數(shù)字化變電站建設(shè)采用光電互感器造成計(jì)量故障的原因分析
摘 要：近年來(lái)隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和光電互感器的研發(fā)和投入使用，數(shù)字化變電站概念已在工程實(shí)踐中得到應(yīng)用，但是由于光電互感器本身的工作方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)會(huì)造成一些計(jì)量故障。我們通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查、數(shù)據(jù)分析等方法對(duì)某110kV數(shù)字化變電站中，一條某單位10kV專(zhuān)用備用線(xiàn)路出現(xiàn)有電量的故障問(wèn)題的原因進(jìn)行了具體分析。
關(guān)鍵詞：光電互感器 計(jì)量故障 原因分析
近年來(lái)隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和光電互感器的研發(fā)和投入使用，數(shù)字化變電站概念已在工程實(shí)踐中得到應(yīng)用，數(shù)字化變電站的建設(shè)，新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的智能化和可靠運(yùn)行程度都有大幅度的提高。但是，由于光電互感器本身的工作方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致互感器的技術(shù)參數(shù)試驗(yàn)難以進(jìn)行，只能等設(shè)備帶電運(yùn)行后才能驗(yàn)證接線(xiàn)，通過(guò)測(cè)量的參數(shù)來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行特性。現(xiàn)用一則光電互感器造成計(jì)量裝置計(jì)量異常來(lái)分析。
1、故障經(jīng)過(guò)：
某110kV數(shù)字化變電站的一條10kV線(xiàn)路是某單位的專(zhuān)用備用線(xiàn)路，計(jì)量方式為變電站首端計(jì)量，在變電站數(shù)字化改造后投入運(yùn)行，運(yùn)行后該條線(xiàn)路處于空載熱備用狀態(tài)， 當(dāng)月我公司在對(duì)變電站所有的計(jì)量裝置進(jìn)行采集數(shù)據(jù)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)該線(xiàn)路發(fā)生有電量，截止2011年元月20日線(xiàn)路的總售電量為：86000kWh。
2、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：
2010年11月公司計(jì)量室、營(yíng)銷(xiāo)部對(duì)該線(xiàn)路的計(jì)量裝置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查，因變電站數(shù)字化改造所有10kV出線(xiàn)的計(jì)量裝置都采用的是數(shù)字信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)檢查無(wú)法采用現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，只能通過(guò)電能表上的數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)量裝置的接線(xiàn)進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)該線(xiàn)路的三相電壓、電流、功率的現(xiàn)場(chǎng)分析判斷計(jì)量裝置接線(xiàn)無(wú)異常。因該線(xiàn)路為專(zhuān)用線(xiàn)路且處于熱備用狀態(tài)，所以對(duì)該用戶(hù)的負(fù)荷進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查該線(xiàn)路停用后由公司在隔離開(kāi)關(guān)上加封的禁止合閘的封條，變電站數(shù)字化改造后線(xiàn)路仍處于熱備用狀態(tài)，故可以排除用戶(hù)原因。用高壓參數(shù)測(cè)量?jī)x器測(cè)量線(xiàn)路無(wú)負(fù)荷電流，故可排除線(xiàn)路原因造成的電流泄露。
3、數(shù)據(jù)分析：
通過(guò)公司電能量采集系統(tǒng)對(duì)該線(xiàn)路的瞬時(shí)值抄錄的數(shù)據(jù)分析
| 時(shí)間 | 瞬時(shí)量表碼查詢(xún) | 瞬時(shí)量電流查詢(xún)(A) | 瞬時(shí)量功率查詢(xún)(W) | ||||||||
| 正向有功 | 反向有功 | 正向無(wú)功 | 反向無(wú)功 | A相 | B相 | C相 | 總 | A相 | B相 | C相 | |
| 2011-01-05 00:00 | 3.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.30 | 1.70 | 1.10 | 1.40 |
| 2011-01-05 01:00 | 3.04 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.30 | 1.70 | 1.10 | 1.40 |
| 2011-01-05 02:00 | 3.05 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.30 | 1.70 | 1.20 | 1.40 |
| 2011-01-05 03:00 | 3.05 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.40 | 1.70 | 1.20 | 1.40 |
| 2011-01-05 04:00 | 3.06 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.40 | 1.70 | 1.20 | 1.40 |
| 2011-01-05 05:00 | 3.06 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.30 | 1.70 | 1.20 | 1.40 |
| 2011-01-05 06:00 | 3.07 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.30 | 1.60 | 1.10 | 1.40 |
| 2011-01-05 07:00 | 3.07 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.20 | 1.60 | 1.10 | 1.40 |
| 2011-01-05 08:00 | 3.08 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 09:00 | 3.08 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.00 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 10:00 | 3.08 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.00 | 1.50 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 11:00 | 3.09 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.00 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 12:00 | 3.09 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 13:00 | 3.10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.20 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 14:00 | 3.10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 15:00 | 3.10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 16:00 | 3.11 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 17:00 | 3.11 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 18:00 | 3.12 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 19:00 | 3.12 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 20:00 | 3.13 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 21:00 | 3.13 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.10 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 22:00 | 3.13 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.20 | 1.60 | 1.10 | 1.30 |
| 2011-01-05 23:00 | 3.14 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.40 | 1.70 | 1.20 | 1.40 |
| 2011-01-06 00:00 | 3.14 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 4.40 | 1.70 | 1.20 | 1.40 |
10kV線(xiàn)路電能量24h瞬時(shí)值查詢(xún)
通過(guò)對(duì)以上數(shù)據(jù)分析有功電能表每小時(shí)持續(xù)電度為50kWh，當(dāng)天發(fā)生的電量為：1440kWh，三相有持續(xù)性負(fù)荷且三相平衡，三相功率之和等于總功率。
4、原因分析：
根據(jù)以上情況我們重點(diǎn)對(duì)光電互感器進(jìn)行了測(cè)量分析，因光電互感器計(jì)量電壓電流輸出都是4V，在線(xiàn)路空載運(yùn)行狀態(tài)下，計(jì)量端口的電壓輸出為4V，電流輸出端口為0V。我們用mV表對(duì)互感器的電流輸出端口的電壓進(jìn)行了測(cè)量測(cè)得的電壓為25mV。通過(guò)對(duì)電流互感器滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)電流值的折算： K=4V/5A
=1.25
所以，當(dāng)電流端口的電壓為25mV時(shí)：
I=25mV*1.25
=0.031A
由于光電互感器在線(xiàn)路空載時(shí)輸送的電流電壓數(shù)字信號(hào)為25mV通過(guò)數(shù)字模塊的轉(zhuǎn)換到電能表顯示就為0.03A，與公司電能量采集系統(tǒng)對(duì)該線(xiàn)路的瞬時(shí)值抄錄的電流數(shù)據(jù)0.03A相符
一次電流為： I=0.03A*K
=0.03A*600/5
=3.6A
一次單相瞬時(shí)功率：P=3.6A*(U/1.732)
=3.6A*(10000/1.732)
=3.6A*5770v
=20772W
單相每天電量為：20772*24=498.52 kW·h
三相每天電量為：498.52*3=1495.58 kW·h
通過(guò)2011年1月5日全天的功率測(cè)算：
P=(3.14-3.02)*12000
=1440 kW·h
與測(cè)算的每天發(fā)生的電量趨于相等。
5、結(jié)論：
由于額定電流下互感器計(jì)量輸出為4V，25mV占額定百分比為 0.025V/4V=0.0062，即千分之五(0.62%)，而根據(jù)計(jì)量0.2級(jí)互感器國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量用互感器在20%以上負(fù)荷時(shí)，誤差小于千分之二(0.2%)認(rèn)為是合格，如果為1%負(fù)荷時(shí)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，誤差小于千分之七點(diǎn)五(0.75%)認(rèn)為是合格，而現(xiàn)在感應(yīng)雖然小于千分之七點(diǎn)五(0.75%)，但由于是線(xiàn)路空載運(yùn)行，光電互感器不應(yīng)該出現(xiàn)感應(yīng)值，也不應(yīng)該造成電表計(jì)費(fèi)。
參考文獻(xiàn)
計(jì)量0.2級(jí)互感器國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
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