某水电站损失电量追补方法探究

某水电站损失电量追补方法探究

马创蔡永梅李振东曲樱倩陈星

国网青海省电力公司电力科学研究院青海西宁810008

摘要：对某水电站出线因二次失压造成的损失电量追补方法进行了深入探究，首先对无故障情况下的母线不平衡率进行了计算分析，为追补电量提供了依据；其次利用母线平衡对损失电量进行了追补，并取不同时间段进行了验证；最后采用相量图法进行了深入理论分析。

关键词：失压；母线不平衡率；电量追补

0引言

2018年6月26日，某水电站电量结算人员在结算6月份电量时，发现6月份电量存在异常，110kV母线上输入电量与输出电量相差较大。6月27日，该水电站工作人员去往现场检查时，发现小方T瑶线A相二次电压存在失压现象，现场测量时电压空开前端A相相电压为63V，电压空开后端A相相电压为50V以下，经检查为内部保险管问题，将其除尘后电压空开后端A相相电压恢复正常。工作人员于6月27日19：00将此故障处理完毕。

7月12日，电科院计量中心组织人员来到瑶池水电站内对电能计量装置进行核查，并对小方T瑶线因A相二次失压所少计的电量进行追补。经实地核查，瑶池水电站内110kV母线共有三条进线（瑶池水电站主变高压侧、万瑶线、奈瑶T虹线），两条出线（小方T瑶线、瑶纳线），其中该水电站内部两台发电机组通过升压后并入110kV母线，另有其他两座水电站分别通过万瑶线和奈瑶T虹线并入110kV母线，小方T瑶线和瑶纳线作为出线并入电网（瑶纳线为备用线路，在小方T瑶线检修时，该水电站通过瑶纳线上网），电气主接线示意图如图1所示。计量中心工作人员首先对5条线路电能表进行了现场校验，电能表相量图均正确，误差均合格，排除因电能表误差大造成电量损失。

此次电量追补欲利用母线电量平衡来实现。因电量结算人员在结算6月电量时发现电量异常（6月电量包含的时间为5月25日10：30-6月26日10：30），又于6月27日19：00将故障处理完毕，所以可确定故障时间发生在5月25日10：30-6月27日19：00内。对于此次电量追补，可参考5月25日10：30之前和6月27日19：00之后的母线不平衡率。

图1该水电站电气主接线示意图

1无故障情况下的母线不平衡率计算

3月25日10：30-4月25日10：30时间段、4月25日10：30-5月25日10：30时间段、6月27日19：00-6月28日10：30时间段均无故障发生，所以可参考此3个时间段内的母线不平衡率。其中，母线不平衡率=（输入有功电量-输出有功电量）/输入有功电量。

3月25日10：30-4月25日10：30电量情况表：

此时间段内110kV母线上共计输入有功电量为19934200kWh，输出有功电量为19944474kWh，3月25日10：30-4月25日10：30时间段内母线不平衡率为（19934200-19944474）/19934200=-0.052%，输入有功电量与输出有功电量基本一致。

4月25日10：30-5月25日10：30电量情况表：

此时间段内110kV母线上共计输入有功电量为20171690kWh，输出有功电量为20184252kWh，4月25日10：30-5月25日10：30时间段内母线不平衡率为（20171690-20184252）/20171690=-0.062%，输入有功电量与输出有功电量基本一致。

6月27日19：00-6月28日10：30电量情况表：

此时间段内110kV母线上共计输入有功电量为974974kWh，输出有功电量为975040kWh，6月27日19：00-6月28日10：30时间段内母线不平衡率为（974974-975040）/974974=-0.007%，输入有功电量与输出有功电量基本一致。

无故障情况下的母线不平衡率长期约等于0，输入有功电量与输出有功电量基本一致。以无故障情况下的母线不平衡率为依据，可进行此次电量追补。认为母线不平衡率为0，即输入有功电量等于输出有功电量。

2A相二次失压损失电量追补

电能表的第一个计量模块所计有功电量W1=UabIacosθ，其中θ为Uab和Ia之间的夹角。因小方T瑶线A相二次失压，导致电能表所采样的Uab低于实际值且Uab和Ia之间的夹角变大，继而导致第一个计量模块所计电量低于实际值，即小方T瑶线少计电量。因小方T瑶线少计电量，造成110kV母线上输入有功电量远大于输出有功电量。正常情况下110kV母线上输入有功电量等于输出有功电量，以此为依据就可以计算出少计的这部分电量。

5月25日10：30-6月26日10：30电量情况表如下：

此时间段内110kV母线上共计输入有功电量为25403202kWh，输出有功电量为24904044kWh，差值为499158kWh，因此5月25日10：30-6月26日10：30时间段内需追补输出有功（反向有功）电量为499158kWh。

6月26日10：30-6月27日19：00电量情况表如下：

此时间段内110kV母线上共计输入有功电量为2050818kWh，输出有功电量为1480600kWh，差值为570218kWh，因此6月26日10：30-6月27日19：00时间段内需追补输出有功（反向有功）电量为570218kWh。

所以，5月25日10：30-6月27日19：00时间段内需追补电量合计为：499158kWh+570218kWh=1069376kWh。此电量值为因A相二次失压共需追补的电量值。

3追补电量的验证

对于因A相二次失压造成的电量异常，也可取一个时间段进行电量追补，此时间段需包含全部失压时间。因6月26日10：30-6月27日19：00时间段内需追补反向有功电量为570218kWh（即32.5小时损失电量570218kWh），5月25日10：30-6月26日10：30时间段内需追补反向有功电量为499158kWh，可推测A相失压的时间发生在6月24日-25日内，所以可取完全包含失压的一段时间计算追补电量，对上述A相二次失压所追补电量进行验证。取6月23日至6月27日的电量进行计算。

6月23日10：30-6月27日19：00电量情况表如下：

此时间段内110kV母线上共计输入有功电量为6482784kWh，输出有功电量为5398360kWh，差值为1084424kWh，因此6月23日10：30-6月27日19：00时间段内需追补输出有功（反向有功）电量为1084424kWh。

与采用两个时间段来计算追补电量的结果基本一致，可证明以上的计算结果是正确的。

4理论分析

因6月26日10：30-6月27日19：00时间段内一直存在小方T瑶线A相二次失压故障，故障类型和时间段均确定，所以对此时间段内的追补电量，可对其用相量图法进行理论分析。根据瑶池水电站内故障处理后的电能表现场校验结果，三相相电压基本稳定在63V左右，线电压基本稳定在110V左右，。可认为故障时Ub=Uc=63V，Ucb=110V，φ≈0°。

理论分析采用两种理想情况分别进行：（1）A相完全失压（断相）；（2）A相二次电压一直稳定在50V。实际A相失压的情况介于此两者之间，即0＜Ua＜50V。

（1）若A相完全失压（断相），则

图2A相完全失压的相量图

利用6月26日10：30-6月27日19：00时间段内小方T瑶线电能表所计反向有功电量1480160kWh，计算得出需追补电量

（2）若A相二次电压一直稳定在50V，则

利用6月26日10：30-6月27日19：00时间段内小方T瑶线电能表所计反向有功电量1480160kWh，计算得出需追补电量

图3A相电压一直稳定在50V的相量图

利用母线电量平衡追补6月26日10：30-6月27日19：00时间段的电量值为570218kWh，处于115068kWh至740080kWh的区间内，也可间接说明故障期间A相二次电压处于0到50V之间。

5总结

在变电站和发电厂中，存在一些原因导致的电量损失，本文提出了采用母线平衡对电量进行追补。通过对某水电站上半年110kV母线不平衡率的计算得到无故障情况下母线不平衡率长期约等于0。认为母线不平衡率为0对电量分时间段进行了追补，并且取完全包含故障的时间段进行了验证。采用相量图法分析计算了A相完全失压和部分失压且稳定在某值的功率表达式和更正系数，对两种极端情况需追补的电量采用数学方法进行了计算，间接证明A相二次失压情况。本文的电量追补方法和理论分析方法具有一定的借鉴意义，可应用于大部分变电站和发电厂由于各种原因导致的损失电量追补。

参考文献：

[1]徐登伟.电能计量实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2013.

[2]邱炳正.交流电能表错误接线100例解析[M].北京：中国计量出版社，2005.

[3]孟凡利.运行中电能计量装置错误接线检测与分析[M].北京：中国电力出版社，2006.

[4]王月志.电能计量[M].北京：中国电力出版社，2007.

[5]陈向群.电能计量技能考核培训教材[M].北京：中国电力出版社，2003.

[6]黄伟.电能计量技术[M].北京：中国电力出版社，2004.

[7]电能计量装置技术管理规程：DL/T448—2016[S].北京：中国电力出版社，2016.

作者简介：

马创（1990），男，助理工程师，从事电能计量装置现场检测工作。