利用HPLC电能表技术快速有效治理高损台区

刘 东，金 勇

（国网安徽省电力有限公司 霍山县供电公司，安徽 六安 237200）

0 引 言

高速电力线载波（High Speed Power Line Carrier，HPLC），也称为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术。它利用电力线作为通信介质进行数据传输，是一种高速电力线通信技术。基于HPLC技术可实现高频数据采集，每天采集96点实时用电数据，一般包括电压、电流、功率因数以及示值等信息。相对于以往的窄带电力线通信，HPLC抗干扰能力强，采集数据量大，传输速率快，通信可靠性和稳定性显著提升。对于霍山供电所而言，台区线损的治理工作是一项只有起点没有终点且必须长期重视的工作。本文以HPLC技术为降损工作的核心，探讨如何实现全面提升电力公司线损管理水平。

1 HPLC技术的优势

1.1 带宽优势

通常情况下，处于低压台区的用户规模约为300个节点，但是用户节点超过300甚至达到1000的规模也不在少数。从传统用户信息调查技术的角度出发，对于用电规模较大的区域进行数据采集具有一定难度，但是在电力公司应用推广HPLC技术之后，各地企业充分利用HPLC技术采集数据量大和传输速率快等优势，有效地解决了大规模节点数据采集难的问题，提高了通信带宽的实际利用率。

1.2 白名单技术

HPLC技术通过存储用户表档案的方式来定义用电白名单，进而实现维持台区电力稳定运行，解决多台区互相干扰从而影响集中器载波模块通信质量及抄表成功率较低等问题。

1.3 并发抄读技术

HPLC技术还具有并发抄读的能力，通过集中器针对多个电表发起一次性抄读的方式，将数据同时送达到目标电表中，进而实现每块电表消耗在通信模块上时间相同的目的。在并发基础上，HPLC技术对现场数据的抄读延时平均为100 ms，在对一个规模为300户的台区进行电表抄读时，以每个电表抄读3个数据进行计算，约90 s即可完成该台区的电表抄读[1]。

2 利用HPLC技术快速有效治理高损台区的措施

2.1 以“线上互动”为平台，降低线损

电力公司应当以HPLC技术为基础建立数据管控小组，将SG186、GIS、PMS以及用户用电信息采集系统进行融合，建立用户用电关键指标的日记录、周总结、月分析以及季考核的管理体系，保证小组人员能够在对待高损问题时可以形成“比、学、赶、超”氛围，进而调动设备检修人员和管理人员的工作积极性，实现典型故障解决经验分析和成果相互流通的目的。

2.2 加强对低压台区高损故障的识别

电力公司应当加强对HPLC采集技术的使用，积极对台区发生高损的问题进行输电线路的线损采样。以衡山供电所为例，该供电所在2019年就开始大力推广HPLC电能表，目前推广140个台区16 322户（总共409台公用变、50100户），日线损合格率已经达到98.5%左右，但是仍存在线损的问题[2]。因此，本试验分析主要以不合格的1.5区域为采样节点，将该区域的采样频率设定为60 kHz，并以零序电流和三相电流为变量进行数据提取。通过小波变换分解提取的数据分量，从而获取4个精细的高频信号作为系数。其中4个精细高频信号分别对应的具体频带范围为783.46～1563.62 Hz、393.74～784.39 Hz、192.43～393.74 Hz以及79.77～196.41 Hz。然后利用采集的数据分别求取提取分量和归一化后的电流暂态能量和，计算公式为：

式中，Q所代表的是小波分解层数，W所代表的是采样频率，dδj所代表的是零序分量，Eδ代表的是第δ个提取分量，Rδ代表归一化后电流暂态能量的和。

通过式（1）中归一化的计算结果来获取低压用户高损故障的具体特征，从而帮助技术人员对其进行分类识别。如果通过该式得出的数据结果较大则可以判断出该区域为接地故障，如果得出的数据结果接近于0则为非接地故障。通常情况下，高损故障属于非接地故障的较多，因此从式（1）中可以分析出两故障电流之间暂态能量较大且差值较小，即为两相短路故障。如果三相电流暂态能量较大，且电流暂态能量与实际的大小无直接关系，则可判断为三相短路故障[3]。

2.3 严盯输电线路

2.3.1 利用HPLC技术收集用电信息

电力管理人员应当加强对输电线路的巡检工作，进而避免因不重视定期巡检而导致发生线路丢失、不法分子偷电以及线路损坏等问题。全面建立以HPLC技术为主体的输电线路监控系统，构建故障流量标准化纠正机制，利用HPLC技术提供的大量高损数据配合调查控制人员进行问题监控，将巡查责任划分给每个巡查人员，进而避免因输电设备外壳损坏、线路绝缘层破损以及异物并联等故障引起高损问题的发生[4]。

2.3.2 实际案例

茶厂台区共有158户，早已更换为HPLC电能表，日电量在1 400 kW·h左右。该台区线损率长期在3.3%左右，12月17日开始台区线损率突变为11.51%。在线损率突增之前，新增一户施工用电，供电所初步怀疑为施工用电计量表计失准或二次接线问题导致电量少计，但在公司计量所现场检查校验后排除了此问题。通过几次逐条下火线、表箱以及表计排查后，并未发现异常情况。之后供电所调取了该台区某一天所有表计96点示值，分时段计算台区线损率情况[5]。

通过计算分析，该台区在用电高峰和低谷等任意时段线损率均高于正常水平，且每小时较以往的线损正常水平多损耗了8 kW·h电量。也就是讲，如果是窃电的话，那么客户窃电负荷为8 kW，在2:00-6:00线损更是高达40%左右，并且连续24 h都在用电。都知道在这个时间段基本上没有用电的可能性，也正是这个数据给降损查偷电的思路开始转型到线路问题，茶厂各时间段的供电、售电、线损以及线损率总结如表1所示。

表1 茶厂台区12月25号分时段线损率

为证实这个思路，供电所再次组织二次夜间排查，并未发现有窃电的情况，分析可能是某一处电缆漏电导致电量损失。因城区配变均未配置总保，所以供电所无法第一时间发现台区有漏电的情况[6]。在锁定问题原因后，供电所配电班逐根电杆排查，终于发现A相线路上一处反弓线破皮搭在横担上的瓷瓶螺丝上放电，并现场进行了处理。漏电电缆整改后，12月28日台区线损率恢复到正常水平，茶厂12月份线损率如图1所示。

图1 茶厂台区12月份线损率

2.4 加强对偷电的监控

传统模式下，如果低压台区用户用电出现异常线损问题时，只能通过人工的方式一步一步进行排查，实际工作量巨大，且定位不出高损问题出现的区域。但是当电力公司采用HPLC智能电表技术之后，就可以通过加装在个户电表中的设备来实现对低压用户每天的用电线损情况进行24 h的监控，并将收集到的数据形成数据冻结曲线，为电力公司的管理人员提供数据分析基础[7]。例如，红源广场2#台区的用户用电，该台区于2019年7月24日新建，用户从红源广场1#台区中划分过来。自投运后台区线损率一直在6%左右，因未超过7%这个高损指标，供电所并未重点关注。然而自11月16日起，该台区线损率开始居高不下，长期在7%以上，实际线损率见图2所示。对此当地的供电所立即开始对其进行调查，但是通过几次现场排查，并未发现明显问题，考虑到该台区电能表均为老式表计，计量可能失准，供电所根据全年的HPLC表计推广任务。优先安排更换该台区表计，但更换后台区线损率并未明显下降，这就说明台区高损并不是表计自身失准所造成的。高损可能有两个原因，一是总表计量问题，因为该台区新建时施工队使用的二次电缆为非标电缆，可能影响计量，而且投运时总表一次接线不正确，这样可能会造成互感器电流开路运行失准。二是有人隐蔽窃电。供电所立即组织更换台区总表及互感器并再次组织现场排查，逐条下火线查看，逐箱排查，逐户查看，更换全部动力客户互感器，全部加封加锁。在线路末端排查一个四位表箱时，有一个戴某客户态度异常热情，这就让供电所产生了怀疑，仔细看了用户的下火线及表计，未发现明显问题。回到供电所后，立即调阅了该户几个月每天的电量、96点数据，发现该用户电量比较稳定，日均电量在8 kW·h左右，但是该户1:00到凌晨的用电电流存在疑点[8]。

图2 红源广场2#台区11月份线损率

在11月29日更换总表互感器及二次电缆后，11月30日和12月1日连续两天线损率恢复正常，线损率仅为1%左右。就在供电所认为之前该台区线损异常还是总表计量问题，问题已经解决的时候。突然12月2、3日该台区线损率突然上升到了10%以上，如图3所示。再次调阅疑似问题客户的96点数据及电量，从中发现该户在11月30日和12月1日时台区线损率正常，表计电流的96点示值较为平均，约20 A左右，而在平常，电流仅在1 A左右，如图3所示。因此，用户窃电的证据就显露出来。

图3 红源广场2#台区12月份线损率

通过供电所对该户进行全面排查后发现，窃电点位于房屋外墙门字铁处，离地面约6 m，窃电线缆用绝缘套管套住，很难发现，供电所用电检查人员在敲碎绝缘套管后才看到窃电的线缆，随即拍照取证，并拆除窃电线缆。图4、图5为该用户正常用电与窃电电流图。

图4 用户不窃电时96点电流曲线

图5 用户窃电时96点电流曲线

对比可以发现HPLC电能表技术可以有效且精准地定位到每个用电用户的功耗，为供电所惩治窃电行为提供有利的数据基础[9]。

3 结 论

供电所需要有效提高各台区之间的电力运作质量，降低电能异常损耗的概率，可以积极利用HPLC电能表技术制定实际的解决方案，建立故障应急小组，整治输电线路老化破损和偷电漏电等现象，并通过HPLC技术反馈的信息来定位高损问题的实际区域，进而达到协助供电所进行电力管制，进一步提高供电服务质量。