三相电能表在线运行异常情况的判断

三相电能表在线运行异常情况的判断

王峰

王峰

身份证号码：610103197408300438西安供电局三星客户服务分中心计量二班

摘要：目前国家电网进行了一定的改革，很多电力企业都采取了自主经营模式。在此情况下，供电企业要想获得更大的经济效益，就要加强线损管理，做好电力计量和电费征收工作，因为电费征收是电力企业唯一的收入来源。而三相电能表作为10kv线路的计量工具，在电力企业的经营管理中发挥了重要作用。但是由于10kv线路的分布较广，且数量多，若依靠传统的人工检查方法来检验三相电能表是否处于正常工作情况显然难度较大。因此，如何三相电能表的自动巡检就成为了电力企业最关注的问题。本文分析了一些判断依据，能够很好的提高三相电能表故障判断水平，以供参考。

关键词：三相电能表；在线运行；判断

电能表作为电力系统的主要计量装置，对供电企业的经济效益有着巨大的影响作用。三相电能表就是这样一种担负重要责任的计量工具，其在线运行状况直接影响到电表读数，从而影响供电公司正常收取电费。但是当前受三相电能表的分布、电力技术等因素的影响，三相电能表的在线异常情况很难及时被检查出来。

一、三相电能表的应用情况分析

1.据相关统计显示，目前我国电力公司有近七成的电能都是通过10kv的输电线路进行销售使用的，因此10kv线损的控制对于电力企业的电力销售额会有直接影响。除了一些不可避免的线损以外，10kv计量装置，三相电能表若出现异常运行情况也会带来一定的线损。而这些线损完全可以通过采取一定的手段来避免。因此加强对三相电能表运行情况的检查和判断就显得很有必要。

2.当前在电力系统中，10kv线路的计量装置都是三相电能表。但是由于电力用户的用电需求不同，因此供电企业根据需要采用了两种三相电能表装置，分别为三相三线制电能表和三相四线制电能表。其中前者就是所谓的高供高计，也就是高压供电，高压计量，是将三相电能表直接安装在10kv变压器侧的装置，其接线方式都是采用V/V的方式；而后者则是所谓的高供低计。也就是高压供电，低压计量，是利用电流互感器来进行接线并实现电力计量的。三相三线制电能表和三相四线制电能表的接线方式与计量方法存在差异，因此对其运行中异常情况的判断也不能采用同一标准。

二、三相电能表在线异常情况的判断条件

要想实现三相电能表的自检，在其运行中出现异常后自动报警，就要设计并实现一个判断计量装置运行异常的软件系统。而这自然离不开一些相关参数，即异常情况的筛选条件。例如在哪种条件下属于接线错误的情况，哪种条件下处于电压互感器故障等等。只有合理的设置筛选条件，才可以很好的实现三相电能表自检。

三、三相三线制电能表的标准接线方式如图1所示。

（1）接线判断条件。用于10kV系统电能计量的三相三线制电能表的错误接线方式有很多种，以图1的正确接线方式为标准，凡不符合标准的都视为错误接线。2个计量元件所计量功率的代数和为三相功率。10kV系统中性点一般采用不接地方式，即la+IB+Ic=0，在数值上la=Ic，并且A，C相的功率因数角也是相等的，可基于这些条件来判断电能表的接线方式。

（2）电流判断条件。在高压电力用户中，无论0.4kV侧三相负荷电流是否平衡，反映到10kV侧的三相电流仍是平衡的。因此，通过设定A，C相电流的不平衡度，可以监测电流互感器二次回路是否开路或另有一点接地而产生分流现象，同时也可起到监测互感器和电能表本身是否存在故障的作用。当不平衡电流百分数大于设定值时，即可被筛选出来。在用电高峰时段，若有一相电流互感器的二次电流I2≤0.5A也应被筛选出来，主要是考虑二次回路可能存在分流现象或者电流互感器变比选择过大，在负荷低谷时将导致计量误差过大。

（3）电压判断条件。对于10kV电压等级，电力系统运行规程规定电压合格的范围为额定电压的±7%，通过电压互感器反映到二次侧是107-93V时，即可判定电压合格。而电压互感器一次侧保护大多采用填充石英砂的铅丝管，因某种原因，若A相铅丝熔断时，熔断点的电源侧与填充物石英砂将形成极间电容，使感应到二次侧的Uab电压在很多情况下仍处在合格范围内，这实质上是一个虚幻电压，很容易被忽略，但这个虚幻电压总是低于实际电压值。为此，可通过线电压比对方式进行筛选，即Uab与Ucb首先满足电压合格率的标准，同时满足两者的绝对值不大于3V，否则即被筛选出来。

四、三相四线电能表。三相三线制电能表的标准接线方式如图2所示：

（3）电压判断条件。对低压0.4kV三相四线制供电系统，电力系统运行规程规定电压合格的范围为额定电压+7%～－10%，即相电压合格率为235.4～198V。考虑到大功率设备起停时会将三相电压同时拉抵或升高，并超出电压合格率范围，这种情况也应被筛选出来，并监测变压器是否过负荷运行，如果危及电网安全运行，应及时处理。若运行中每一相电压均在电压合格范围内，但三相电压严重不平衡时也会给安全生产带来事故隐患，同时将增加不必要的功率损耗，因此需要对此进行考核。三相电压不平衡允许值为Uyx=Umax-Umin＜12V，Umax为最高电压；Umin为最低电压，当超出这个范围时，即被筛选出来。

五、实例分析

用户是一家制造厂，电能计量装置采用高供高计接线方式，变压器容量为800kVA，电压互感器变比为10000/100，电流互感器变比为50/5。电流互感器二次侧电流为la=3.25A；Ic=1.07A。按照判断条件进行分析，电流不平衡度为67%。从每月用电量看，这种运行状况已持续2年多时间。经现场测试，发现C相电流互感器变比变大，返厂检查发现二次线圈匝间有短路现象。结合现场情况认定其原因是谐波电流过大，导致铁芯磁饱和发热。

总之，无论是三相三线制电能表还是三相四线制电能表，其运行出现异常都会对电力企业的经济效益带来较大影响。当然，与三相三线制电能表的自检软件一样，三相四线制也有属于自己的运行异常判断软件。

参考文献：

[1]屈世娟.基于三相三线智能表中电路接线的检查技术探讨[J].电子技术与软件工程，2014（04）

[2]周和平.10kV电力系统电能计量装置运行异常的案例分析[J].电工技术，2010（02）

[3]邱关源.电路原理[M].北京：人民教育出版社，2011