利用HPLC電能表技術快速有效治理高損臺區

劉 東，金 勇

（國網安徽省電力有限公司 霍山縣供電公司，安徽 六安 237200）

0 引 言

高速電力線載波（High Speed Power Line Carrier，HPLC），也稱為寬帶電力線載波，是在低壓電力線上進行數據傳輸的寬帶電力線載波技術。它利用電力線作為通信介質進行數據傳輸，是一種高速電力線通信技術。基于HPLC技術可實現高頻數據采集，每天采集96點實時用電數據，一般包括電壓、電流、功率因數以及示值等信息。相對于以往的窄帶電力線通信，HPLC抗干擾能力強，采集數據量大，傳輸速率快，通信可靠性和穩定性顯著提升。對于霍山供電所而言，臺區線損的治理工作是一項只有起點沒有終點且必須長期重視的工作。本文以HPLC技術為降損工作的核心，探討如何實現全面提升電力公司線損管理水平。

1 HPLC技術的優勢

1.1 帶寬優勢

通常情況下，處于低壓臺區的用戶規模約為300個節點，但是用戶節點超過300甚至達到1000的規模也不在少數。從傳統用戶信息調查技術的角度出發，對于用電規模較大的區域進行數據采集具有一定難度，但是在電力公司應用推廣HPLC技術之后，各地企業充分利用HPLC技術采集數據量大和傳輸速率快等優勢，有效地解決了大規模節點數據采集難的問題，提高了通信帶寬的實際利用率。

1.2 白名單技術

HPLC技術通過存儲用戶表檔案的方式來定義用電白名單，進而實現維持臺區電力穩定運行，解決多臺區互相干擾從而影響集中器載波模塊通信質量及抄表成功率較低等問題。

1.3 并發抄讀技術

HPLC技術還具有并發抄讀的能力，通過集中器針對多個電表發起一次性抄讀的方式，將數據同時送達到目標電表中，進而實現每塊電表消耗在通信模塊上時間相同的目的。在并發基礎上，HPLC技術對現場數據的抄讀延時平均為100 ms，在對一個規模為300戶的臺區進行電表抄讀時，以每個電表抄讀3個數據進行計算，約90 s即可完成該臺區的電表抄讀[1]。

2 利用HPLC技術快速有效治理高損臺區的措施

2.1 以“線上互動”為平臺，降低線損

電力公司應當以HPLC技術為基礎建立數據管控小組，將SG186、GIS、PMS以及用戶用電信息采集系統進行融合，建立用戶用電關鍵指標的日記錄、周總結、月分析以及季考核的管理體系，保證小組人員能夠在對待高損問題時可以形成“比、學、趕、超”氛圍，進而調動設備檢修人員和管理人員的工作積極性，實現典型故障解決經驗分析和成果相互流通的目的。

2.2 加強對低壓臺區高損故障的識別

電力公司應當加強對HPLC采集技術的使用，積極對臺區發生高損的問題進行輸電線路的線損采樣。以衡山供電所為例，該供電所在2019年就開始大力推廣HPLC電能表，目前推廣140個臺區16 322戶（總共409臺公用變、50100戶），日線損合格率已經達到98.5%左右，但是仍存在線損的問題[2]。因此，本試驗分析主要以不合格的1.5區域為采樣節點，將該區域的采樣頻率設定為60 kHz，并以零序電流和三相電流為變量進行數據提取。通過小波變換分解提取的數據分量，從而獲取4個精細的高頻信號作為系數。其中4個精細高頻信號分別對應的具體頻帶范圍為783.46～1563.62 Hz、393.74～784.39 Hz、192.43～393.74 Hz以及79.77～196.41 Hz。然后利用采集的數據分別求取提取分量和歸一化后的電流暫態能量和，計算公式為：

式中，Q所代表的是小波分解層數，W所代表的是采樣頻率，dδj所代表的是零序分量，Eδ代表的是第δ個提取分量，Rδ代表歸一化后電流暫態能量的和。

通過式（1）中歸一化的計算結果來獲取低壓用戶高損故障的具體特征，從而幫助技術人員對其進行分類識別。如果通過該式得出的數據結果較大則可以判斷出該區域為接地故障，如果得出的數據結果接近于0則為非接地故障。通常情況下，高損故障屬于非接地故障的較多，因此從式（1）中可以分析出兩故障電流之間暫態能量較大且差值較小，即為兩相短路故障。如果三相電流暫態能量較大，且電流暫態能量與實際的大小無直接關系，則可判斷為三相短路故障[3]。

2.3 嚴盯輸電線路

2.3.1 利用HPLC技術收集用電信息

電力管理人員應當加強對輸電線路的巡檢工作，進而避免因不重視定期巡檢而導致發生線路丟失、不法分子偷電以及線路損壞等問題。全面建立以HPLC技術為主體的輸電線路監控系統，構建故障流量標準化糾正機制，利用HPLC技術提供的大量高損數據配合調查控制人員進行問題監控，將巡查責任劃分給每個巡查人員，進而避免因輸電設備外殼損壞、線路絕緣層破損以及異物并聯等故障引起高損問題的發生[4]。

2.3.2 實際案例

茶廠臺區共有158戶，早已更換為HPLC電能表，日電量在1 400 kW·h左右。該臺區線損率長期在3.3%左右，12月17日開始臺區線損率突變為11.51%。在線損率突增之前，新增一戶施工用電，供電所初步懷疑為施工用電計量表計失準或二次接線問題導致電量少計，但在公司計量所現場檢查校驗后排除了此問題。通過幾次逐條下火線、表箱以及表計排查后，并未發現異常情況。之后供電所調取了該臺區某一天所有表計96點示值，分時段計算臺區線損率情況[5]。

通過計算分析，該臺區在用電高峰和低谷等任意時段線損率均高于正常水平，且每小時較以往的線損正常水平多損耗了8 kW·h電量。也就是講，如果是竊電的話，那么客戶竊電負荷為8 kW，在2:00-6:00線損更是高達40%左右，并且連續24 h都在用電。都知道在這個時間段基本上沒有用電的可能性，也正是這個數據給降損查偷電的思路開始轉型到線路問題，茶廠各時間段的供電、售電、線損以及線損率總結如表1所示。

表1 茶廠臺區12月25號分時段線損率

為證實這個思路，供電所再次組織二次夜間排查，并未發現有竊電的情況，分析可能是某一處電纜漏電導致電量損失。因城區配變均未配置總保，所以供電所無法第一時間發現臺區有漏電的情況[6]。在鎖定問題原因后，供電所配電班逐根電桿排查，終于發現A相線路上一處反弓線破皮搭在橫擔上的瓷瓶螺絲上放電，并現場進行了處理。漏電電纜整改后，12月28日臺區線損率恢復到正常水平，茶廠12月份線損率如圖1所示。

圖1 茶廠臺區12月份線損率

2.4 加強對偷電的監控

傳統模式下，如果低壓臺區用戶用電出現異常線損問題時，只能通過人工的方式一步一步進行排查，實際工作量巨大，且定位不出高損問題出現的區域。但是當電力公司采用HPLC智能電表技術之后，就可以通過加裝在個戶電表中的設備來實現對低壓用戶每天的用電線損情況進行24 h的監控，并將收集到的數據形成數據凍結曲線，為電力公司的管理人員提供數據分析基礎[7]。例如，紅源廣場2#臺區的用戶用電，該臺區于2019年7月24日新建，用戶從紅源廣場1#臺區中劃分過來。自投運后臺區線損率一直在6%左右，因未超過7%這個高損指標，供電所并未重點關注。然而自11月16日起，該臺區線損率開始居高不下，長期在7%以上，實際線損率見圖2所示。對此當地的供電所立即開始對其進行調查，但是通過幾次現場排查，并未發現明顯問題，考慮到該臺區電能表均為老式表計，計量可能失準，供電所根據全年的HPLC表計推廣任務。優先安排更換該臺區表計，但更換后臺區線損率并未明顯下降，這就說明臺區高損并不是表計自身失準所造成的。高損可能有兩個原因，一是總表計量問題，因為該臺區新建時施工隊使用的二次電纜為非標電纜，可能影響計量，而且投運時總表一次接線不正確，這樣可能會造成互感器電流開路運行失準。二是有人隱蔽竊電。供電所立即組織更換臺區總表及互感器并再次組織現場排查，逐條下火線查看，逐箱排查，逐戶查看，更換全部動力客戶互感器，全部加封加鎖。在線路末端排查一個四位表箱時，有一個戴某客戶態度異常熱情，這就讓供電所產生了懷疑，仔細看了用戶的下火線及表計，未發現明顯問題。回到供電所后，立即調閱了該戶幾個月每天的電量、96點數據，發現該用戶電量比較穩定，日均電量在8 kW·h左右，但是該戶1:00到凌晨的用電電流存在疑點[8]。

圖2 紅源廣場2#臺區11月份線損率

在11月29日更換總表互感器及二次電纜后，11月30日和12月1日連續兩天線損率恢復正常，線損率僅為1%左右。就在供電所認為之前該臺區線損異常還是總表計量問題，問題已經解決的時候。突然12月2、3日該臺區線損率突然上升到了10%以上，如圖3所示。再次調閱疑似問題客戶的96點數據及電量，從中發現該戶在11月30日和12月1日時臺區線損率正常，表計電流的96點示值較為平均，約20 A左右，而在平常，電流僅在1 A左右，如圖3所示。因此，用戶竊電的證據就顯露出來。

圖3 紅源廣場2#臺區12月份線損率

通過供電所對該戶進行全面排查后發現，竊電點位于房屋外墻門字鐵處，離地面約6 m，竊電線纜用絕緣套管套住，很難發現，供電所用電檢查人員在敲碎絕緣套管后才看到竊電的線纜，隨即拍照取證，并拆除竊電線纜。圖4、圖5為該用戶正常用電與竊電電流圖。

圖4 用戶不竊電時96點電流曲線

圖5 用戶竊電時96點電流曲線

對比可以發現HPLC電能表技術可以有效且精準地定位到每個用電用戶的功耗，為供電所懲治竊電行為提供有利的數據基礎[9]。

3 結 論

供電所需要有效提高各臺區之間的電力運作質量，降低電能異常損耗的概率，可以積極利用HPLC電能表技術制定實際的解決方案，建立故障應急小組，整治輸電線路老化破損和偷電漏電等現象，并通過HPLC技術反饋的信息來定位高損問題的實際區域，進而達到協助供電所進行電力管制，進一步提高供電服務質量。