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摘要：分析变电站10kV中性点非有用接地系统的电能计，采用三相四线电子式多功能电能表泛起的黑屏现家，并找出了引发黑屏的缘由，并针对计装配存在的事故隐患，提出了几种切实可行的措施。
要害词：电子式电能表；黑屏缘由；改良措施
中图分类号：TM933.4 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2007)06-0029-02
1电能表的黑屏
山东省定陶县供电公司110kV张河变电站为110kV/10.5kV降压变电站，2004年10月投运后，只为10kV晨叫Ⅰ线、10kV晨叫Ⅱ线两条线路供电，变电站运行正常，电能表计也未泛起任何异常。2005年12月又新增10kV艺达线、10kV仿山线、10kV游集线三条线路供电，起头也未发现异常，指示仪表、电能表指示准确。然而，年夜约一周以后，操作队队员巡视装备时，发现所有10kV线路电能表和10kV总电能表均泛起黑屏故障，不能计。但110kV侧计正常。操作队迅速汇报调剂，放置检修、计人员前往处置。凭据故障现象，首先思疑电能表失压引发，10kV侧计电压回路泛起故障，用万用表丈电能表的三相相电压、线电压均正常，破除了失压的可能性。将10kV侧二次计电压回路断电，再恢复送电后，电能表又恢复了正常。一年多来，这类现象发生了5～6次，严重影响了电力的计和供用电，侵扰了正常的电力生产供给。后来经由过程仔细观察研究，发现每当10kV母线尽缘监测告警时，常泛起黑屏故障。
2电能表黑屏的缘由
将以上故障现象与电能表生产厂家联系沟通，获得的回答是“电能表内部设有过压庇护功能，当计电压跨越电能表额定电压的130时，电能表内部过压庇护动作，自动断电黑屏，避免过电压对电能表的损坏。”后发现电能表使用说明书中的使用注重事项，要求必需严酷依照标牌讲明的电压品级接进电压，假设接进电压年夜于额定电压的1.5倍,即使短时间内也可能造成仪表的损坏。是以，初步判定电能表的黑屏是由过电压引发。变电站10kV侧电能表电压回路如图1所示。
经由过程对线路正常运行时，单相接地故障情况下的相位图和电压幅值比力，发现电能表过压是黑屏的基本缘由。线路正常运行和单相接地故障情况下的相位图和电压幅值特征，如表1所示（以A相单相接地为例）。
10kV电压互感器TV一次侧的中性点接地时，正常运行和单相接地故障情况下的相位图和电压幅值特征如表1所示。
经由过程表1中图示比力可知，当A相发生单相接地时，电能表的A相相电压Uan=0V，B相相电压Ubn=100V，C相相电压Ucn=100V。电能表中B、C两相的电压线圈所承受的电压，均是正常运行时额定电压Un的31/2倍，年夜于电能表过压庇护值Uz=1.3Un，电能表过压庇护准确动作，泛起黑屏。同时凭据电能表电压丈范围为Un±30Un，即使在电能表不黑屏的条件下，也没法保证电能表的切确度。由此可得，在中性点非有用接地系统中，只要线路或母线发生单相接地，均不能保证计的准确性。另外，变电站投运后，当只有10kV晨叫Ⅰ线、10kV晨叫Ⅱ线两条线路供电，变电站运行正常，电能表计也未泛起任何异常的缘由，这是以上两条线路较短、线路状态较好，从未发生过单相接地故障。而投运10kV艺达线、10kV仿山线、10kV游集线三条线路后，由于10kV仿山线、10kV游集线为农村线路，线路较长、线路状态较差，不时发生线路接地，从而造成电能表黑屏。
3解决法子
为保证中性点非有用接地系统电能计的准确性，依据以上分析，特提出以下三种解决方案。
3.1方案1
国家电力行尺度DL/T5137-2001《电丈及电能计装配设计技术规程》中划定：中性点有用接地的电能计装配应采用三相四线的有功、无功电能表，中性点非有用接地的电能计装配应采用三相三线的有功、无功电能表。由于使用的10kV电力系统为中性点非有用接地系统，所以凭据规程划定，应对10kV中性点非有用接地系统的电能计装配采用三相三线的有功、无功电能表。将原来10kV线路和10kV总计使用的三相四线电子式多功能电能表，更改成三相三线电子式多功能电能表，这样即使再发生单相接地故障时，三相三线电子式多功能电能表的电压线圈所承受的线电压也不会变化，避免了线路或母线发生单相接地时，电能表电压线圈承受31/2倍Un，致使电能表黑屏的问题，保证了计的准确性。
另外，采用这类解决方案，计装配可以与尽缘监测共用一套电压互感器，勤俭了装备费用开支。
3.2方案2
国家电力行尺度DL/T5137-2001《电丈及电能计装配设计技术规程》中说明：小电流接地系统属中性点非有用接地系统的一种，其电能计装配理论上采用三相四线制计为准确，对计费用电能计装配有条件或需要时，采用三相四线是比力合适的。即使10kV线路或母线发生单相接地时，三相四线电子式多功能电能表的电压线圈所承受的相电压也连结Un不变，不会泛起电能表黑屏的问题。将10kV电压互感器TV一次侧的中性点改成不接地方式，如图2所示。
经由过程对线路正常运行和单相接地故障情况下的相位图和电压幅值特征比力，发现线路正常运行和单相接地故障情况下的相位图和电压幅值特征并没有发生变化。
TV一次侧的中性点不接地时,正常运行和单相接地故障情况下的相位图和电压幅值特征经由过程比力可知，当A相发生单相接地时，电能表的A相相电压Uan=57.7V、B相相电压Ubn=57.7V、C相相电压Ucn=57.7V，线电压Uan=100V、Uan=100V、Uan=100V，与线路正常运行时的相电压、线电压年夜小、相位均未发生变化，都合适三相四线电子式多功能电能表的技术参数要求，不会泛起过压黑屏现象。
3.3方案3
依然采用图1所示电能表电压回路原理图和三相四线电子式多功能电能表，可以经由过程改变电能表的技术参数，扩年夜电能表的电压丈范围，使得即使有10kV线路或母线发生单相接地时，电能表的电压线圈所承受的相电压也不会跨越电能表的电压丈范围，从而保证三相四线电能表的三相电压线圈在承受31/2倍Un的情况下，电能计的精度，不会泛起电能表黑屏的问题，保证计的准确性。
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