淺析消弧線圈接地系統(tǒng)電壓不平衡對(duì)電能計(jì)量裝置誤差的影響

孫良偉， 朱建華， 張宏偉， 陳運(yùn)濤， 高 峰， 胡玉春

（1．國(guó)網(wǎng)昌吉供電公司，新疆 昌吉，831100；2.國(guó)網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

淺析消弧線圈接地系統(tǒng)電壓不平衡對(duì)電能計(jì)量裝置誤差的影響

孫良偉1， 朱建華2， 張宏偉1， 陳運(yùn)濤1， 高 峰1， 胡玉春1

（1．國(guó)網(wǎng)昌吉供電公司，新疆 昌吉，831100；2.國(guó)網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行和電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確可靠，迫切需要加強(qiáng)對(duì)高損線路進(jìn)行計(jì)量誤差監(jiān)測(cè)和分析，掌握電網(wǎng)的電能計(jì)量裝置的運(yùn)行狀況和電能計(jì)量裝置的計(jì)量誤差。介紹了昌吉地區(qū)高損線路35kV特團(tuán)光一線計(jì)量誤差的監(jiān)測(cè)與分析的實(shí)例，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果分析了造成高損線路的原因，提出了影響電能計(jì)量裝置誤差的因素并提出相應(yīng)的對(duì)策。

高損線路； 誤差； 監(jiān)測(cè)； 分析

0 引言

隨著我國(guó)節(jié)能減排工作的深入推展，風(fēng)電作為新時(shí)期清潔能源的代表之一，在新疆地區(qū)得到光伏的發(fā)展，特別是在國(guó)家政策扶持和新疆獨(dú)特地理優(yōu)勢(shì)的雙重影響下，光伏裝機(jī)容量正在迅速擴(kuò)張。然而，光伏電站的由于自帶有逆變器，會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量和計(jì)量系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生一定影響[1]，因此監(jiān)視和分析光伏接入對(duì)這些的影響是必要的。

消弧線圈接地系統(tǒng)式是低壓配電網(wǎng)中一種常見(jiàn)的接線方式，大量的技術(shù)人員針對(duì)消弧線圈接地系統(tǒng)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的研究，并得出了對(duì)應(yīng)的對(duì)策[2-6]。文獻(xiàn)[7]分析了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電壓偏移現(xiàn)象，對(duì)提出了對(duì)應(yīng)的解決方法。文章在上述文獻(xiàn)的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)某35kV線路線損不正常的現(xiàn)象，分析其對(duì)應(yīng)原因，并提出了對(duì)應(yīng)的解決辦法。文獻(xiàn)[8]介紹了智能消弧線圈的原理和特點(diǎn)。文獻(xiàn)[9]介紹了貿(mào)易結(jié)算處的電能表接線方式，為誤差分析提供了理論基礎(chǔ)。

本文在上述文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，分析了光伏電站貿(mào)易結(jié)算點(diǎn)誤差較大的原因，并針對(duì)該問(wèn)題提出了對(duì)應(yīng)的解決措施。

1 光伏線損異常情況介紹

2014年特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站對(duì)昌吉供電公司的貿(mào)易結(jié)算關(guān)口35kV特團(tuán)光一線結(jié)算關(guān)口計(jì)量準(zhǔn)確性提出置疑，35kV特團(tuán)光一線線路長(zhǎng)12.5km、線損達(dá)到約3.5%，110kV團(tuán)場(chǎng)變35kV特團(tuán)光一線是昌吉供電公司的貿(mào)易結(jié)算關(guān)口，其是否準(zhǔn)確直接影響到上下網(wǎng)電量、發(fā)電量的準(zhǔn)確計(jì)算。昌吉供電公司接到情況反映后，安排技術(shù)人員進(jìn)行核查。經(jīng)核查電能計(jì)量裝置檔案資料，電能表、電壓互感器、電流互感器都經(jīng)過(guò)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，并出具了檢定報(bào)告；從電網(wǎng)角度講,并網(wǎng)光伏電站與電網(wǎng)間形成較為多變的電力電量交換和復(fù)雜的結(jié)算關(guān)系，需對(duì)運(yùn)行設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行情況進(jìn)行分析和檢查，找出影響線損的因素并提出相應(yīng)的對(duì)策，確保電能計(jì)量裝置計(jì)量的電量準(zhǔn)確。

2 線損異常的主要原因

首先對(duì)變電站和客戶側(cè)計(jì)量裝置進(jìn)行了檢查和電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)。檢查結(jié)果是：表計(jì)接線正確，電能表誤差也在0.2%誤差范圍之內(nèi)，但是電能表顯示計(jì)量繞組電壓和變電站監(jiān)控后臺(tái)機(jī)顯示的保護(hù)繞組母線電壓都不平衡。因排除電能表本體和計(jì)量繞組及其回路引起的誤差問(wèn)題，針對(duì)110kV團(tuán)場(chǎng)變的一次接線方式進(jìn)行核查，110kV團(tuán)場(chǎng)變電站主接線圖顯示35kV側(cè)采用的是經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，實(shí)際狀態(tài)是消弧線圈接地刀閘在拉開(kāi)位置，采用不接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式；特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站主接線圖顯示35kV側(cè)采用的是不接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式；

通過(guò)查看該光伏電站每日抄表記錄，并對(duì)110kV團(tuán)場(chǎng)變35kV特團(tuán)光一線前幾個(gè)月的電量與客戶側(cè)電量進(jìn)行了比對(duì)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 客戶側(cè)和公用電網(wǎng)側(cè)電量對(duì)比Tab.1 Electrical energy comparison between Consumer side and Grid side

經(jīng)過(guò)對(duì)110kV團(tuán)場(chǎng)變和特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站一次設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和分析，發(fā)現(xiàn)110kV團(tuán)場(chǎng)變35kV側(cè)采用的中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式（35kV消弧線圈接地刀閘在斷開(kāi)位置）；而特變紅旗農(nóng)場(chǎng)光伏電站35kV側(cè)，是采用的是經(jīng)35kV接地所用變的消弧線圈進(jìn)行接地，經(jīng)過(guò)分析初步確定客戶側(cè)接地變壓器中性點(diǎn)消弧線圈接地系統(tǒng)故障引起的母線電壓不平衡，造成35kV系統(tǒng)中性點(diǎn)漂移引起的計(jì)量誤差，經(jīng)與光伏電站協(xié)商并申請(qǐng)調(diào)度同意，光伏電站臨時(shí)退出了35kV接地所用變后，再次核查發(fā)現(xiàn)電能表顯示計(jì)量繞組電壓和變電站監(jiān)控后臺(tái)機(jī)顯示的保護(hù)繞組母線電壓都平衡了，證明是客戶側(cè)接地變壓器中性點(diǎn)漂移引起的計(jì)量誤差。

3 接地運(yùn)行方式和線損關(guān)系

特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏運(yùn)行方式臨時(shí)改變，查找出因35kV接地所用變?cè)斐上到y(tǒng)母線電壓不平衡的原因，發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題后，為盡快解決計(jì)量爭(zhēng)議，通過(guò)查找相關(guān)技術(shù)資料，探討解決運(yùn)行方式或設(shè)備選型造成的隱患缺陷，為今后大中型光伏電站優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

消弧線圈的引入是為了解決電網(wǎng)中性點(diǎn)電壓的偏移現(xiàn)象，合理設(shè)置脫諧度有助于消除中性點(diǎn)電壓偏移。但全補(bǔ)償?shù)南【€圈會(huì)導(dǎo)致接地殘留增大，且維護(hù)難度加大。目前的解決辦法為在正常運(yùn)行方式下，消弧線圈的工作點(diǎn)偏離系統(tǒng)諧振點(diǎn)，異常故障的情況下，通過(guò)電力電子器件的調(diào)節(jié)快速實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償。

表2 特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站35kV接地變退出后35kV特團(tuán)光一線二側(cè)電能表電量數(shù)據(jù)分析Tab.2 Analysis of electrical energy from meter of35kV Tetuan-guang I line after grounding transformer of Tebian Red star farm 20MW photovoltaic power station exiting

通過(guò)以上分析和生產(chǎn)廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查核實(shí)，目前暫時(shí)無(wú)法解決35kV接地所用變消弧線圈正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)電壓位移問(wèn)題，經(jīng)設(shè)備生產(chǎn)廠家技術(shù)人員論證消弧線圈退出后，35kV所用變可以正常運(yùn)行，可保證光伏電站的生產(chǎn)、生活用電。為確保電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確，2015年7月11日中電投紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站35kV接地變消弧線圈退出運(yùn)行。

特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站運(yùn)行方式臨時(shí)改變，查找出因35kV接地所用變?cè)斐上到y(tǒng)母線電壓不平衡的原因，通過(guò)對(duì)兩處電能計(jì)量裝置電能表電量進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證了中電投紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站35kV接地變壓器消弧線圈造成的計(jì)量誤差問(wèn)題，圓滿解決特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站上網(wǎng)電量爭(zhēng)議。下一步研究將繼續(xù)跟蹤35kV接地所用變壓器消弧線圈的解決方案及措施，消除光伏電站一次設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的設(shè)備隱患影響，確保其電能質(zhì)量和電能電費(fèi)的公平結(jié)算。

4 結(jié)論

新能源若想更好地發(fā)展，首要解決的是并網(wǎng)問(wèn)題。以特變紅旗農(nóng)場(chǎng)20MW光伏電站電量爭(zhēng)議為切入點(diǎn)，分析電能計(jì)量裝置在運(yùn)行過(guò)程中的故障情況，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行分析和判斷，研究了光伏發(fā)電并網(wǎng)電氣一次設(shè)備的設(shè)置與選取問(wèn)題，得出如下結(jié)論：

（1）嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行規(guī)范。良好的設(shè)計(jì)是電廠正常運(yùn)行的保證，設(shè)計(jì)規(guī)范往往是工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，可以避免以往運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的不合理問(wèn)題。

（2）加強(qiáng)試運(yùn)行期間的管理和監(jiān)控。試運(yùn)行是電場(chǎng)初期運(yùn)行重要階段，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)和基建工作的合理性。加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析和整理工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題，可以有效減少問(wèn)題對(duì)后期運(yùn)行造成的損失。

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Influence Analysis Voltage Unbalance for Electric Energy Metering Devic Error in Arc Suppression Coil Grounded System

SUN Liangwei1， ZHU Jianhua2， ZHANG Hongwei1， CHEN Yuntao1， GAO Feng1， HU Yuchun1
（1.Changji Power Company，State Grid，Xinjiang Electrical Power Corporation，Changji 831100，China；2.Xinjiang Electric Power Research Institute Xinjiang Electric Power Corporation State Grid，Urumqi 830011，China）

In order to ensure the reliability of electric energy measurement and safety operation of power grid，it’s necessary to monitor and analysis the error of high line loss，obtain the measurement error of metering device.This paper introduce the example on monitor and analysis of 35kV Te-tuan-guang I line measurement error，according the monitor data and result，analysis the reason for high line loss，give the factors influencing electric energy measurement device and the measures。

high line loss； error； monitor； analysis

TM645

B

2095-3429（2017）05-0063-03

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.05.015

2017-08-03

孫良偉（1974-），男，陜西西安人，本科，助理工程師、高級(jí)技師，主要從事電能計(jì)量技術(shù)工作。