低压台区线损指标的管控策略

低压台区线损指标的管控策略

包锦辉梅方腊王明燕

(国网浙江三门县供电公司浙江台州317100)

摘要:台区线损是衡量供电企业经营状况的一个重要指标,线损率的高低能有效地反映低压电网架构或是企业管理的问题所在,与供电企业的经济效益紧密相连,也是建设节能型社会的必然要求。线损率作为一个综合指标值,是反映日常管理工作是否到位,营配贯通基础数据是否管好,业务流程是否顺畅都能及时反映。目前的台区线损管理都是针对台区综合管理线损的而没有精细化到A、B、C三相的各相线损计算管理,在农村低压线损管理中操作性、实用性不强,较难判定线路损耗大的准确位置。因此低压台区线损分支分相线管理技术这个管控方法是非常有必要的,本文重点对影响低压台区线损的主要因素分析,提出了低压台区的分支分相线技术管控方法,来实现台区线损指标的管控。

关键词:台区线损;重要指标;分支分相线管理技术;管控

1引言

1.1本文研究的背景意义

配电台区的线损指标好坏综合反映和体现了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平,是电网经营企业的一项重要的经济技术指标[1]。台区线损过高主要分为技术原因产生的技术线损和管理原因产生的管理线损。虽然技术线损可通过配网改造,如合理调整供电半径、合理分配台区负荷、加大供电线径等措施加以解决,但是由于配电台区涉及配电运检、营销等多个专业,因此管理线损成为台区降损的关键,也是管控好台区线损指标的重要环节。

1.2三门供电局台区线损指标现状介绍

目前我局配电台区数有1313个,其中以箱式变压器形式供电的台区有249个,以配电房变压器形式供电的台区有68个,以柱上变压器形式供电的台区有996个,覆盖低压用户数181713户,线损超大台区有53个,线损倒负台区有66个,线损正常台区有1194个,台区线损指标是根据浙江省电力公司同业对标要求线损率按0-8%属于线损正常,超过8%属于线损超大,低于0%线损属于线损倒负,还有台区采集覆盖用户数未到达95%或公变终端电量无数据的台区按线损不可算划分,线损率计算公式:[2]。

1.3本文的主要内容

通过对我局台区线损指标现状介绍,罗列出一系列影响低压台区线损的主要因素,并逐个分析,为了提升线损指标,最终提出台区分支分相线技术方法来管控线损,通过我局线损案例分析来证实管控方法的有效性,从而扎扎实实地降低了台区线损,降低了供电成本,提高了我局的经济效益,使台区线损指标管理上了一个新的台阶。2影响低压台区线损的主要因素分析

低压台区就是通过公用变压器引出负荷给各类用户用电,以单台或多台变压器为统计、分析基准的单个区域。长期以来,低压台区网络故障频繁出现,造成网络管理难度日益增大,线损异常现象普遍,影响低压台区线损的主要因素:

2.1配网问题

由于农村用户广、散、少,超供半径线路较多,线路的空间距离超长,迂回和“卡脖子”供电线路多,配电线路上负荷点多分散,配变供电点离用电负荷中心较远,导线截面选择与负荷不匹配等。

2.2设备问题

供电设备陈旧老化,损耗严重。高耗能配电变压器和用电设备仍在使用中,部分导线破旧,线径较细,导线截面小,载流量大,线路降损较为严重。

2.3配电变压器的运行问题

目前,我局设计部门对新上的小区都按50年发展规划,配电变压器配置容量都在800KVA及以上,电流互感器也根据变压器容量配置变比为1200/5或1000/5,这样导致配电变压器容量与实际用电负荷不匹配,“大马拉小车”的现象较为普遍。

2.4计量问题

主要是电能计量装置故障和错接线造成的电量损耗。低压台区的供电方式是高供低计,及其计量接线方式是三相四线制接线方式,台区下的公变终端是带电流互感器的三相四线接线方式,一般工商业用户是带电流互感器或不带电流互感器的三相四线接线方式,还有台区下的居民用户都是不带电流互感器的单相或三相四线接线方式,由此可知整个台区的接线方式就三种,分别是带电流互感器的三相四线接线方式、不带电流互感器的三相四线接线方式、不带电流互感器的单相接线方式。

带电流互感器的三相四线接线原理图,如图2-3所示;

再通过用电信息采集系统对公变终端、一般低压工商业用户、居民用户的各相电压、各相电流、各相功率因数、各相瞬时有功功率等数据召测结合上面的几种接线方式进行综合分析,来确定台区线损异常是否由计量问题引起的。

2.5管理问题

用户违章用电、私自搭接和窃电电量损耗,用户表计使用和更换管理上的疏忽,容易造成电能损失,农村临时性季节用电报装管理不严,存在无表用电以及个别电表没有表箱,表箱未封印,计量箱屋内堆满杂物,计量箱屋没有门,表箱资源号未粘贴不规范,闸刀箱编号未粘贴不规范,用户接入点名称未粘贴管理不到位,二级保未安装,二级保箱、闸刀箱碎了,连户线不规范,连户线直接从屋内穿过,廊下线紊乱,廊下线不够整齐,引下线在房屋上乱扎固定等管理问题易导致台区线损不正常。

2.6无功补偿问题

大部分10kV配变容量100KVA以下均无设置补偿装置,无功损耗严重,台区线损不正常,为了提高台区线损,我们根据用电设备消耗无功的多少,在负荷较集中、无功消耗较多的地点增设了无功电源点,使无功的需求量就地得到解决,这样不但减少了无功传输过程中造成的能量损耗和电压降落,这就要求在负荷集中的地方进行补偿,在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿,目的是做到无功就地平衡,减少其长距离输送。降损与调压相结合,以降损为主,兼顾调压。这是针对线路长,分支多,负荷分散,功率因数低的线路,这种线路最显著的特点是:负荷率低,线路损失大,若对此线路补偿,可明显提高线路的供电能力,并且降低线路损耗。无功补偿还应该与用户补偿相结合,因为无功消耗大约60%在配电变压器中,其余的消耗在用户的用电设备中,若两者不能很好地配合,可能造成轻载或空载时过补偿,满负荷时欠补偿,使补偿失去了它的实际意义,得不到理想的效果。

2.7三相不平衡问题

三相负荷不平衡,一相或两相畸重,必将增大线路中的电压降,降低电能质量,影响用户的电器使用。调整配变三相负荷使之平衡,可降低线损,提高配电变压器的效率。由于农网多采用三相四线制供电方式,且用户较为分散,线路较长。如果三相负荷不平衡,则中性线有电流通过时会增加中线电能损耗。因此,有关供电的规程中规定中性线电流不得超过额定电流25%。为此,供电所线损管理中规定,一般要求配变变压器低压出口电流的不平衡度不超过的10%,低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡度不得超过20%,否则应对三相负荷进行调整[3]。

图3-1台区线损稽核仪装置结构图

3提出低压台区线损指标的分支分相线管控方法

目前,我局台区线损按照管理层面入手可以分为两类:一类是技术线损;另一类是管理线损。最容易出问题的地方有以下三个方面:

1.对于线损偏高的台区,电力部门难以采取有效的方式排查故障,因为连户线不规范,连户线直接从屋内穿过,廊下线紊乱,廊下线不够整齐,引下线在房屋上乱扎固定,而且农村房屋较分散,供电范围较大,有可能是线路故障、也有可能是电能表、电流互感器、联合接线盒等计量设备异常,需要投入大量人力物力时间,而绝大多数的人力排查工作均未产生直接价值,效果不佳;

2.现有用电信息采集系统只有采集变电站线路的电量数据和负荷数据、台区总表的电量数据和负荷数、台区下的用户的电量数据和负荷数据,还有台区总表与台区用户之间线损分析模块,对于台区下按分支线、分相线线损分析处于盲区,难以提供有效的手段协助缩小线损故障分析范围;

3.通过十年的低压台区线损管理,并结合现场管理经验,在台区线损偏高时,特别需要通过分支线、分相线的方式缩小排查范围,但目前没有数据有效支持。

为了解决上述问题,我局客服中心相关人员集中精力研发出了台区线损稽核仪,主要功能是快装快拆的一整套计量装置,还有采集台区各个分支出线的A、B、C相电量,结合用电信息采集系统公变终端和用户数据进行分支、分相线的线损管控。

3.1台区线损稽核仪装置结构图及其组成部分

台区线损稽核仪装置结构图,可用图3-1表示。

台区线损稽核仪装置及系统主要由4部分组成:

三相CT表(带GPRS模块):主要用于对分支出线开关、支线引下的接入点表箱处进行电能计量,并通过GPRS模块将信息传递到主站系统。

快装线夹:主要用于对出线开关、分支表箱处的断路器出线侧进行取电压,同时将电压线(A、B、C、N)接入三相CT表计;

开合式电流互感器:主要在出线开关、分支表箱处的断路器出线侧安装一组(三个)开合式互感器,此类互感器在安装、拆卸过程中无需断电。根据现场的不同,选择不同规格的电流互感器:如600A/5A,400A/5A,200A/5A,100A/5A等。

三相CT表计表箱:由于在用的出线开关、分支表箱的表箱空间有限,很难放置一个三相CT表,所以本方案选用一个专用三相CT表表箱放置CT表计,使用时安装在分支出线开关、支线引下的接入点表箱旁边,方便安装及拆卸。

3.2台区分支、分相线技术的线损管控

3.2.1台区的电网设备

台区是指一台变压器的供电范围或区域,台区的电网设备一般由一台变压器、一组无功补偿设备、一只公变终端、一组计量用的电流互感器、一组断路器、多跟线路杆塔、多只用户电能表等组成。其中公变终端是作为供电量的考核表用,多只用户电能表作为售电量的考核表用。公变终端在我们局都是采用三相四线供电,电流规格1.5(6)A,电压规格为3*220/380V,准确度等级为2.0级。而用户电能表类型有单相电子式复费率远程费控智能电能表(居民用)、单相电子式复费率远程费控智能电能表(工业用)、三相四线电子式复费率远程费控智能电能表(居民用)、三相四线电子式复费率远程费控智能电能表(工业用)、三相四线电子式多功能单方向远程费控智能电能表(工商业)无功四象限独立计量。单相电子式复费率远程费控智能电能表(居民用)在我们局都是采用单相供电,电流规格5(60)A,电压规格为220V,准确度等级为2.0级;单相电子式复费率远程费控智能电能表(工业用)在我们局都是采用单相供电,电流规格1.5(6)A,电压规格为220V,准确度等级为2.0级;三相四线电子式复费率远程费控智能电能表(居民用)在我们局都是采用三相四线供电,电流规格5(60)A,电压规格为3*220/380V,准确度等级为2.0级;三相四线电子式复费率远程费控智能电能表(工业用)在我们局都是采用三相四线供电,电流规格5(60)A,电压规格为3*220/380V,准确度等级为2.0级;三相四线电子式多功能单方向远程费控智能电能表(工商业)无功四象限独立计量在我们局都是采用三相四线供电,电流规格1.5(6)A,电压规格为3*220/380V,准确度等级为1.0级。

3.2.2台区的分支、分相线的线损管控

通过台区低压用户侧的电能表类型、接线方式、计量方式,可以基本上可用图3-2台区框架对分支、分相线的线损管控进行穿透性分析:

图3-2台区框架

通过台区框架图我们基本上分三个层次进行穿透分析:

第一个层次公变终端供电电量与各分支的电量总和进行比对分析,而各分支的电量可通过线损稽核仪现场采样数据,通过SIM卡模块把现场采样的电量数据传送到低压台区线损管理系统,再结合局电力用户用电信息采集系统里的公变终端的电量进行综合比较;

如果线损率等于公变终端供电电量减去各分支总电量除以公变总电量大于百分之八时,那么台区线损异常的原因可能有以下两点:

第一个排查点:台区变压器下面的计量箱里面的那组电流互感器档案信息是否正确,电流互感器变比是否与营销系统里的变比一样,如果电流互感器档案信息不对或者现场电流变比比营销系统的变比小,就可以断定是这个原因导致线损异常,如果电流互感器档案信息、电流变比都没有问题,那么执行第二个排查点:公变终端是否有误差,可用三相四线电能表校验仪进行现场误差测试来判断终端误差是否合格;

如果线损率等于公变终端供电电量减去各分支总电量除以公变总电量小于百分之零时,那么台区线损异常的原因可能有以下几点:

第一个排查点:台区变压器下面的计量箱里面的那组电流互感器档案信息是否正确,电流互感器变比是否与营销系统里的变比一样,如果电流互感器档案信息不对或者现场电流变比比营销系统的变比大,就可以断定是这个原因导致线损异常,如果电流互感器档案信息、电流变比都没有问题,那么执行第二个排查点:公变终端是否有误差,可用三相四线电能表校验仪进行现场误差测试来判断终端误差是否合格,如果三相四线电能表现场校验仪测试误差不合格,必须换一个合格的公变终端,如果三相四线电能表现场校验仪测试误差合格,那就要进行第三个排查点:电流互感器与公变终端之间的接线问题或者计量故障,首先先现场查勘电流互感器与公变终端之间是否出现断相故障,如电流某一相缺相、电压某一相断相等现象,可用相位伏安表对公变终端进行电压数据测量来判定电压是否断相,通过相位伏安表的钳形电流夹对公变终端与电流互感器之间的电流线进行电流数据测量来判定电流是否有缺相,如果电压电流都没有断相缺相,那就有可能是电流互感器与公变终端之间的接线错误,因为现场没有特殊情况是不能停电检查接线,只能带电检查接线问题,那还需要测量电压电流的相位数据和相序数据,结合电压电流数据画出向量图来判定电流互感器与公变终端之间是否存在错接线和极性接反等现象,如果电流互感器与公变终端之间既没有电压断相电流缺相,也没有接线错误和极性接反现象,那只有另外两种可能导致台区线损到负异常,一种就是电流互感器与公变终端及联合接线盒之间的任何一粒螺丝未拧紧或者时间久了螺丝生锈导致接触不良,但是电压电流数据都会有,就是经过公变终端的电流比实际电流要小,公变终端电量就会偏小,还有一种情况就是无功补偿装置没投切或坏掉导致功率因数偏小,因为公变终端的电量是通过电压数据、电流数据及功率因数的乘积来计算,所以也会导致公变终端电量偏小。

如果第一个层次线损率有异常通过上述分析解决后变为正常或者第一个层次线损率就正常,我们就进行第二层次分支电量与该分支下接入点用户电量比对分析,而各分支的电量可通过线损稽核仪现场采样数据,通过SIM卡模块把现场采样的电量数据传送到低压台区线损管理系统,再结合局电力用户用电信息采集系统里的用户的电量进行综合比较;

如果这个台区有三个分支,营配贯通系统就会对三个分支分别命名为A1分支、A2分支、A3分支,那么A1分支的线损率就等于A1分支电量减去该A1分支下的用户电量除去A1分支电量大于百分之八的,该A1分支线路或计量必有问题,如果A1分支的线损率小于百分之八的,该A1分支线路或计量就都没有问题,那么A2分支的线损率就等于A2分支电量减去该A2分支下的用户电量除去A2分支电量大于百分之八的,该A2分支线路或计量必有问题,如果A2分支的线损率小于百分之八的,该A2分支线路或计量就都没有问题,那么A3分支的线损率就等于A3分支电量减去该A3分支下的用户电量除去A3分支电量大于百分之八的,该A3分支线路或计量必有问题,如果A3分支的线损率小于百分之八的,该A3分支线路或计量就都没有问题;

当A1分支、A2分支、A3分支的任何一个分支的线损率大于百分之八的,都要对该分支进行第三层次分支分相电量与该对应相别的用户电量进行比对分析,而该分支的A、B、C相电量可通过线损稽核仪现场采样数据,通过SIM卡模块把现场采样的电量数据传送到低压台区线损管理系统,通过台区用户识别仪对用户进行现场分支A、B、C相识别,识别后分相整理用户,再结合局电力用户用电信息采集系统里的用户的电量,进行综合比较;

如果A1分支或A2分支或A3分支中A相的线损率等于该分支A相的电量减去该分支A相的用户电量大于百分之八的,那么A相的用户用电就有问题,如果A1分支或A2分支或A3分支中B相的线损率等于该分支B相的电量减去该分支B相的用户电量大于百分之八的,那么B相的用户用电就有问题,如果A1分支或A2分支或A3分支中C相的线损率等于该分支C相的电量减去该分支C相的用户电量大于百分之八的,那么C相的用户用电就有问题,如果A1分支或A2分支或A3分支中A相或B相或C相的线损率同时都大于百分之八的,那么有可能是该分支下的三相四线表有问题,也有可能偷窃电问题,也有可能线路负荷偏重问题,也有可能线路线径过小问题,也有可能是线路供电半径太长问题;

对是否电能表问题或偷窃电问题可以按以下步骤排查:

第一步先在局电力用户用电信息采集系统里召测电能表的电压、电流、有功功率、功率因数等相关数据进行分析;

第二步如果电能表的电压、电流、有功功率、功率因数等相关数据分析没有问题只能进行现场排查:一个台区可分为3~5个人去检查,一个人负责20~40块电表,检查前先把该台区的用户户号、户名、局号、表箱资源编号、接入点编号、接入点名称、电量等信息打印出来,并凭着用户清单仔细查看分支线上或接入点旁及下户线等地方有没有私自搭接电线的条件,如有仔细查看有无搭接痕迹,顺便检查营配贯通数据是否准确;

检查电能表时,必须打开电能表箱盖,如有时钟异常、报警、极性接反指示等异常情况请记录下来,检查完毕,封印也必须封好;

等两天观察线损情况,如还有问题,再去现场核对,打开电能表箱盖观察是否封印完好,如果有破坏痕迹就有理由怀疑该用户是否偷电;如果封印没有破坏痕迹,就有理由怀疑分支分相偏重负荷、线路供电半径是否过大、线径是否过小等各种原因,那只能通过改造线路或重新调整线路负荷,才能把该台区线损异常解决掉。

4通过案例分析来证实管控方法的有效性

例如:坝头村1#变3月份每天的线损曲线情况,一个月就十几天线损是正常的,其余天数线损率都是大于百分之八以上,如图4-1表示:

图4-2坝头村1#变分支分相用电情况

根据上图对坝头村1#变进行分支分相线分析:

公变终端总电量104.55kWh减去A1分支电量46.08kWh再减去A2分支电58.45kWh等于0.02kWh,线损电量只有0.02kWh;

而A1分支A相电量21.15kWh减去A相用户电量21.07kWh等于0.08kWh,线损电量只有0.08kWh;A1分支B相电量10.12kWh减去B相用户电量10.08kWh等于0.04kWh,线损电量只有0.04kWh;而A1分支C相电量14.81kWh减去C相用户电量14.78kWh等于0.03kWh,线损电量只有0.03kWh;而A2分支A相电量51.15kWh减去A相用户电量39.47kWh等于11.68kWh,线损电量就有11.68kWh;A2分支B相电量7.29kWh减去B相用户电量7.26kWh等于0.03kWh,线损电量只有0.03kWh;而A2分支C相电量0.01kWh减去C相用户电量0kWh等于0.01kWh,线损电量只有0.01kWh;由此可见问题就出在A2分支的A相用户上,而A相用户有三门移动公司亭旁坝头铁路基站,敬老院,徐三窗,王象挺,王秀来,王撑乾,王象勇等几户人家,然后现场仔细排查锁定敬老院用户有偷电行迹。最后晚上突击检查,终于抓获该用户正在偷电。取证照片如图4-3表示:

图4-3取证照片

由此可证明运用分支分相线技术方法对台区线损指标管控是非常有效的。

5通过分支分相线管控方法我局得到的经济效益

三门县供电公司运用台区线损稽核仪对各个供电所的线损超大台区和倒负台区进行分支分相线电量数据采样,通过SIM卡模块把现场采样的电量数据传送到低压台区线损管理系统,再结合局电力用户用电信息采集系统里的用户的电量来分析该台区下客户的用电情况,共查处了8起偷电事件,找出了15起因用户电能表电压断相和电流极性接反导致台区线损超大,通过电力用户用电采集系统线损电量换算,共为我局挽回22万元的经济损失,还有分析出17起因变压器没有设在负荷中心,供电半径太长,供电线径太细,三相不平衡等原因。通过六个月的排查,我局的台区线损准确可算率指标从88%升到95%,一直在全市排名第一,全省排名前十。

6结束语

“分支分相线”的核查工作,需要营销和配电部门的鼎力配合,需要投入大量的人力和物力,加上交叉供电以及在下户线接火施工中,一些施工人员素质低,施工中随意接单相负荷等,难以理清其电源隶属关系,根本就不知道哪个分支哪一相都是给了哪些用户,排查难度相当大,需要借助台区用户识别仪来进行验证用户到底出于分支哪一相。只有把这部分“分支分相”情况真正摸清了,才能给低压台区线损分支分相线分析提供准确、全面的用户信息,才能使低压台区线损管理工作始终处于“有控、可控、在控”状态。现在唯一不足的地方,就是台区线损稽核仪采样数据只能通过外网通道上送到用外网的低压台区线损管理系统,而电力用户用电信息采集系统是内网的,只能通过用电信息采集系统的用户电量导出来,再通过供电局内部U盘考出用户电量导进低压台区线损管理系统,再进行电量比对分析,如果把台区线损稽核仪这块采样数据及分支分相线损比对功能能够兼容到用电信息采集系统中去,那就非常完美了。

参考文献

[1]陈光.基于配电网线损理论计算及存在问题的相关论述[J].今日科苑,2008,(20):53-53.

[2]石付祥.降低配电台区低压线损的措施[J].供用电,2006,23(4):55-56.

[3]张广科;魏晓蔚;赵曰刚等.配电变压器三相负荷电流不平衡的危害与防范[J].供用电,2006,23(5):73-76.

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