运行电力电压互感器误差在线监测装置的研发

陈映雪 张秀艳 李帆 刘何川

摘 要：电能作为重要的能源之一，已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面，电能计量则是电力企业与广大电力客户之间的一杆公平秤，是电力企业生产经营管理的重要工作内容，是保障电力客户利益的基础，计量装置的定期校验、轮换、巡检便是保障公平秤不失准的核心。电压互感器误差校验是计量装置中最重要也是最难的环节，需停电进行，影响电力企业和用户的经济效益，现场的工作难度大、劳动强度、实施成本较高。关键词：电压互感器;误差在线检测;数据传输;异常诊断

随着人民生活水平的不断提高，对电能供应的可靠性、质量、优质服务都提出了更高的要求，在保障电网网架结构坚强之外，通过先进的科学技术减少各类停电工作是当前电力行业一个重要研究方向，本文对电力电压互感器（以下简称互感器）不停电监测误差提出大胆假想并论证。假设一：互感器误差带电检测，主动上报超差告警信息;假设二：装置操作、维护简单;假设三：装置对现运行设备无影响，符合行业规程;假设四：设备具有一定的远观性和经济适用性。

1 运行互感器误差数据比对方法

《中华人民共和国国家计量检定规程电力互感器JJG1021-2007》規程（以下简称JJG1021-2007）中指明电力互感器分首次检定、后续检定和使用中的检测，电力互感器运行误差定义为互感器误差受运行环境的影响而发生的变化，可以有运行状态如环境温度、剩磁、邻近效应引起，也可以有运行方式引起。

1.1 传统运行互感器误差测试方法

现电力行业传统运行互感器误差测试，多数采用比较法进行互感器误差测试，首先需要将被测互感器进行停电，将互感器校验仪或模拟升压台体，与被测试互感器进行一二次试验线连接，将互感器校验仪置电压互感器误差测量档，平稳地升起一次电压至额定值20%左右，读取校验数据，即误差数据，如果未发现异常升压到需测量值电压点，记录误差，误差测量点可根据实际情况和要求增减，测试过程中按规定做好原始记录。运行互感器误差测试时间一般按照JJG1021-2007中规定：电力互感器检定规程规定，电磁式、电压互感器检定周期不得超过10年，电容式互感器的检定周期不得超过4年。

通过以上可知，运行互感器误差测试实际是通过与标准设备误差比对得出，标准设备现通过其他方式进行验证其正确性，即标准设备误差合格，当给与标准设备与被测设备同一模拟一次输入量，设定两设备相同运行方式，如相同的电压变比，则标准设备与被测设备的二次输出量应该一致，测试设备的二次输出量相与标准设备的二次输出量之间的差值，则视为被测设备的绝对误差，测量的绝对误差与被测量的真值（标准设备二次输出量）之比为被测设备的相对误差。

1.2 运行互感器误差比对方法

通过对电力行业运行互感器误差的测试实验中，可知，是将互感器校验仪或升压设备调整至于被测互感器同样的运行变比，现随着广大电力用户对电能需求的不断提高，同一变电站同一电压等级用户专线越来越多，此部分出线，具有相同的一次输入量，电压互感器在运行时，一次绕组N1并联在线路上，二次绕组N2并联计量仪表，因此尽管一次电压很高，但是二次却很低压，可以确保操作人员和计量仪表的安全。电压互感器的额定二次电压值均为100V，那么电压数值相同的一次输入量的线路上，用户出线安装的电压互感器变比一致，将同一电压等级的互感器的二次输出进行采样储存，并通过逻辑计算比较，将其中一组互感器视为标准互感器，即可得到互感器运行误差。将同一只互感器与多只互感器比对出的误差值与历史检定误差进行核对，需符合电压互感器稳定性的要求，根据JJG1021-2007表5影响因素单独作用下电压互感器的误差，互感器的运行变差限值中一次导体磁场、外电场、工作接线，运行与同一个变电站的PT环境温度和运行频率一样，即两组误差值比对不得超过0.057%。考虑互感器实际运行情况，并参照JJG1021-2007中的编制说明，将电压互感器运行时误差限值放宽到1.5倍限值，该说明指出按照国际惯例，电力互感器误差在限值的1.5倍内仍可接受。综上，可得到误差设置阈值。

1.3 装置逻辑计算设置

根据常规变电站内电压互感器数量，装置最少需可检测60路，即互感器A/B/C各20组，该装置可对20组互相比较，利用集群化信息处理手段，对电压互感器误差进行在线监测。检测数据可显示、存档，并通过通讯上传用电信息平台，充分发挥现有用电信息采集系统作用，做好运行电压互感器的误差的运行监测和主站系统的状态分析。

2 数据采样点的选择

通过运行互感器误差比对方法中可知，变电站同一电压等级运行互感器有着同样的一次输入量，故不需对一次输入量进行采样，互感器二次输出的采样可有两个选择。一是在电压互感器端子箱侧取采样二次输出值，优点：数值精准;缺点：当前电压互感器端子箱处无计量仪表，需进行改造，增加运行成本，安全风险性大。二是电压互感器端子箱至后端的计量仪表，同时可在设置误差阈值中对二次压降引起的偏差进行修正处理。经分析比对，互感器二次输出采样点直接选择计量仪表处。

3 通信技术与平台搭建

随着微电技术，计算机技术及现代通讯技术的发展，电能表自动抄表系统在电网中广泛运用，各个变电站及用户企业的计量仪表的数据已全部集抄远传，远程集抄技术降低了运行人员的劳动强度，用现场的数据采集设备，在逻辑控制芯片中烧入计算公式，设置计算出各路互感器误差，设置阈值，通过采集集抄返回主站，可在用电信息采集中新增模块，也可建立电压互感器误差报警系统。

4 结束语

智能化电网的发展，迫切需要加强智能化变电站的电能计量装置进行误差监测和综合分析，形成在线运行数据比对，通过检测、理论计算和实际电量比对，验证数字电能计量装置的正确性。

参考文献

[1]国家电网营销〔2012〕422号（关于全面推进“大营销”体系建设的指导意见），2012

[2]祁旺，赵锡钦，王金鑫.提高计量检定工作质量的途径及意义[J].海峡科技与产业.2018（06）