关口表运行主要问题分析
摘要：关口表在电网电能计量中承担着重要责任，其在现场运行中出现的问题影响到关口电能计量的准确性和可靠性。这些问题主要与关口电能计量的特殊性、关口表功能的复杂性以及关口表运行维护管理工作有关。为解决并避免这些问题，应该严格遵守《电能计量装置现场检验作业指导书》等有关规程的要求，加强关口表的运行管理维护工作，同时发挥和完善关口表和电能计量系统的功能，从而确保关口表的正常运行。
关键词：关口表；电能计量装置；电能量计量系统
中图分类号：TM930.7
关口表是指安装运行在发电企业上网、跨区联络线、省网联络线及省内下网等关口电能计量装置中的电能表，用于贸易结算和内部经济指标的考核，大多为进口的0.2S级多功能电能表，在整个电网的电能计量中承担着重要责任，其运行中出现的问题主要与关口电能计量的特殊性和现场运行维护管理工作有关，以下对关口表在现场运行中出现的主要问题进行了分析并提出了解决方法。
1关口表的现场实负荷检验
关口表现场实负荷检验是关口表运行管理中的一项重要工作，但是由于某些电网交换关口点的潮流大小和方向变化快、负荷较低，并且关口表基本采用功能复杂的国外电能表，给现场误差检验和功能检查增加了困难，在国家电网公司颁发的《电能计量装置现场检验作业指导书》中详细规定了关口表现场实负荷检验的安全工作要求、检验项目、检验条件、检验方法等内容，对现场检验具有重要的指导作用［1］。在现场检验中应特别注意以下几点：
（1）必须严格执行DL409—1991《电业安全工作规程》。电压互感器二次严禁短路，电流互感器二次严禁开路。接通和断开电流端子时必须用仪表进行监视。标准表和试验端子之间的连接导线中间不允许有接头。标准表的电流连接端子应具有自锁功能。
（2）现场检验前应首先检查工作条件是否具备。当负荷电流低于被检电能表标定电流的10%（对于S级的电能表为5%）或功率因数低于0.5时，或者负荷变化较大时不宜进行误差测定；
（3）检查关口表和计量用互感器二次接线是否正确，可以采用相位表或带接线检查功能的现场校验仪检查接线。检查应在电能表接线端进行。此项工作即使在现场不具备误差检验条件时也应酌情进行。
（4）检查关口表的主要功能是否正常。最好使用关口表抄表设置软件检查。检查前先用标准时钟（GPS时间或北京时间）校准笔记本电脑时钟。用软件读取并保存关口表的电量底度值、时钟、电池状态、失压记录、事件记录、负荷曲线、瞬时量、冻结或结算时间、费率时段（在采用多费率结算时）等数据，然后逐项检查是否正常。关口表时钟误差较大时应校准时钟，电池故障时应及时更换电池。
2结算用原始电量数据的选择
目前关口表大多提供3种类型的原始电量数据，包括底度值、冻结值和负荷曲线值，到底采用哪种原始电量数据作为结算用电量数据一直是电能量计量系统中争论的问题。底度值是指关口表自安装之日起直至当前时间所累积的电能量值，安装之日的底度值一般为零，单位为kWh或Wh。冻结值是指将每个结算周期结束时刻的底度值保存在冻结电能量寄存器中，冻结值在保存后不再累积变化，单位为kWh或Wh。负荷曲线值是指按照用户设定的时间间隔记录保存每个时间间隔内累积的电能量脉冲数，脉冲常数的单位为imp/kWh或imp/Wh。底度值的准确性在JJG596—1999《电子式电能表》检定规程中有相应的技术要求和检定方法，冻结值只是在某一时刻对底度值的复制和保存，并不影响其电能计量的准确性，而规程对负荷曲线值没有要求，只能作为一般功能进行检查，所以只有底度值和冻结值符合量值的溯源性和合法性。
由于结算一般是在每日零点或月末零点进行，受数据采集通信延时影响，电能量计量系统不可能在零点时刻同时采集全部关口表的底度值，而底度值又是不断累积变化的，所以电能量计量系统在零点时刻附近所采集的底度值与关口表实际在零点时刻的底度值存在一定误差。而冻结值和负荷曲线值则能在关口表时钟的零点时刻立即记录保存，并且不会累积变化，所以电能量计量系统所采集的零点时刻的冻结值和负荷曲线值与关口表实际在零点时刻的冻结值和负荷曲线值不存在误差，不受数据采集通信延时影响，但由于关口表自身的时钟相对标准时钟存在一定误差，其冻结值和负荷曲线值本身就有一定误差。如果对关口表的时钟定期进行检查和校准，由时钟带来的误差就不大。
综上所述，底度值和冻结值具有溯源性和合法性，而负荷曲线值只能够通过一般功能检查其正确性；作为结算用时，底度值受数据采集通信延时影响，冻结值和负荷曲线值受关口表的时钟准确性影响，但如果对关口表时钟定期进行检查校准，则受关口表的时钟准确性影响不大；另外，关口表的冻结值和负荷曲线可存储较长一段时间，具有原始电量数据保存可靠不易丢失的优点。所以结算用原始电量数据应酌情考虑选择，在确保关口表的时钟准确性的前提下，选择冻结值作为结算用原始电量数据较为实际可行。
3关口表的运行状态在线监视及故障报警
关口表在现场运行中可能出现各种各样的故障，如误差超差、表计硬件故障、TV缺相、TA断线、相序错误、工作电源失电、时钟超差、电池故障等，其中大部分故障比较隐蔽，值班人员每天巡检和抄表时也不容易发现，从而导致这些故障发生后长期存在严重影响关口电能计量的准确性，这些故障只有在造成较大电能计量差错后或在关口表定期现场检验时才会被发现，所以在线监视关口表的运行状态、发现故障及时报警，尽早处理，将会大大降低各种故障引起电能计量差错后果的严重性。
现在大多数关口表已经接入电能量计量系统，通过完善系统功能能够实现关口表的运行状态在线监视及故障报警，系统应具有的主要功能有：
（1）系统除采集各种电量数据外，还应采集各种表计状态信息，如TV缺相、TA断线、失压记录、相序错误、工作电源失电、时钟、电池状态、电表访问记录等事件、报警状态等。
（2）系统应对采集的电量数据的有效性进行校验，包括限值校验、平滑性校验、组合误差校验、主副表校验、母线电量平衡校验、主变三侧电量平衡校验、EMS功率积分值校验和线路对端关口表校验等。
（3）当系统监测到各种事件、故障或非法数据时，应给予一定形式的报警，通知有关人员尽快到现场处理。
4关口电量追补方法
电网关口电量直接关系到企业的经济效益，当关口电能计量装置发生故障时，需要采用一定方法对漏计或多计的电量进行追补，目前关口电量的追补方法主要有：
（1）主副表法。主副表法是指在同一个关口计量点装设2块同等级的关口表，公用同一套电压互感器、电流互感器和二次回路。事先指定其中一块表作为主表，供电量结算使用，另一块表作为副表，其电量参考使用，两块表一经指定后就不能随意交换。应定期对同一时间段内的主副表电量进行比对校核，一旦超出允许误差就应立即报警，到现场查找原因，如果只有一块表出现超差或故障，则以另一块表的电量供结算使用，如果两块表均出现超差或故障，则应使用其他方法进行电量追补。这种方法适用于只有一块表出现超差或故障的情况，不适用于两块表均出现超差或故障的情况以及电压互感器、电流互感器和二次回路造成的超差或故障的情况。
（2）母线电量平衡法。这种方法基于母线电量平衡的原理。采用母线电量平衡法时，应在母线各进出线处均装设关口表，当其中一块关口表出现超差或故障时，可根据母线电量平衡的原理，通过该母线上的所有其它关口表的电量以及母线线损计算电量，可以计算出该关口表的追补电量。母线电量平衡法适用于母线各进出线均装设关口表的情况。
（3）线路两侧表法。线路两侧表法［2］是指在关口线路两侧各装设一套电能计量装置。事先指定其中一套电能计量装置提供的电量供结算使用，另一套电能计量装置提供的电量备用。应定期对同一时间段内线路两侧的两套电量进行比对校核，一旦超出线损允许范围就应立即报警，到现场查找原因，以其中正常的电能计量装置提供的电量并考虑线路线损计算电量进行电量追补。这种方法适用范围广，但要求准确计算关口计量装置故障期间的线损电量。
（4）值班运行记录法。值班运行记录法是指在确定关口表超差或故障发生的确切起止时间的基础上，根据变电站值班人员运行记录中的关口线路负荷计算出该时间段内的平均负荷，与超差或故障持续时间相乘即计算出追补电量。如果不能确定超差或故障发生的确切起止时间，可以选用与超差或故障发生时间最接近的关口电能计量装置正常期间的前后两个抄表时间之间作为追补电量计算时间，平均负荷依据运行记录中追补电量计算时间期间的关口线路负荷计算，然后计算出这两个抄表时间之间的追补电量。值班运行记录法不用计算线损电量，比较简单实用。
在关口电能计量装置的电压互感器、电流互感器和二次回路均未出现超差或故障时，优先选用主副表法；在关口电能计量装置的电压互感器、电流互感器和二次回路出现超差或故障时，优先选用线路两侧表法。在进行电量追补时应至少选择两种方法，两种方法相互验证，最终酌情考虑采用其中一种方法进行电量追补。进行电量追补时还可综合参考负荷曲线、失压记录、变电站运行记录、电能量计费系统采集数据等相关数据验证追补电量的准确性。
5关口表低负荷运行问题
对于电网联络线关口，由于受运行方式影响，其负荷变化较大，经常运行在低负荷电流和低功率因数下，有些负荷电流甚至在电流互感器的额定一次电流的5％以下，而通常在选择关口表的标定电流值时一般参照电流互感器的额定二次电流确定，所以造成关口表低负荷运行。因此，按照DL/T448—2000《电能计量装置技术管理规程》的规定，在选择关口表时，其标定电流应不超过电流互感器额定二次电流的30％，其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的120％左右［3］。
6原始电量数据的时标来源及关口表时钟校准方法
由于关口表是关口电量结算数据的惟一合法来源，用于结算的峰平谷电量、冻结电量和负荷曲线等数据的时标也应来源于关口表，而不应取自电能量计量系统的电量采集器、主站系统等其它数据传输存储设备。为提高关口表数据时标的准确性，应对关口表的时钟精度提出较高的要求，必须定期检查时钟，必要时进行时钟校准。
按照《电能计量装置现场检验作业指导书》的要求，现场运行的电能表内部时钟与北京时间相差原则上每年不得大于5min；校准周期每年不得少于1次或酌情缩短其校准周期。现场校准前应首先检查关口表内部日历时钟是否正确，与北京时间相差在5min及以内，现场调整时间；与北京时间误差在5min以上，分析原因，必要时更换关口表。可以采用GPS法和北京时间法校对关口表内部时钟。可以通过电能量计量系统在线监测关口表时钟误差，必要时进行报警，由计量管理人员到现场进行处理。
7关口表工作电源的选择
关口表的工作电源一般有两种选择方式：测量电压内部供电和外接电源供电。测量电压内部供电方式的工作电源直接取自测量电压，即电压互感器二次电压，不需要外部电源，安装方便，但在一次线路检修或故障、电压互感器二次电压回路故障时关口表将失去工作电源，此期间关口表不计量，也不能为电能量计量系统提供数据，如时间较长还可能造成电池过放电导致电池损坏，另外在一次线路恢复运行时可能会因开关操作导致关口表烧坏；外接电源供电方式的工作电源取自变电站的直流电源或交流电源，由于直流电源较为可靠，且能够进行自动监控，所以一般选取直流电源，并且主表和副表应分别接在直流电源的两段母线上，互为备用，但在直流电源发生故障时，关口表同样将失去工作电源，不能计量从而造成关口电量丢失。比较两种工作电源选择方式，用直流电源给主副表分段供电方式相对更好一些，但如果关口表同时具备两种工作电源选择方式并能自动切换，确保在任何情况下关口表都不会失去工作电源，则是最完善的工作电源解决方案，而目前现场运行的多数型号的关口表只具备由测量电压内部供电功能，需要以后在新购关口表时加以注意［4］。
8结束语
由于目前关口表基本采用进口高等级多功能电能表，质量较为可靠，运行中出现的问题主要与关口电能计量的特殊性、关口表功能的复杂性以及关口表运行管理维护工作有关，所以应严格按照《电能计量装置现场检验作业指导书》等有关规程的要求，加强运行管理维护工作，同时发挥和完善关口表和电能计量系统的功能，确保关口表的正常运行。