浅析消弧线圈接地系统电压不平衡对电能计量装置误差的影响

孙良伟， 朱建华， 张宏伟， 陈运涛， 高 峰， 胡玉春

（1．国网昌吉供电公司，新疆 昌吉，831100；2.国网新疆电力公司电力科学研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

浅析消弧线圈接地系统电压不平衡对电能计量装置误差的影响

孙良伟1， 朱建华2， 张宏伟1， 陈运涛1， 高 峰1， 胡玉春1

（1．国网昌吉供电公司，新疆 昌吉，831100；2.国网新疆电力公司电力科学研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

为了保证电网的安全运行和电能计量装置的准确可靠，迫切需要加强对高损线路进行计量误差监测和分析，掌握电网的电能计量装置的运行状况和电能计量装置的计量误差。介绍了昌吉地区高损线路35kV特团光一线计量误差的监测与分析的实例，根据监测数据和现场检查结果分析了造成高损线路的原因，提出了影响电能计量装置误差的因素并提出相应的对策。

高损线路； 误差； 监测； 分析

0 引言

随着我国节能减排工作的深入推展，风电作为新时期清洁能源的代表之一，在新疆地区得到光伏的发展，特别是在国家政策扶持和新疆独特地理优势的双重影响下，光伏装机容量正在迅速扩张。然而，光伏电站的由于自带有逆变器，会产生大量的谐波，对电网的电能质量和计量系统都会产生一定影响[1]，因此监视和分析光伏接入对这些的影响是必要的。

消弧线圈接地系统式是低压配电网中一种常见的接线方式，大量的技术人员针对消弧线圈接地系统产生的问题进行相应的研究，并得出了对应的对策[2-6]。文献[7]分析了中性点经消弧线圈接地的电压偏移现象，对提出了对应的解决方法。文章在上述文献的研究基础上，针对某35kV线路线损不正常的现象，分析其对应原因，并提出了对应的解决办法。文献[8]介绍了智能消弧线圈的原理和特点。文献[9]介绍了贸易结算处的电能表接线方式，为误差分析提供了理论基础。

本文在上述文献基础上，分析了光伏电站贸易结算点误差较大的原因，并针对该问题提出了对应的解决措施。

1 光伏线损异常情况介绍

2014年特变红旗农场20MW光伏电站对昌吉供电公司的贸易结算关口35kV特团光一线结算关口计量准确性提出置疑，35kV特团光一线线路长12.5km、线损达到约3.5%，110kV团场变35kV特团光一线是昌吉供电公司的贸易结算关口，其是否准确直接影响到上下网电量、发电量的准确计算。昌吉供电公司接到情况反映后，安排技术人员进行核查。经核查电能计量装置档案资料，电能表、电压互感器、电流互感器都经过法定计量检定机构进行检测，并出具了检定报告；从电网角度讲,并网光伏电站与电网间形成较为多变的电力电量交换和复杂的结算关系，需对运行设备参数和运行情况进行分析和检查，找出影响线损的因素并提出相应的对策，确保电能计量装置计量的电量准确。

2 线损异常的主要原因

首先对变电站和客户侧计量装置进行了检查和电能表现场校验。检查结果是：表计接线正确，电能表误差也在0.2%误差范围之内，但是电能表显示计量绕组电压和变电站监控后台机显示的保护绕组母线电压都不平衡。因排除电能表本体和计量绕组及其回路引起的误差问题，针对110kV团场变的一次接线方式进行核查，110kV团场变电站主接线图显示35kV侧采用的是经消弧线圈接地系统，实际状态是消弧线圈接地刀闸在拉开位置，采用不接地系统的运行方式；特变红旗农场20MW光伏电站主接线图显示35kV侧采用的是不接地系统的运行方式；

通过查看该光伏电站每日抄表记录，并对110kV团场变35kV特团光一线前几个月的电量与客户侧电量进行了比对，数据见表1。

表1 客户侧和公用电网侧电量对比Tab.1 Electrical energy comparison between Consumer side and Grid side

经过对110kV团场变和特变红旗农场20MW光伏电站一次设备参数和运行情况进行现场查看和分析，发现110kV团场变35kV侧采用的中性点不接地运行方式（35kV消弧线圈接地刀闸在断开位置）；而特变红旗农场光伏电站35kV侧，是采用的是经35kV接地所用变的消弧线圈进行接地，经过分析初步确定客户侧接地变压器中性点消弧线圈接地系统故障引起的母线电压不平衡，造成35kV系统中性点漂移引起的计量误差，经与光伏电站协商并申请调度同意，光伏电站临时退出了35kV接地所用变后，再次核查发现电能表显示计量绕组电压和变电站监控后台机显示的保护绕组母线电压都平衡了，证明是客户侧接地变压器中性点漂移引起的计量误差。

3 接地运行方式和线损关系

特变红旗农场20MW光伏运行方式临时改变，查找出因35kV接地所用变造成系统母线电压不平衡的原因，发现此问题后，为尽快解决计量争议，通过查找相关技术资料，探讨解决运行方式或设备选型造成的隐患缺陷，为今后大中型光伏电站优化设计提供参考依据。

消弧线圈的引入是为了解决电网中性点电压的偏移现象，合理设置脱谐度有助于消除中性点电压偏移。但全补偿的消弧线圈会导致接地残留增大，且维护难度加大。目前的解决办法为在正常运行方式下，消弧线圈的工作点偏离系统谐振点，异常故障的情况下，通过电力电子器件的调节快速实现全补偿。

表2 特变红旗农场20MW光伏电站35kV接地变退出后35kV特团光一线二侧电能表电量数据分析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

通过以上分析和生产厂家技术人员现场检查核实，目前暂时无法解决35kV接地所用变消弧线圈正常运行时的中性点电压位移问题，经设备生产厂家技术人员论证消弧线圈退出后，35kV所用变可以正常运行，可保证光伏电站的生产、生活用电。为确保电能计量装置的准确，2015年7月11日中电投红旗农场20MW光伏电站35kV接地变消弧线圈退出运行。

特变红旗农场20MW光伏电站运行方式临时改变，查找出因35kV接地所用变造成系统母线电压不平衡的原因，通过对两处电能计量装置电能表电量进行比对，验证了中电投红旗农场20MW光伏电站35kV接地变压器消弧线圈造成的计量误差问题，圆满解决特变红旗农场20MW光伏电站上网电量争议。下一步研究将继续跟踪35kV接地所用变压器消弧线圈的解决方案及措施，消除光伏电站一次设备对电网的设备隐患影响，确保其电能质量和电能电费的公平结算。

4 结论

新能源若想更好地发展，首要解决的是并网问题。以特变红旗农场20MW光伏电站电量争议为切入点，分析电能计量装置在运行过程中的故障情况，对故障问题进行分析和判断，研究了光伏发电并网电气一次设备的设置与选取问题，得出如下结论：

（1）严格遵守国家相关的设计和运行规范。良好的设计是电厂正常运行的保证，设计规范往往是工程经验的总结，可以避免以往运行过程出现的不合理问题。

（2）加强试运行期间的管理和监控。试运行是电场初期运行重要阶段，可以验证设计和基建工作的合理性。加强数据分析和整理工作，及时发现相关问题，可以有效减少问题对后期运行造成的损失。

[1]郭家宝,王毅.光伏发电站设计关键技术[M].北京:中国电力出版社，2014.

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[9]任晓临.贸易结算用电能计量装置及互感器的接线方式[J].电世界，2011，52(12):1-3.Ren Xiaolin.Electricity metering devicefor trade settlement and connection of transformer[J].Electricity world，2011，52（12）：1-3.

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

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2095-3429（2017）05-0063-03

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.05.015

2017-08-03

孙良伟（1974-），男，陕西西安人，本科，助理工程师、高级技师，主要从事电能计量技术工作。