一種基于HPLC臺(tái)區(qū)的居民戶(hù)表電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法

王紹槐，饒玉凡，陳紅，翁薇，李文斐，劉千鋒

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司株洲供電分公司， 湖南 株洲 412000； 2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心，長(zhǎng)沙 410131； 3.國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司供電服務(wù)中心(計(jì)量中心)，長(zhǎng)沙 410007)

0 引 言

電能表在運(yùn)行過(guò)程中，因內(nèi)外部因素影響，會(huì)導(dǎo)致計(jì)量失準(zhǔn)，出現(xiàn)少計(jì)或多計(jì)電量的問(wèn)題[1]。其中內(nèi)部因素主要有電壓和電流采樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、功率增益校正、相位校正、小信號(hào)偏置等[2]，比如電壓采樣回路中電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電阻阻值發(fā)生改變，或計(jì)量芯片輸出的基準(zhǔn)電壓Vref發(fā)生偏移，影響電壓、電流的AD轉(zhuǎn)換精度。外部因素主要是單相電能表零、火線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)松動(dòng)或接線(xiàn)處出現(xiàn)銅鋁氧化[3]。居民戶(hù)表數(shù)量龐大，沒(méi)有定期校驗(yàn)和輪換規(guī)定，一旦出現(xiàn)計(jì)量失準(zhǔn)，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，隱患將長(zhǎng)期存在。如果是少計(jì)電量，將給供電部門(mén)造成損失，如果是多計(jì)電量，則造成電力客戶(hù)電費(fèi)損失，有可能引發(fā)客戶(hù)服務(wù)投訴，甚至造成大的社會(huì)輿情。因此，對(duì)于居民戶(hù)表計(jì)量失準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)，需要一種常態(tài)機(jī)制，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處置。

文中將介紹一種基于HPLC臺(tái)區(qū)的居民戶(hù)表電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法。

1 當(dāng)前電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法

表計(jì)電壓誤差是通過(guò)比對(duì)表計(jì)的輸入電壓與表計(jì)的測(cè)量電壓來(lái)計(jì)算的。電壓誤差表達(dá)式見(jiàn)式(1)：

UE=(UI-UO)/UI

(1)

式中UE為電壓誤差；UI為輸入電壓；UO為測(cè)量電壓。

表計(jì)在校表臺(tái)上能校出電壓誤差，是因?yàn)槲覀冎辣碛?jì)的輸入電壓，同時(shí)也能讀取表計(jì)的測(cè)量電壓。而對(duì)于已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的表計(jì)，我們可以通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)讀取表計(jì)的測(cè)量電壓，但無(wú)法準(zhǔn)確掌握表計(jì)的輸入電壓。當(dāng)前對(duì)在運(yùn)表計(jì)電壓監(jiān)測(cè)的方法主要有兩種，如下所述。

1.1 在表箱加裝電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備

在表箱內(nèi)加裝一個(gè)電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備(比如一塊三相表)，因表箱內(nèi)無(wú)電壓損耗，監(jiān)測(cè)設(shè)備的某相電壓值即為同表箱同相位表計(jì)的輸入電壓，從而可計(jì)算表計(jì)電壓的誤差[4]。但這種方法需要表計(jì)與表箱的對(duì)應(yīng)關(guān)系、相位關(guān)系等非常準(zhǔn)確，同時(shí)，需要加裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，增加了成本，特別是對(duì)于農(nóng)村單表箱用戶(hù)，相當(dāng)于安裝雙表計(jì)，因此在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上均難以推廣，只在小范圍進(jìn)行了試點(diǎn)。

1.2 戶(hù)表電壓與總表電壓比對(duì)

將臺(tái)區(qū)總表電壓作為輸入電壓，采集系統(tǒng)采集的電壓作為測(cè)量值，判斷戶(hù)表電壓是否失準(zhǔn)。這個(gè)方法目前是基于PLC臺(tái)區(qū)的采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的，PLC臺(tái)區(qū)采集了居民戶(hù)表四個(gè)時(shí)間點(diǎn)(7點(diǎn)、11點(diǎn)、15點(diǎn)、19點(diǎn))電壓數(shù)據(jù)，但沒(méi)有居民戶(hù)表的相位信息。又由于農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)380 V低壓線(xiàn)路首、末端電壓范圍較大，各相之間電壓相差較大，因此，將總表電壓作為戶(hù)表的輸入電壓誤差太大，只能作為戶(hù)表輸入電壓的上限值，按四個(gè)時(shí)間段做戶(hù)表電壓高于總表電壓的異常分析，分析策略如下：

(1)戶(hù)表7點(diǎn)電壓值大于總表ABC三相7點(diǎn)～11點(diǎn)任何一點(diǎn)的電壓；

(2)戶(hù)表11點(diǎn)電壓值大于總表ABC三相11點(diǎn)～15點(diǎn)任何一點(diǎn)的電壓；

(3)戶(hù)表15點(diǎn)電壓值大于總表ABC三相15點(diǎn)～19點(diǎn)任何一點(diǎn)的電壓；

(4)戶(hù)表19點(diǎn)電壓值大于總表ABC三相19點(diǎn)～23點(diǎn)任何一點(diǎn)的電壓。

四個(gè)條件中只要滿(mǎn)足一個(gè)，即認(rèn)為戶(hù)表電壓失準(zhǔn)。用該方法分析的電壓失準(zhǔn)表計(jì)數(shù)不到總異常數(shù)的10%，大量的電壓失準(zhǔn)表計(jì)還是無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

2 HPLC臺(tái)區(qū)居民戶(hù)表電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法

2.1 HPLC臺(tái)區(qū)簡(jiǎn)介

從2017年開(kāi)始，居民抄表的下行通信逐步由PLC(窄帶載波)更換為HPLC。目前，湖南省電力有限公司已經(jīng)有70%的臺(tái)區(qū)采用HPLC通信，預(yù)計(jì)在2023年實(shí)現(xiàn)全覆蓋，HPLC通信有以下特點(diǎn)：

(1)具有相對(duì)較寬的通信帶寬，頻率范圍從3 kHz～500 kHz改換到0.7 kHz～12 MHz，能夠提供數(shù)百kbps～幾Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，且電力線(xiàn)在高頻段的噪聲相對(duì)較弱，通信可靠性和穩(wěn)定性顯著提升[5]。對(duì)居民戶(hù)表電壓電流數(shù)據(jù)采集頻度由4個(gè)點(diǎn)增加到24個(gè)點(diǎn)；

(2)增加了電壓過(guò)零檢測(cè)電路，通過(guò)將集中器HPLC模塊三相電壓曲線(xiàn)的過(guò)零時(shí)間與表計(jì)HPLC模塊電壓曲線(xiàn)的過(guò)零時(shí)間比較，識(shí)別居民戶(hù)表掛接相位；

(3)配置超級(jí)電容，在表計(jì)停電后，超級(jí)電容繼續(xù)支持HPLC模塊工作，判斷停電事件，并主動(dòng)上報(bào)停電信息，開(kāi)展停電主動(dòng)搶修。

目前，根據(jù)HPLC臺(tái)區(qū)的增量信息，開(kāi)展了多方面的深化應(yīng)用，包括：時(shí)鐘精準(zhǔn)管理、配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)識(shí)別[6]、分相線(xiàn)損計(jì)算、小時(shí)級(jí)線(xiàn)損計(jì)算、臺(tái)區(qū)低電壓及配變監(jiān)測(cè)[7]、三相不平衡分析與治理、電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)[8]等，下面將介紹HPLC在居民表電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。

2.2 縮小戶(hù)表輸入電壓范圍

HPLC臺(tái)區(qū)能準(zhǔn)確識(shí)別居民戶(hù)表相位，同時(shí)采集總表與戶(hù)表24點(diǎn)電壓電流，依據(jù)這些信息，在小電流時(shí)間點(diǎn)，分相位估算戶(hù)表的輸入電壓，可獲得更準(zhǔn)確估算值。戶(hù)表輸入電壓表達(dá)式為：

Uin=UZ-ΔU

(2)

式中Uin為戶(hù)表輸入電壓；UZ為總表電壓；ΔU為線(xiàn)路壓降。

每塊戶(hù)表在線(xiàn)路中的位置不一樣，每相線(xiàn)路電流的大小也不一樣，因此，即使是同相位的表計(jì)，其輸入電壓也不一樣[9]，難以確定戶(hù)表電壓測(cè)量精度。如果我們不要求精準(zhǔn)測(cè)算每塊表計(jì)的輸入電壓，只要求輸入電壓在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)，那么，我們所測(cè)算的戶(hù)表誤差也會(huì)在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)，也可以提高對(duì)居民戶(hù)表電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。因此，從求每塊表計(jì)的輸入電壓，改為精確估算同相線(xiàn)路首、末端電壓閥值，如圖1所示。

圖1 臺(tái)區(qū)變壓器首末端電壓示意圖

以A相為例，UAU與UAL為A相首末端電壓閥值，在J時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)式所示：

UAUJ=UAJ

(3)

UALJ=UAJ-ZIAJ

(4)

式中UAJ為總表A相J時(shí)間點(diǎn)電壓；Z為線(xiàn)路阻抗；IAJ為總表A相J時(shí)間點(diǎn)電流。

若圖1中A相線(xiàn)路上某塊表計(jì)在J時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量值在UAUJ與UALJ之外，則該塊表就有可能出現(xiàn)電壓測(cè)量失準(zhǔn)，判斷準(zhǔn)確度取決于UAUJ與UALJ差值的大小，差值越小，準(zhǔn)確度越高。

UAUJ與UALJ受三個(gè)因素的影響[10]：參考電壓UAJ、線(xiàn)路阻抗Z、線(xiàn)路電流IAJ。下面將討論如何選擇這三個(gè)參數(shù)，使得UAUJ與UALJ差值最小。

2.3 計(jì)算點(diǎn)選擇

由式(3)、式(4)可知，當(dāng)線(xiàn)路電流IAJ在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)為零時(shí)，整個(gè)線(xiàn)路沒(méi)有壓降，線(xiàn)路首、末端電壓閥值相同，即為臺(tái)區(qū)出口總表電壓，這時(shí)可以將總表電壓作為該線(xiàn)路上所有居民戶(hù)表的輸入電壓，精確估算出戶(hù)表電壓誤差。

線(xiàn)路電流為零的情況很少，但說(shuō)明線(xiàn)路電流越小，線(xiàn)路壓降越小[11]，首、末端電壓差越小，同相線(xiàn)路表計(jì)電壓誤差的估算越準(zhǔn)確。因HPLC臺(tái)區(qū)采集了總表24點(diǎn)電流值，所以，應(yīng)選擇總表電流最小的時(shí)間點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)。在遇到多個(gè)電流最小點(diǎn)時(shí)，取時(shí)間點(diǎn)最小的點(diǎn)。

同時(shí)，由于臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡，三相電流的最小點(diǎn)一般不會(huì)出現(xiàn)在同一時(shí)刻，每相電流要獨(dú)立取點(diǎn)計(jì)算，也就是計(jì)算點(diǎn)應(yīng)分A相、B相、C相分別選擇，每相首、末端電壓閥值分別計(jì)算，如表1所示。總表A相在12點(diǎn)的電流為20 A，為24個(gè)點(diǎn)中的最小值，則A相選擇12點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行首、末端電壓閥值計(jì)算。而B(niǎo)相在10點(diǎn)、11點(diǎn)電流最小，都為22 A，取10點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)。C相在3點(diǎn)、4點(diǎn)、5點(diǎn)、10點(diǎn)、11點(diǎn)、13點(diǎn)、16點(diǎn)電流最小，都為26 A，取3點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)。

表1 臺(tái)區(qū)線(xiàn)路電流

2.4 臺(tái)區(qū)線(xiàn)路阻抗估算

臺(tái)區(qū)低壓線(xiàn)路的線(xiàn)徑由變壓器容量決定[12]，典型配電變壓器與線(xiàn)路阻抗計(jì)算如表2所示。從表2中可見(jiàn)，變壓器容量越大，線(xiàn)徑越大，線(xiàn)路阻抗越小，臺(tái)區(qū)變壓器容量可從營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)獲取。由于線(xiàn)路單位阻抗較小，線(xiàn)路長(zhǎng)度的差異對(duì)最終阻抗的影響不大，為便于計(jì)算，城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)線(xiàn)路長(zhǎng)度取兩個(gè)固定值，城網(wǎng)按1 000 m取值、農(nóng)網(wǎng)按2 000 m取值。下限閥值(見(jiàn)式(4))的阻抗Z，根據(jù)臺(tái)區(qū)變壓器容量及城農(nóng)網(wǎng)性質(zhì)，結(jié)合表2估算。

2.5 參考電壓選擇

2.5.1 以總表電壓為參考電壓

式(3)、式(4)所取的參考電壓為總表電壓，取總表電壓為參考電壓，存在以下缺陷：

表2 典型配電變壓器和配電線(xiàn)路阻抗

(1)總表測(cè)量誤差影響閥值

按規(guī)程要求，總表精度等級(jí)為1.0，本身可能存在+/-2 V的誤差[13]，若總表為負(fù)誤差，戶(hù)表為零誤差或正誤差，則位于變壓器出口附近的表計(jì)，其測(cè)量值可能會(huì)超上限閥值，而位于線(xiàn)路末端的表計(jì)，可能越下限。比如一個(gè)630 kV·A的城網(wǎng)臺(tái)區(qū)，若其某相在某時(shí)間點(diǎn)最小電流為40 A，且該時(shí)間點(diǎn)線(xiàn)路出口電壓為230 V，如果臺(tái)區(qū)總表為負(fù)誤差1%，則臺(tái)區(qū)總表測(cè)量的電壓為228 V，也就是上限閥值，若離臺(tái)區(qū)出口400 m遠(yuǎn)有一塊居民表，其輸入電壓為：230-40×0.032×0.8 = 228.97(V)，若該戶(hù)表為零誤差，則其測(cè)量值為228.97 V，超過(guò)上限閥值0.97 V，若該表為正誤差1%，則其測(cè)量值為：228.97×1.01=231.27(V)，超過(guò)上限閥值3.27 V。所以，這種情況會(huì)出現(xiàn)大量居民表測(cè)量值越上限，產(chǎn)生誤判。

同樣，在總表為正誤差時(shí)，下限閥值偏大，若位于線(xiàn)路末端的表計(jì)又是零誤差或負(fù)誤差，也會(huì)導(dǎo)致正常表計(jì)越下限。

(2)總表與集中器接線(xiàn)相位不一致造成誤判

在用電信息采集系統(tǒng)，居民戶(hù)表相位由集中器的接線(xiàn)方式確定，總表相位由自身接線(xiàn)決定，與所接入線(xiàn)路相位無(wú)關(guān)[14]，若總表與集中器接線(xiàn)相位不一致，會(huì)導(dǎo)致總表定義的相位與戶(hù)表相位不一致，造成誤判[15]，如圖2所示。

圖2中，總表1路、2路、3路分別接入線(xiàn)路A相、B相、C相，而集中器的1路、2路、3路電源分別接入線(xiàn)路的B相、C相、A相，此時(shí)，在用電信息采集系統(tǒng)看到的總表A相、B相、C相電壓與電流數(shù)據(jù)，就是實(shí)際線(xiàn)路的A相、B相、C相數(shù)據(jù)，但看到的戶(hù)表1、戶(hù)表2、戶(hù)表3的相位分別為C相、A相、B相。如果由總表數(shù)據(jù)計(jì)算A相的上、下限閥值，閥值反應(yīng)的是線(xiàn)路A的電壓范圍，而采集系統(tǒng)看到的A相居民表為表2，實(shí)際是掛接在線(xiàn)路B，由于臺(tái)區(qū)三相之間的電壓不一致[16]，很可能出現(xiàn)表2越限，造成誤判。

圖2 總表與集中器接線(xiàn)相位不一致

2.5.2 以同相居民戶(hù)表的平均電壓為參考電壓

在一個(gè)臺(tái)區(qū)出現(xiàn)電壓測(cè)量失準(zhǔn)的表計(jì)極少[17]，再細(xì)化到某一相位就更少了，也就是一個(gè)臺(tái)區(qū)絕大部分表計(jì)電壓測(cè)量是正確的，因此，我們提出了以同相位居民戶(hù)表電壓平均值為參考電壓的方案。在進(jìn)行平均值計(jì)算時(shí)，考慮臺(tái)區(qū)有可能存在電壓失準(zhǔn)表計(jì)，這類(lèi)表計(jì)應(yīng)該不參與平均值計(jì)算，以免影響參考電壓的準(zhǔn)確性，但這些表計(jì)肯定是極少數(shù)。因此，在計(jì)算同相位電壓平均值時(shí)，還要去掉一個(gè)最大值與一個(gè)最小值，以A相為例，表達(dá)式如下：

UAP=

(5)

式中UAP為A相電壓平均值；n為A相表數(shù)量；ua1、ua2...uan為A相某時(shí)間點(diǎn)每塊表計(jì)的電壓值。

以戶(hù)表平均電壓為參考電壓，相比于以臺(tái)區(qū)總表電壓為參考電壓，存在以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)戶(hù)表既有正誤差，也有負(fù)誤差，取多表電壓的平均值為參考電壓，正負(fù)誤差抵消，消除了測(cè)量誤差；

(2)在集中器與總表接線(xiàn)相位不一致時(shí)，消除了總表相位與居民戶(hù)表相位不一致引起的參考電壓失真問(wèn)題；

由于用戶(hù)的分布是隨機(jī)的，可以認(rèn)為居民戶(hù)表平均電壓反映的是線(xiàn)路中段電壓，因此，以式(3)、式(4)計(jì)算的上、下限參考閥值表達(dá)式需要修正為:

UAUJ=UAPJ+ZIAJ

(6)

UALJ=UAPJ-ZIAJ

(7)

由于參考電壓在線(xiàn)路中段，因此，對(duì)線(xiàn)路阻抗估算不需要以整個(gè)供電半徑為參考，只需要取一半的值，也就是城網(wǎng)按500 m取值，農(nóng)網(wǎng)按1 000 m取值，阻抗值更小，電壓參考閥值受電流大小的影響更小，估值更精確。

式(6)、式(7)消除了總表測(cè)量誤差，但是沒(méi)有考慮居民戶(hù)表本身的測(cè)量誤差，如果在臺(tái)區(qū)出口附近的居民戶(hù)表是正誤差，則可能越上限。同樣，如果是臺(tái)區(qū)末端的戶(hù)表為負(fù)誤差，則可能越下限，為避免誤判，在式(6)、式(7)兩式中增加戶(hù)表的測(cè)量誤差，見(jiàn)：

UAUJ=UAPJ+ZIAJ+Δ

(8)

UALJ=UAPJ-ZIAJ-Δ

(9)

式中Δ為戶(hù)表測(cè)量誤差，按居民戶(hù)表精度等級(jí)為2.0估算，Δ一般取5 V。

2.5.3 居民戶(hù)表過(guò)濾

由于居民戶(hù)表數(shù)量龐大，現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)多種多樣，會(huì)出現(xiàn)一些異常電壓。在根據(jù)式(8)、式(9)篩查出的異常表計(jì)中，還出現(xiàn)了很多誤判，其中主要是三相表做單相表用，只接一相，其它兩相未接線(xiàn)，此時(shí)，系統(tǒng)將三相的相位識(shí)別為同一相，且另外兩相電壓為零。如表3所示，資產(chǎn)號(hào)尾數(shù)為“7692”的表計(jì)，只接了A相，另外兩相電壓為零，但相位都識(shí)別為A相，在根據(jù)式(5)進(jìn)行平均電壓計(jì)算時(shí)，只去掉一個(gè)最小值零，還剩下一個(gè)零值，使得平均電壓偏低很多，A相出現(xiàn)大量表計(jì)越上限的誤判。

表3 三相表只接一相的電壓采集數(shù)據(jù)

因此，在應(yīng)用式(5)計(jì)算某相的平均電壓前，還需增加以下過(guò)濾規(guī)則：對(duì)于電壓低于140 V的表計(jì)，不參與電壓平均值的計(jì)算。

2.5.4 電壓失準(zhǔn)判斷

對(duì)于一個(gè)臺(tái)區(qū)，根據(jù)采集系統(tǒng)表計(jì)的24點(diǎn)電壓、電流數(shù)據(jù)，以及相位信息，在對(duì)居民戶(hù)表進(jìn)行過(guò)濾后，計(jì)算出各相的平均電壓，根據(jù)式(8)、式(9)計(jì)算各相的電壓上、下限閥值，表計(jì)電壓值超出閥值范圍外的，即為電壓測(cè)量失準(zhǔn)表計(jì)。

為了提高判斷的準(zhǔn)確性，每天取兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，一個(gè)最小電流點(diǎn)，一個(gè)次小電流點(diǎn)。如表1所示：A相的最小電流點(diǎn)為12點(diǎn)，次小電流點(diǎn)13點(diǎn)；B相的最小電流點(diǎn)為10點(diǎn)，次小電流點(diǎn)11點(diǎn)；C相的最小電流點(diǎn)為3點(diǎn)，次小電流點(diǎn)4點(diǎn)。只有某居民戶(hù)表在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓均在閥值范圍之外，才認(rèn)為該表存在電壓失準(zhǔn)。

由于公變運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性[18]，很多因素會(huì)導(dǎo)致表計(jì)電壓突變。在按上述規(guī)則篩選出電壓失準(zhǔn)表計(jì)后，還是有少量誤判的表計(jì)，需要對(duì)篩選結(jié)果進(jìn)一步過(guò)濾，規(guī)則如下：

(1)部分光伏發(fā)電用戶(hù)輸出電壓較高，光伏計(jì)量表輸入電壓偏高，出現(xiàn)光伏表計(jì)測(cè)量超上限。因此，對(duì)篩查結(jié)果中越上限的光伏表要剔除；

(2)由于低壓配網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)行的不對(duì)稱(chēng)，在臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷極不平衡時(shí)，容易出現(xiàn)中性點(diǎn)偏移，導(dǎo)致重載相位可能產(chǎn)生低電壓，輕載相位產(chǎn)生過(guò)電壓，造成輕載相位的部分居民戶(hù)表電壓越上限，重載相位的部分居民戶(hù)表越下限。因此，增加兩項(xiàng)剔除規(guī)則：

(a)同一相位，電壓大于140 V的越下限表計(jì)超過(guò)2塊，則剔除該相所有大于140 V的越下限表計(jì)，同時(shí)，該臺(tái)區(qū)所有越上限的表計(jì)也要剔除;

(b)同一相位，越上限的表計(jì)超過(guò)2塊，則剔除該相位所有越上限的表計(jì)，同時(shí)，該臺(tái)區(qū)所有大于140 V的越下限的表計(jì)也要剔除。

經(jīng)過(guò)上述規(guī)則過(guò)濾后，監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性得到大幅提高，再安排計(jì)量運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)核查，提高了工作效率。

3 實(shí)證研究

國(guó)網(wǎng)株洲供電公司基于該方法于2021年10月在“兩率一損”平臺(tái)完成軟件開(kāi)發(fā)上線(xiàn)，以“桂花名城一臺(tái)區(qū)”為例，系統(tǒng)在2022年3月14日監(jiān)測(cè)到C相表計(jì)433000100000021767949電壓越下限，運(yùn)算監(jiān)測(cè)過(guò)程如下：

(1)用電信息采集系統(tǒng)采集臺(tái)區(qū)總表電流如表1所示，根據(jù)最小點(diǎn)與次小電流點(diǎn)選擇原則，提取A相戶(hù)表12點(diǎn)和13點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)、B相戶(hù)表10點(diǎn)和11點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)、C相戶(hù)表3點(diǎn)和4點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)；

(2)剔除電壓小于140 V及相位未識(shí)別的表計(jì)，按式(5)計(jì)算三相共六個(gè)時(shí)間點(diǎn)的戶(hù)表電壓平均值；

(3)在營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)查詢(xún)?cè)撆_(tái)區(qū)變壓器容量為630 kV·A，屬于城網(wǎng)臺(tái)區(qū)，在表2查詢(xún)500 m阻抗為0.032 Ω，根據(jù)式(8)、式(9)計(jì)算A、B、C三相最小電流、次小電流時(shí)刻戶(hù)表電壓閾值范圍如表4、表5所示。

表4 最小電流時(shí)刻電壓閥值

表5 次小電流時(shí)刻電壓閥值

據(jù)此發(fā)現(xiàn)C相表號(hào)為433000100000021767949的表計(jì)在3點(diǎn)和4點(diǎn)的電壓值分別為226.9 V和226.3 V，越下限。3月15日到現(xiàn)場(chǎng)處理，故障原因?yàn)楸碛?jì)進(jìn)線(xiàn)接觸不良，處理后電壓恢復(fù)正常，可在用電信息采集系統(tǒng)查詢(xún)到該表電壓曲線(xiàn)有明顯的躍升，如圖3所示。

表3 三相表只接一相的電壓采集數(shù)據(jù)

從2021年10月～2022年3月，用該方法監(jiān)測(cè)到電壓失準(zhǔn)表計(jì)164塊，同期，株洲供電公司到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了核查，其中屬于計(jì)量超差的表計(jì)7塊，屬于現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)松動(dòng)表計(jì)93塊，屬于臺(tái)區(qū)歸屬錯(cuò)誤表計(jì)12塊，無(wú)異常的52塊，準(zhǔn)確率達(dá)到 68%。

從監(jiān)測(cè)效果看，該方法除了能監(jiān)測(cè)計(jì)量失準(zhǔn)外，發(fā)現(xiàn)更多的是表計(jì)現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)松動(dòng)，少量檔案歸屬錯(cuò)誤的表計(jì)。表計(jì)接線(xiàn)松動(dòng)包含進(jìn)線(xiàn)氧化、樁頭螺絲松動(dòng)、表前開(kāi)關(guān)接觸不良、表前接電點(diǎn)松動(dòng)等情況，這些情況都會(huì)在接觸部分產(chǎn)生阻抗，與表計(jì)分壓，導(dǎo)致表計(jì)輸入電壓降低[19]，從而表計(jì)的測(cè)量電壓也降低，在監(jiān)測(cè)平臺(tái)表現(xiàn)為越下限。同時(shí)，這些情況也是引起燒表、燒表前開(kāi)關(guān)甚至表箱起火的主要原因[20-22]。而目前降低居民戶(hù)表燒表率是供電部門(mén)的難點(diǎn)工作，因此，該方法提供了一條解決路徑。同時(shí)，部分表計(jì)檔案歸屬錯(cuò)誤，但能跨臺(tái)區(qū)抄讀，導(dǎo)致臺(tái)區(qū)線(xiàn)損計(jì)算錯(cuò)誤。然而，因表計(jì)屬于不同臺(tái)區(qū)，其實(shí)際電壓與錯(cuò)誤歸屬臺(tái)區(qū)電壓不一致，在監(jiān)測(cè)平臺(tái)中能檢索到這類(lèi)表計(jì)電壓發(fā)生越限。

4 結(jié)束語(yǔ)

文中分析了居民戶(hù)表當(dāng)前電壓失準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的幾種模式與存在的不足，提出了基于HPLC臺(tái)區(qū)居民戶(hù)表高頻采集數(shù)據(jù)、相位識(shí)別結(jié)果，結(jié)合臺(tái)區(qū)線(xiàn)路阻抗參數(shù)、表計(jì)精度等級(jí)，建立居民戶(hù)表輸入電壓的估算模型，與采集系統(tǒng)表計(jì)的測(cè)量值比較，判斷居民戶(hù)表是否存在電壓測(cè)量失準(zhǔn)，方法歸納為以下幾個(gè)方面：

(1)從總表24點(diǎn)電流數(shù)據(jù)中，在每相選2個(gè)電流最小的時(shí)間點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)，若最小或次小電流時(shí)間點(diǎn)多于一個(gè)，取時(shí)間點(diǎn)最小的點(diǎn)；

(2)對(duì)于每個(gè)計(jì)算點(diǎn)，過(guò)濾掉電壓小于140 V的居民戶(hù)表，在剩余的居民戶(hù)表中，再去掉一個(gè)電壓最大值與最小值，計(jì)算同相位戶(hù)表電壓平均值；

(3)以居民戶(hù)表電壓平均值為參考電壓，按照臺(tái)區(qū)屬性選取線(xiàn)路長(zhǎng)度，城網(wǎng)按500 m選擇，農(nóng)網(wǎng)按1 000 m選擇。根據(jù)變壓器容量，選取線(xiàn)路阻抗，結(jié)合戶(hù)表精度等級(jí)，計(jì)算表計(jì)輸入電壓的上、下限閥值；

(4)戶(hù)表電壓值在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)均在閥值范圍之外，則初步判斷為計(jì)量失準(zhǔn)表計(jì)。對(duì)于初步篩選的結(jié)果，再濾除光伏發(fā)電用戶(hù)，濾除臺(tái)區(qū)三相不平衡導(dǎo)致的過(guò)電壓與低電壓用戶(hù)，得到最終的電壓失準(zhǔn)戶(hù)表，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查。

該方法除了能監(jiān)測(cè)表計(jì)的計(jì)量失準(zhǔn)、臺(tái)區(qū)歸屬錯(cuò)誤外，還能監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)施工運(yùn)行中導(dǎo)致的表計(jì)進(jìn)線(xiàn)氧化、樁頭螺絲松動(dòng)、表前開(kāi)關(guān)接線(xiàn)松動(dòng)等情況，對(duì)降低燒表率，預(yù)防表箱火災(zāi)事故提供了一條解決路徑。

該方法無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)加裝設(shè)備，只需分析采集系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)，即可判斷居民戶(hù)表電壓是否失準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)范圍廣，準(zhǔn)確率高，減少了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員篩查的時(shí)間，提高了工作效率。已經(jīng)采用HPLC通信的臺(tái)區(qū)都可應(yīng)用，易推廣。