數字電能表校驗儀在智能化變電站中的拓展應用

羅慧　郭予紅　諶艷琳　王安軍

摘要 數字電能表校驗在智能變電站中有重要作用，線損異常和計量系統故障往往不容易排查，數字電能表增加的高頻脈沖輸入，可以很好的解決這一問題。

關鍵詞 數字電能表；高頻脈沖輸入

中圖分類號 TM6 文獻標識碼 A 文章編號2095—6363（2016）04—0105—02

隨著智能電網的發展和智能變電站的建設，數字化電能計量設備的應用越來越廣泛，然而在智能站新裝投入運行后，如果一旦出現計量異常，對計量人員而言，其處理手段和排查故障的方法幾乎成為一片空白，在目前，如果智能變電站中出現線損異常，計量系統的故障情況，只能依靠廠家人員解決，由于合并單元和數字電表均非出白同一個廠家，這已成為設備招標的常態化方式，所以在處理故障時，各設備廠家僅僅局限于自家設備的狀態檢測，如果信號的輸出和輸入和解析一致，就認為設備沒有問題，不能從整個計量系統的高度查找故障，常常導致的結果是查找效率低下甚至查不出故障，甚至出現各廠家間推諉扯皮。隨著智能變電站的逐漸增多，此類問題突顯，然而傳統的故障處理方法已無法滿足其要求，嚴重影響我公司計量故障的處理速度和能力。

1計量系統模塊介紹

我國目前主要運行的電子式互感器由于產品還不是很成熟，相關的檢定不能完全考慮到現場運行的惡劣運行情況，運行時事故率比傳統互感器高很多，按照現階段數字變設計要求，推出模擬量輸入的合并單元方案，能夠無縫連接傳統的互感器二次輸出，實現變電站的就地數字化。我公司智能變電站計量系統的組成結構一般為通過傳統電磁式互感器將高電壓大電流轉化為低電壓額定小電流，接入合并單元，合并單元完成A/D轉換，在表計實現計量數據處理和顯示電量值。

1）電磁式互感器：即常見的電壓互感器和電流互感器。電壓互感器將高電壓轉換成二次可供儀器儀表使用的100V電壓；電流互感器將一次大電流轉換成可供儀器儀表測量和監控的小電流。

2）合并單元：遵循IEC61850標準的，用來實現對變電站保護、測量和計量電流和電壓等模擬量的同步采集和合并處理，或實現過程層數據共享和數字化的電壓、電流互感器的接口裝置。

3）數字化電能表：它通過光纖接收以太網傳輸的符合IEC61850-9-1/2標準的數據報文，數字化電能表相當于把傳統模擬電能表前端模擬信號處理及A/D轉換器部分植入電子互感器或合并單元中，而僅留下數字處理部分。其電氣連接除電源外都是通訊弱電連接，對外僅有光纖、數據等通訊接口。數字化電能表數字信號輸入接口嚴格遵循當前國際流行的IEC61850標準，在物理層和鏈路層上采用了IEC61850推薦的高速光纖以太網。

2檢查計量系統遇到的困難

在目前的數字化變電站中，運行中的數字計量設備出現故障時，往往都是請廠家的人員幫助排查，對于我公司廣大計量人員而言，由于其屬于新興技術，缺乏相關培訓和學習，數字化計量回路好像一個黑盒子，在互感器進入合并單元后出現故障便無從查起，盲目依賴廠家的結果是合并單元廠家測試說顯示數據沒有問題的時候，把責任推卸給表計廠家，而數字表僅僅作為一個信號處理設備，全部的數據依賴于合并單元傳入的數據，各設備廠家在遇到故障時推諉扯皮，給不會分析報文的供電計量人員造成極大困擾。我公司線損故障處理時限一般為3天，然而，80%的數字站的計量線損處理時限超過6個月，極大影響線損處理的效率。

3數字化電能表校驗儀的使用及拓展應用

數字化電能表校驗儀作為數字化電能表的誤差檢定裝置，具備虛負荷檢定，實負荷檢定功能。結合在實際工作中遇到的困難，我們在此功能的基礎上，對校驗儀增加了高頻脈沖輸出，由于數字表校驗儀作為標準表在精度上比合并單元高一個等級，利用標準時鐘進行對時，利用比對的方法，實現對合并單元的誤差檢定；增加矢量圖顯示界面，實現對負荷曲線的對比參照。

1）應用一：在對數字校驗儀增加了高頻脈沖輸出之后，實現了對合并單元的檢定，當現場計量系統出現超差的問題時，此方法可以作為一種手段用來檢驗檢測合并單元的誤差是否在合格范圍內。

2）應用二：接入數字回路，增加矢量顯示功能，便于查找故障。

根據數字化變電站中數字計量回路故障排查困難，供電計量人員不具備分析故障的方法和工具的問題著手，對數字校驗儀增加矢量顯示功能，可直觀的看出經合并單元變換出的數字信號的電壓電流在任一時刻的狀態，這樣，不用分析報文也可以使我計量人員直觀看出電壓電流的異常出現在哪里。

4實際應用中的實例介紹

在實際的工作應用中，我們從起初依賴廠家指導，到自己獨立的檢驗和判斷問題，經過了2年的過程。2014年中信變電站數字化計量回路運行線損超標，由于中信變電站于2012年投入運行，當時的技術手段不具備檢驗光纖回路的能力，在Ub，Uc電壓接反后，由于看不出相量圖，給線損平衡工作造成很大困難，在引入數字化校驗儀后，根據直觀相量照片，問題得到解決。

2015年黃崗變電站新建站驗收，對110kV博文黃崗線，黃111，黃112，黃101，黃102幾個數字回路經行了檢查驗收。數字校驗儀接入數字回路，在對新建線路進行通流加壓后，在校驗儀上顯示的數據可和電能表上顯示的數據做比對，如顯示不一致，則說明通過合并單元或者電能表設置有誤。如顯示和電能表一致，則說明此通路正確。

5結論

變電站計量工作引入數字化電能表校驗儀后，不僅能夠開展對新投入運行的數字變電站的驗收試驗，發現施工中存在的問題，而且能夠對運行中的合并單元，數字電能表進行誤差檢查，保證了計量人員的工作在新的歷史時期具有連貫性。