站線損率異常的原因，2017年6月L省計(jì)量中心聯(lián)合S市供電公司技術(shù)人員對(duì)S市66kV變電站內(nèi)的H線線損率進(jìn)行排查。通過(guò)檢測(cè)變電站的江居227關(guān)口計(jì)量裝置，發(fā)現(xiàn)虎鎮(zhèn)線70038開(kāi)關(guān)的電能表誤差范圍在±0.1%，電壓互感器二次壓降值為0.09%，電能表和電壓互感器的二次回路電流和電壓也在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。因此，可以排除虎鎮(zhèn)線70038開(kāi)關(guān)計(jì)量裝置存在的問(wèn)題。2017年5月L省計(jì)量中心聯(lián)合S市供電公司技術(shù)人員檢測(cè)S市66kV變電站內(nèi)的開(kāi)關(guān)電能表和電壓表，發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)的開(kāi)關(guān)電表的誤差在0.04%，電壓誤差在0.08%，電流和電壓都負(fù)荷電力運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。電力技術(shù)人員在觀察電能表和記錄數(shù)據(jù)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)電能表的A相出現(xiàn)了一次跳動(dòng)，技術(shù)檢測(cè)人員以為是電能表在現(xiàn)場(chǎng)接線松動(dòng)造成的，檢查接線連續(xù)觀察一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)A相電壓降低了0.2，并維持了15分鐘左右，隨后持續(xù)出現(xiàn)這樣的情況，電壓異常記錄表如表1。

為了避免其他檢測(cè)設(shè)備對(duì)電壓下降的影響，檢測(cè)人員再次測(cè)量電壓互感器的二次回路壓降，發(fā)現(xiàn)A相電壓回路二次壓降是0.738%，大于電網(wǎng)規(guī)定的0.2%的范圍;B相電壓二次回路壓降為0.146%，屬于正常范圍;C相電壓二次回路壓降為0.067%，屬于正常范圍。將A、B、C三相電壓壓降異常值相加，發(fā)現(xiàn)線路整體壓降在0.12%，沒(méi)有超過(guò)電網(wǎng)規(guī)范值，不會(huì)造成H線線損負(fù)值。

技術(shù)人員再次進(jìn)行分段排查，在排除電壓二次回路的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)S市66kV變電站內(nèi)的電壓二次回路中安裝了電壓二次切換裝置，1#和2#母線電壓互感器二次電壓經(jīng)過(guò)切換裝置以后與關(guān)口電能表計(jì)量屏，改短為分段定位故障點(diǎn)。檢測(cè)人員檢測(cè)電壓互感器出線端子到電壓二次切換裝置進(jìn)線端子的壓降，發(fā)現(xiàn)正常。第二次測(cè)量的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)電壓互感器出現(xiàn)端到電壓互感器電能表端的壓降單相誤差超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)，因此判斷故障點(diǎn)為電壓切換裝置。通過(guò)電壓監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)電能表以后，發(fā)現(xiàn)A相電壓過(guò)低，隨后發(fā)現(xiàn)切換裝置內(nèi)有反復(fù)跳動(dòng)的噪音。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)變電站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)A相電壓出現(xiàn)-2—-7.5%范圍內(nèi)無(wú)規(guī)律跳動(dòng)，但是電壓切換裝置的進(jìn)線電壓比較穩(wěn)定，所以斷定電壓互感器二次回路電壓切換裝置存在問(wèn)題，從而造成了S市H線出現(xiàn)負(fù)線損。

引起線損率較高的原因十分復(fù)雜，需要綜合考慮二次回路及其附屬、計(jì)量、采集等裝置，以及線路運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷大小等因素。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題詳細(xì)分析和論證，可對(duì)今后同類(lèi)排查過(guò)程提供借鑒。

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