運行電力電壓互感器誤差在線監測裝置的研發

陳映雪 張秀艷 李帆 劉何川

摘 要：電能作為重要的能源之一，已廣泛應用到社會生產的各個領域和社會生活的各個方面，電能計量則是電力企業與廣大電力客戶之間的一桿公平秤，是電力企業生產經營管理的重要工作內容，是保障電力客戶利益的基礎，計量裝置的定期校驗、輪換、巡檢便是保障公平秤不失準的核心。電壓互感器誤差校驗是計量裝置中最重要也是最難的環節，需停電進行，影響電力企業和用戶的經濟效益，現場的工作難度大、勞動強度、實施成本較高。關鍵詞：電壓互感器;誤差在線檢測;數據傳輸;異常診斷

隨著人民生活水平的不斷提高，對電能供應的可靠性、質量、優質服務都提出了更高的要求，在保障電網網架結構堅強之外，通過先進的科學技術減少各類停電工作是當前電力行業一個重要研究方向，本文對電力電壓互感器（以下簡稱互感器）不停電監測誤差提出大膽假想并論證。假設一：互感器誤差帶電檢測，主動上報超差告警信息;假設二：裝置操作、維護簡單;假設三：裝置對現運行設備無影響，符合行業規程;假設四：設備具有一定的遠觀性和經濟適用性。

1 運行互感器誤差數據比對方法

《中華人民共和國國家計量檢定規程電力互感器JJG1021-2007》規程（以下簡稱JJG1021-2007）中指明電力互感器分首次檢定、后續檢定和使用中的檢測，電力互感器運行誤差定義為互感器誤差受運行環境的影響而發生的變化，可以有運行狀態如環境溫度、剩磁、鄰近效應引起，也可以有運行方式引起。

1.1 傳統運行互感器誤差測試方法

現電力行業傳統運行互感器誤差測試，多數采用比較法進行互感器誤差測試，首先需要將被測互感器進行停電，將互感器校驗儀或模擬升壓臺體，與被測試互感器進行一二次試驗線連接，將互感器校驗儀置電壓互感器誤差測量檔，平穩地升起一次電壓至額定值20%左右，讀取校驗數據，即誤差數據，如果未發現異常升壓到需測量值電壓點，記錄誤差，誤差測量點可根據實際情況和要求增減，測試過程中按規定做好原始記錄。運行互感器誤差測試時間一般按照JJG1021-2007中規定：電力互感器檢定規程規定，電磁式、電壓互感器檢定周期不得超過10年，電容式互感器的檢定周期不得超過4年。

通過以上可知，運行互感器誤差測試實際是通過與標準設備誤差比對得出，標準設備現通過其他方式進行驗證其正確性，即標準設備誤差合格，當給與標準設備與被測設備同一模擬一次輸入量，設定兩設備相同運行方式，如相同的電壓變比，則標準設備與被測設備的二次輸出量應該一致，測試設備的二次輸出量相與標準設備的二次輸出量之間的差值，則視為被測設備的絕對誤差，測量的絕對誤差與被測量的真值（標準設備二次輸出量）之比為被測設備的相對誤差。

1.2 運行互感器誤差比對方法

通過對電力行業運行互感器誤差的測試實驗中，可知，是將互感器校驗儀或升壓設備調整至于被測互感器同樣的運行變比，現隨著廣大電力用戶對電能需求的不斷提高，同一變電站同一電壓等級用戶專線越來越多，此部分出線，具有相同的一次輸入量，電壓互感器在運行時，一次繞組N1并聯在線路上，二次繞組N2并聯計量儀表，因此盡管一次電壓很高，但是二次卻很低壓，可以確保操作人員和計量儀表的安全。電壓互感器的額定二次電壓值均為100V，那么電壓數值相同的一次輸入量的線路上，用戶出線安裝的電壓互感器變比一致，將同一電壓等級的互感器的二次輸出進行采樣儲存，并通過邏輯計算比較，將其中一組互感器視為標準互感器，即可得到互感器運行誤差。將同一只互感器與多只互感器比對出的誤差值與歷史檢定誤差進行核對，需符合電壓互感器穩定性的要求，根據JJG1021-2007表5影響因素單獨作用下電壓互感器的誤差，互感器的運行變差限值中一次導體磁場、外電場、工作接線，運行與同一個變電站的PT環境溫度和運行頻率一樣，即兩組誤差值比對不得超過0.057%。考慮互感器實際運行情況，并參照JJG1021-2007中的編制說明，將電壓互感器運行時誤差限值放寬到1.5倍限值，該說明指出按照國際慣例，電力互感器誤差在限值的1.5倍內仍可接受。綜上，可得到誤差設置閾值。

1.3 裝置邏輯計算設置

根據常規變電站內電壓互感器數量，裝置最少需可檢測60路，即互感器A/B/C各20組，該裝置可對20組互相比較，利用集群化信息處理手段，對電壓互感器誤差進行在線監測。檢測數據可顯示、存檔，并通過通訊上傳用電信息平臺，充分發揮現有用電信息采集系統作用，做好運行電壓互感器的誤差的運行監測和主站系統的狀態分析。

2 數據采樣點的選擇

通過運行互感器誤差比對方法中可知，變電站同一電壓等級運行互感器有著同樣的一次輸入量，故不需對一次輸入量進行采樣，互感器二次輸出的采樣可有兩個選擇。一是在電壓互感器端子箱側取采樣二次輸出值，優點：數值精準;缺點：當前電壓互感器端子箱處無計量儀表，需進行改造，增加運行成本，安全風險性大。二是電壓互感器端子箱至后端的計量儀表，同時可在設置誤差閾值中對二次壓降引起的偏差進行修正處理。經分析比對，互感器二次輸出采樣點直接選擇計量儀表處。

3 通信技術與平臺搭建

隨著微電技術，計算機技術及現代通訊技術的發展，電能表自動抄表系統在電網中廣泛運用，各個變電站及用戶企業的計量儀表的數據已全部集抄遠傳，遠程集抄技術降低了運行人員的勞動強度，用現場的數據采集設備，在邏輯控制芯片中燒入計算公式，設置計算出各路互感器誤差，設置閾值，通過采集集抄返回主站，可在用電信息采集中新增模塊，也可建立電壓互感器誤差報警系統。

4 結束語

智能化電網的發展，迫切需要加強智能化變電站的電能計量裝置進行誤差監測和綜合分析，形成在線運行數據比對，通過檢測、理論計算和實際電量比對，驗證數字電能計量裝置的正確性。

參考文獻

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