杨明桦
菏泽供电公司 山东菏泽 274000
摘要：作为衡量发电量计算用户功耗的重要设备，随着大型电网的发展，电能计量设备的技术水平和精度要求逐渐提高。由于大功率设备在运行过程中的冲击负荷以及计量设备本身的故障，各种原因都会影响智能电表的电能计量精度。作为电能计量系统的重要组成部分，电能计量的准确性直接影响着电力部门的收入和整个电网运行的经济效益。
关键词：电能量计量管理系统；缺失电量；计算方法
1导言
电能计量装置作为衡量发电计算用户电能消耗量的重要装置，其技术水平及准确性要求随着大电网的发展在逐步地提升。由于大功率设备在运行过程中所产生的冲击负荷以及计量装置自身故障种种原因会对智能电能表电能计量的准确性造成影响，而智能电能表作为电能计量系统的重要单元，电能计量的准确度直接影响了电力部门的收益，关系到整个电网运行的经济利益。鉴于此，文章针对造成电量缺失的主要原因和缺失电量的计算方法，提出了合理的计算方法，以供参考。
2电能量计算基本原理及电能量计量管理系统概述
2.1电能量计算基本原理
根据电路原理，将一次电路，变压器，二次电路和电能表逻辑连接，以实现电力线的电能计量。由于客户的电路类型不同，相应的电能计量装置的接线方式也不同。根据接线方式的不同，电能计量装置分为三类：单相，三相三线和三相四线。
2.1.1单相
对于 220 V 单相低压用电器，主要使用单相有功电能表。如果用户的负载较大并且超出了电度表的范围，则需要先通过电流互感器，然后使用单相电度表来计算用户的用电量。
2.1.2三相三线式
对于中性绝缘系统，主要使用三相三线有功电能表。如图1 所示，是三相三线有功电度表的接线图。在图中，两个电压互感器通过 Yy 模式连接。一次侧分别连接到 A相，B 相，B 相和 C 相，并且连接到二次侧的 B 相需要接地，以确保连接到电表的两个电压对称，并且测量次级侧的线电压 Uab和 Ucb。电流互感器分为四相线路连接方式。高压侧连接到 A 相和 C 相，低压侧连接到 a 相侧面布线需要一点接地，并测量次级侧的负载相电流 IA 和 IC。
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2.1.3 三相四线式
对于中性点有效接地的系统，主要使用三相四线有源电度表。如图 2所示，是三相四线有功功率计的接线图。图中三个变压器采用 YY 接线方式，一次侧分别与 N 相，BN 相和 CN 相连接，二次侧连接的中性点需要接地，相电压UA，Ub 二次侧的 UC 可以通过测量得到；两个电流互感器通过相分离六线连接方式连接，高压侧分别连接到 A 相，B 相和 C相，低压侧接线需要一点接地，负载相电流 ia 为二次侧测量，IB和 IC。
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图2三相四线式电能表接线图
2.2电能量计量管理系统概述
2.2.1数据采集与处理
由于变电站中大量的测量点，每个测量点收集的电能信息量巨大且费时，人工成本高，准确性和及时性低。因此，应用测量自动化技术来实现电能信息的自动收集，以提高电能数据读取的准确性，及时性和统一性，达到规范用电管理，减少人员，提高效率的目的。
2.2.2电力数据统计与计算
电量统计与计算是用电管理的是一项核心工作，所涉及的结算、统计的电量数据庞大而繁杂。应用计量自动化技术实现各类电量数据的统计，可采用时间段进行分类统计，使得电量信息的分析工作变得清晰明了；另外，应用计量自动化技术也便于电能损耗量的计算，电能损耗计算是用电管理的一项重要工作，通过电能损耗计算查找损耗原因，制定出降损的措施能够大大降低供电企业的运营成本，提高效益，也可通过异常线损信息及时发现电网运行设备的异常情况，为电网稳定运行提供数据依据。
2.2.3报告管理和信息发布
实现了电能数据报告的自动生成和发布，为电网稳定安全运行和电网建设或改造提供了数据基础。根据系统提供的详细数据，通过特殊和通用电子制表功能的应用，根据应用需求，对收集到的数据进行分类计数，生成相应的报告，如：原始数据报告，用电分析报告，比较报告，线路损耗平衡报告，总线线路平衡报告，变化损耗分析报告，电压通过率报告，电压损耗记录报告，警报消息利息声明等。
2.2.4系统界面
实现系统接口与MIS系统连接，使得变电站关口表电量数据、负荷数据、线损报表、倍率参数等相关计量数据可通过WEB发布在MIS系统查阅浏览。
3电能量计量缺失主要成因
3.1计量装置故障
基于计量装置的内部电路图能够看出，引起计量装置故障的原因主要来源于电压、电流互感器以及电能表故障等。首先，电压互感器故障。如雷击造成的过电压，使得电压互感器烧毁故障而未烧断其一次熔管，进而造成电能计量装置缺相，无法正常计量电量。其次，电流互感器故障。当电流互感器的变比选择不恰当时，会造成在长期高负荷运行状态下的电流过大，烧毁电流互感器内部构件，使得电能表缺相，进而造成电能计量量的缺失。最后，电能表故障。电能表长期处于风吹日晒的露天工作环境下，电能表的内部部件容易发生损坏，导致其无法正常工作。
3.2计量电路故障
计量电路故障通常是由计量设备的内部接线错误引起的。目前，广泛使用的三相三线和三相四线电能计量装置在通过相应的电压/电流互感器后需要与电能表连接。内部接线很多，容易出现接线错误。常见的计量电路故障主要包括：低压侧连接点松动，连接点断开引起开路，变压器反接，低压侧和低压侧。高压侧的相序不一致。如变压器初级侧的a相保险丝熔断，导致断线故障。如果负载为感性负载，则有功电能表的测量结果将超过实际耗电量的1/2；如果负载是
4电能量计量管理系统缺失电量计算方法
4.1公式法计算
将缺失电量定义为：用电用户用电量的实际值W理论与故障工况下用电量的测量值W实际之差，即：W=W理论?W实际。当计量装置故障时，将电能计量装置正常运行时测量得到的有功功率记做P理论，将电能计量装置故障时测量得到的有功功率记做P实际。对于三相三线制系统，电量计量装置测量得到二次侧的线电压Uab和Ucb、负荷相电流Ia和Ic以及A相和C相电压与相电流间的相位差，基于公式（2）计算得到相应的电能。假设当B相出现故障时，传统公式法不考虑B相电压在故障持续期间残压对电量计量的影响，此时：
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基于（3）公式分析用电用户实际用电量与计量装置故障下用电量测量值之间的关系，得到k在不同取值下的电量计量特性如下：当k>1时，说明电能计量装置测量得到的用电量测量值要小于用户的实际用电量；当k=1时，说明电能计量装置测量得到的用电量测量值等于用户的实际用电量；当0<k<1时，说明电能计量装置测量得到的用电量测量值要大于用户的实际用电量；当k<0时，说明电能计量装置测量到的用电量测量值为负值，电能计量装置反转；当k=∞时，说明电能计量装置完全失灵，无法获取用电量测量值，此时应采取估算法对电能缺失量进行估计。
4.2基于计量自动化技术的缺失电量计算
基于公式法计算由互感器或是二次回路故障引起电量缺失的前提是假定负荷是三相对称的，但在实际情况下，用户三相负荷不一定是三相对称平衡的，此时，采用式（3）进行缺失量的计算会出现一定的误差。此外，当电压互感器及低压侧发生故障时，公式法未能考虑到电压互感器熔管熔断期间残压影响，仅将故障相电压记作0进行处理，如式（1）和式（2）所示，也会对结果的准确性造成影响。因此，需要在获取大量准确的电能量数据的基础上，对传统的公式法进行修正，取各相电压、相电流、线电压在整个故障持续期间的平均值来对电量进行计算，即采用基于计量自动化技术的公式法计算缺失电量。
5结束语
总之，当前电能量计量管理系统一般具有自动计算电量缺失的功能，具有操作简单、计算结果精准性强、评估准确等优势，因此下一步研究将围绕缺失电量的自动化计算方法，基于已有的电能量计算管理系统结构与电量计算原理提升理论与实践研究水平，致力于为电能的稳定、安全输送、保障用户用电量充足提供思路与方法。
参考文献：
[1]郑龙,张明明.电能量计量数据质量管理研究与应用[J].制造业自动化,2012,34(19):31-35.
[2]张文冰.电能量数据平台的建设与管理[J].电工技术,2016(10):5-6.
[3]闵涛,金午桥,余仲明.电能量计量系统接入方案及功能实施[J].电网技术,2003(08):59-63.