（国网山东省电力公司淄博供电公司 山东省淄博市 255000）
Application of 10 kV Line Loss Energy Measuring Device for Synchronous Line Loss Management System
Lai Rongguang，LI Si，WAN Wu
（Zibo Power Supply Company in Shandong provincial electric power company，Zibo 255000，Shandong，China）
ABSTRACT：In order to calculate synchronous line loss of 10kV partial line by real time data in the same period，a large number of high-voltage energy measuring devices will be installed on interconnection and section switches，and primary sides of transformers.If the traditional high-voltage energy measuring devices are used，it is hard to carry out because realistic difficulties happen such as planning interruption，reconstructing power supply line and installing it too long.The paper introduces the principle，integral energy error calibration and communication way of a new mobile 10kV line loss measuring device，finally illustrates application cases and analyzes acquired data.It is proved to apply the new device with active electric energy accuracy 0.5S by live installation for the synchronous line loss management system safely，easily and conveniently.
KEY WORDS：synchronous line loss；line loss calculation；high voltage measurement；live installation
摘要：为了实时、准确地计算10kV分线线损，需要在联络开关、分界开关、变压器的一次侧安装高压电能计量装置，如果安装传统高压计量箱则存在线路安排停电困难、线路改造工作量大、安装时间较长等现实问题。本文介绍了一种新型的移动式10kV分线线损计量装置的工作原理、整体误差校验、安装位置、通信方式和应用案例，通过现场带电安装和测量数据，表明此装置直接在10kV线路带电状态下安装具有安全性、灵活性和便利性，整体有功电能精度0.5S级，可以为同期线损管理系统提供实时与精确的电能数据。
关键词：同期线损；线损计算；高压计量；带电安装
0引言
线损率是在一定时期内电能损耗占供电量的比率，是衡量电网技术经济性的重要指标，它综合反映了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的技术经济水平。因此，供电企业对线损管理工作越来越重视。电力发展“十三五”规划中，至2020年，由目前电网综合线损率6.64%降至6.5%以内。10kV配电线路数量大、分布广，不断发生线路、台区改造引起线路及客户迁移，只有对变电站线路结构、关口计量、配变高低压侧的各种参数实时自动采集、计算、存储及传输，才能做到线损统计同期、同步[1]。
配网自动化系统在10kV线路安装有各分段FTU（或环网柜FTU）以及配电变压器TTU，以各分段FTU所采集的数据计算分段内的线损[2]。近几年随着新型电子式互感器的技术成熟，采用该技术研制的一体化直接接入式高压电能计量装置已在山东、河北、湖南、安徽等地挂网试运行。从目前效果看，中压配电网（6～35kV）上使用新型高压电能计量装置在安全性、准确性和可靠性方面完全可以代替传统电磁式测量用互感器，它们体积小、成本低、更重要的是节约资源和能源，例如采用一体化高压电能计量的高压电能表直接接入在高压线路上，可以在配网中任意设置计量点，从而构成分级式防窃电及线损系统，增加电网运行的经济性，降低线路损耗[3]，符合国家的产业政策，具有强大的生命力。
本文就10kV配网架空线路讨论实际分线线损的电能计量及其数据采集设备。为了实时准确地计算10kV分线线损，要将10kV线路的联络开关处、供电电源点、专用变压器的高压侧与公用变压器的低压侧作为计量点，进行电能计量装置的安装[4]。但是，目前只有部分线路在这些位置安装有传统组合式高压计量箱即“电磁式电压互感器PT + 电磁式电流互感器CT + 低压电能表”，如果还需要在现有线路上安装这种装置，则存在停电影响范围大、安排停电计划困难、施工难度大、线路改造工作量大、安装时间较长等问题，由此要求新型的高压电能计量装置支持带电安装、结构轻便、计量准确和安全可靠。
1.同期线损管理系统
1.1分线线损对同期数据的需求
10kV分线线损在同期线损管理系统的线损计算与管理中，一般应实测和抄读代表日全天各整点电压、电流、有功功率、无功功率及连续24h累计有功电量、无功电量，实行同期统计，线损指标及其波动可以客观反映单位节能降损和管控水平，月度线损率还原归真[5]。
（1）变电站10kV馈线始端关口计量数据。
（2）整条10kV馈线各个支线始端计量数据。
（3）整条10kV馈线各配电变压器计量数据。
1.2直接高压电能计量装置的应用
10kV配网的分线线损管理需要从变电站关口、联络开关、分界开关、分支开关、配电变压器高压侧等现场部署电能计量装置，采集到线损计算所需数据，并且达到“全覆盖、全采集”，才能精准地计算出分线线损[6]。作为提供最原始的且直接运行于10kV线路的电能计量装置，由于10kV电压等级不同于0.4kV以下，其绝缘水平、接地故障、安装位置、运维管理等要求都要大大高于低压侧的计量设备。目前按照电网规划设计，当变压器容量大于315kVA时采用高供高计的计量方式，我国目前大部分高供高计的计量装置采用传统的高压计量箱，需要远程抄表还需要配置具备GPRS无线公网通信模块的数据采集终端，连接配网自动化系统或用电信息采集系统。当前国内研制成功的新型一体化直接高压电能计量装置与本文论述的装置在采样原理、校验方式、结构重量、安装作业等技术对比如表1。
表1 同类高压电能计量装置性能对比
Tab.1 Function comparisons of similar high-voltage energy measuring devices
2.移动式分线线损计量装置
2.1工作原理
移动式分线线损计量装置直接接入10 kV电力线路测量有功电能与无功电能，包括新型电子高压电流与电压传感器、高压供电单元、电能测量单元、通信单元等，集成在一体化结构壳体，满足整体误差校验和带电安装，结构原理如图1。
采用支持带电安装分相结构设计如实物图2，结构轻巧，三段式可调节长度的U形结构，以适应不同的线距（650 ~ 1200 mm）。装置由A、C计量模块组成，整体安装在中性点不接地三相三线的配电线路，采用二元法计量电能[7]，计算出分相A、C和合相的电压、电流、功率、电能。
2.2整体误差校验
移动式分线线损计量装置采用整体校验误差，克服了传统高压计算箱分别对PT、CT、电能表进行校验，且检定规程标准不一致，只能使用综合误差对整机进行标定。图3采用标准功率源法对整体校验装置的电能计量误差，有效提高了高压电能计量准确可靠性[8]，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级，满足同期线损所要求的电能精度。
2.3安装位置
在计算线路耗损的一个主要问题就是没有合理配置计量点，无法根据线路拓扑关系对线路上的线损进行合理计算和管理。移动式分线线损计量装置支持带电安装，以悬挂方式固定在线路上，不需要改造原有线路，不需要增加横担、金具、夹具等额外辅材，且无接地端，解决现实中停电困难的问题，带电安装时间小于20分钟，故能快速实现线损考核点的灵活部署，解决联络点、分界点、分支点等计量装置的缺失，实现10kV线路的远程监测与计量、线损计算与考核。10kV配网线路部署计量装置参见图4。正由于装置可带电安装、拆卸，可将装置移动到其他位置安装，定位其他高线损的分支线路。
2.4通信方式
GPRS无线网络具有优良的网络保障、实时性强、覆盖范围广、通信费用低和永远在线等特点，非常适合对用电现场的自动抄表、在线检测和实时监控[9]。基于GPRS无线网络的用电信息采集系统已经成为了电力行业的主流，经过10多年的应用，各个省市供电部门与移动公司签订了长期合作协议，供电部门申请的专网SIM卡具有专网内部固定IP地址，与主站系统连接完全可实现高压计量和控制的自动化，并解决了高压配电网的线损考核、高压计量和防窃电[10]。
移动式分线线损计量装置内置有GPRS通信模块，直接与同期线损管理系统（简称主站系统，如图4）的通信前置机进行远程连接，实现远程抄读装置的实时数据、冻结数据、监测状态。
3.应用案例
3.1分界线路分摊电量统计
某供电局某变电站的一条10kV架空线路分界点两端线路统计线损时，出现“合算为正，分算为一正一负”现象，原因为该线路分界开关处缺少电能计量装置，当出现线路电量互倒时，电量分摊无法准确核算。通过在分界开关处增设本装置，主站系统抄读本装置、原计量设备每日零点冻结的电能数据以及月末冻结电能数据如表2，从而获取真实的线路运行参数，有效地解决电量分摊不明晰的问题。
表2 分界线路分摊电量后的线损统计（单位：kWh）Tab.2 Line loss statistics of two section lines（Unit：kWh）
3.2联络开关互倒电量统计
某两条10kV架空线路在联络开关左右两侧都没有安装电能计量装置，在出现电源转供时，无法准确统计互倒时间、互倒电量和潮流方向，由此也无法精确地计算同期线损。通过带电安装本装置后，在2017年12月5日10：00 ~ 18：15配合冬季测温进行联络开关互倒，通过主站系统远程抄读装置每15分钟冻结的瞬时量和电能量，准确地监测了互倒时间、互倒电量、潮流方向，详见表3。
表3 联络开关互倒后的电量统计
4.结束语
移动式分线线损计量装置直接接入10kV架空线路获取供电电源，采用新型电子式高压电压电流互感器，不存在传统电磁式互感器的谐振而引起爆炸隐患，为带电安装提供了技术的可靠性和安全性；采用分相计量设计，三段式U形可调节长度的一体化结构，结构轻便，为带电安装提供了技术的可行性和便利性；装置支持带电安装与拆卸，可以灵活部署于10kV架空线路联络开关、分界开关、分支开关等需要增设电能计量装置的位置，带电安装时间小于20分钟，整体有功电能精度0.5S级，通过GPRS无线公网与主站系统实现永久在线的通信机制，保证了同期线损管理系统计算分线线损的实时性、准确性和应用性。
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作者简介：
吕东飞（1986），男，工程师，主要研究方向为配网线损管理与自动化
刘文安（1986），男，工程师，主要研究方向为电力系统分析、电力自动化
郑春旭（1987），男，高级工程师，主要研究方向为电力系统分析、电力自动化
赖荣光（1976），男，高级工程师，主要研究方向为电能计量与电力系统自动化
论文作者:吕东飞,刘文安,郑春旭,赖荣光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
标签：电能论文; 装置论文; 线损论文; 线路论文; 高压论文; 电量论文; 同期论文; 《电力设备》2018年第22期论文;