一种模拟35kV线路计量点套扣关系的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统中计量表计模拟培训领域，具体涉及一种模拟35kV线路计量 点套扣关系的方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能电网的建设，现代电网日益复杂化、智能化，国家经济发展对电能需求越 来越大，各种计量用户计量电能的正确性显得尤为重要，而在电力系统实际的运行中，因各 种复杂因素的存在，都会导致计量及电费收费差错，如:计量表计故障，计量线路故障，电流 互感器选择不匹配，用电客户的窃电行为等。都会给国家或用电客户带来未知的经济损失， 严重影响供电企业的形象。提高工作人员的专业知识和技术水平，已成为国家电网公司的 重要工作之一。
[0003] 目前关于电力系统中输电、配电、用电中，电力运行模式和各计量表计的隶属和套 扣关系的培训主要通过以下两种方法：
[0004] 1、理论授课:主要是以传统的说教方式和案例培训的方式进行的教育培训，效果 不佳，缺少贴近现场的培训手段，不能和实践有效衔接，作业人员无法在操作时分清重点， 受训人员思想意识不足，记忆不够深刻，使得培训效果不够理想；
[0005] 2、传统的师傅传、帮、带模式:指定具有较高业务水平的人员为师傅，经现场基本 制度学习、现场见习、跟班实习三个步骤，直接接触真实的电力系统，通过实践经验积累，提 高技术水平。因实际现场系统非常庞大，不能全面接触和认知系统的构架和运行现象，使得 技能水平提高效率低。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟35kV线路计量点功率套扣关系的方 法，本方法利用模拟系统以35kV总供电线路、两条10kV馈线和各馈线线路中的不同用户组 成一套供电和用电网络，将一套真实的35kV线路运行方式，在实验室模拟重现，实现线路负 荷运行模拟，计量点功率套扣关系的模拟。
[0007] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
[0008] 步骤1.搭建实际设备模拟系统包括如下设备：
[0009] (1)用于实现系统总表和2条1 OkV关口表计量环境的模拟的35kV模拟计量屏1套， 所述35kV模拟计量屏包括计量总表、2个10kV关口表和模拟加载系统；所述模拟加载系统 为各计量用户提供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0010] (2)用于实现系统高供高计计量用户的模拟的高供高计计量模拟柜2套，所述高供 高计计量模拟柜包括三相三线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提 供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0011] (3)用于实现系统高供低计计量用户的模拟的高供低计计量模拟柜2套，所述高供 低计计量模拟柜包括三相四线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提 供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0012] (4)用于实现系统公变计量用户的模拟的公变计量模拟柜1套，所述公变计量模拟 柜包括三相四线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提供模拟负载， 通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0013] (5)用于实现系统低压计量用户的模拟的低压用户模拟柜1套，所述低压用户模拟 柜包括单相智能表、三相四线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提 供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0014]步骤2.基于步骤1中实际设备模拟系统计算套扣关系：
[0015] 2-1.设置两条馈线线路计量用户的负载大小、负载类型及瞬时功率，即通过控制 对应用户的模拟电源，输出指定的电压电流的幅值和相位；
[0016] 2-2.所述PC机根据低压用户的瞬时功率和线损率，计算公变总表的瞬时功率；
[0017] 2-3.所述PC机控制公变总表对应的模拟电源输出计算后的电压、电流和相位，施 加到公变总表；
[0018] 2-4.根据高供高计用户、高供低计用户和公变用户的瞬时功率计算10kV馈线关口 表的瞬时功率和功率因数；
[0019 ] 2-5.所述PC机控制1 OkV馈线关口表对应的模拟电源输出计算后的电压、电流和相 位，施加到10kV馈线关口表；
[0020] 2-6.根据两条10kV馈线关口表的瞬时功率计算35kV总表的瞬时功率和功率因数；
[0021] 2-7.所述PC控制35kV总表对应的模拟电源输出计算后的电压、电流和相位，施加 到35kV总表。
[0022] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0023] 此发明通过函数推导计算方式和虚负荷电源技术，实现了在实验室环境下模拟配 电线路、用电用户各计量点之间在电网运行中的套扣逻辑关系。在电力系统技能培训中，通 过搭建设备的模拟演练，使理论培训与实际训练能够进行有效的结合，提升学员的理论认 知，进一步提高教学培训的效果。为电力稽查人员和采集运维人员提供了良好的研究实验 平台，不断探求电力稽查新技术和新方法，实现科研、培训和生产工作的零距离衔接。
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025] 图1为本发明中各级计量用户套扣关系示意图。
[0026] 图2为本发明中实际设备模拟系统的结构关系示意图。
[0027] 图3为本发明中模拟系统的柜体的布置图。
[0028] 图4为本发明中模拟系统的模拟线路接线图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图1-4和具体实施例对 发明进行清楚、完整的描述。
[0030] 如图1-图4所示的实施例，其关键技术在于（1)采用虚负荷电源技术，实现每个计 量点的负荷状况模拟；（2)建立一套完整的35kV配电、用电计量环境的模拟；（3)采用科学计 算方法控制每个计量点的瞬时功率，实现线路套扣关系的模拟。
[0031] 如图1-图4所示，本实施例的操作流程如下：
[0032] 步骤1.搭建实际设备模拟系统包括如下设备：
[0033] (1)用于实现系统总表和2条10kV关口表计量环境的模拟的35kV模拟计量屏1套， 所述35kV模拟计量屏包括计量总表、2个10kV关口计量表和模拟加载系统;所述模拟加载系 统为各计量用户提供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0034] (2)用于实现系统高供高计计量用户的模拟的高供高计计量模拟柜2套，所述高 供高计计量模拟柜包括三相三线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户 提供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0035] (3)用于实现系统高供低计计量用户的模拟的高供低计计量模拟柜2套，所述高供 低计计量模拟柜包括三相四线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提 供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0036] (4)用于实现系统公变计量用户的模拟的公变计量模拟柜1套，所述公变计量模拟 柜包括三相四线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提供模拟负载， 通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0037] (5)用于实现系统低压计量用户的模拟的低压用户模拟柜1套，所述低压用户模拟 柜包括单相智能表、三相四线智能表和模拟加载系统;所述模拟加载系统为各计量用户提 供模拟负载，通过PC机计算控制用户的负载类型；
[0038] 所述35kV柜第1表位为系统总表，计量整个下馈线路的电量和瞬时功率总和，及1# 关口表和2#关口表电量和功率总和。
[0039] 所述35kV柜1#关口表，计量l#10kV馈线线路电量和瞬时功率，及1号高供高计计量 柜A面和B面电能表计量电量、1号高供低计计量柜A面和B面电能表计量电量、公变柜A面电 能表计量电量的总和;共计五个表位。
[0040] 所述35kV柜2#关口表，计量2#10kV馈线线路电量和瞬时功率，及2号高供高计计量 柜A面和B面电能表计量电量、2号高供低计计量柜A面和B面电能表计量电量、公变柜B面电 能表计量电量的总和;共计五个表位。
[0041] 所述公变柜A面电能表为低压用户柜A面电能表的电量计量总和。
[0042 ]所述公变柜B面电能表为低压用户柜B面电能表的电量计量总和。
[0043]步骤2.基于步骤1中实际设备模拟系统计算套扣关系：
[0044]系统设置用户负载定置，通过模拟加载系统的模拟电源提供给计量用户，实现线 路套扣关系的模拟具体控制计算方法如下：
[0045]设PN为各计量表位计量的有功功率，Qn为各计量表位计量的无功功率，设P' N为各 计量表位的主线路有功功率，Q' n为各计量表位的主线路无功功率，CN为各计量表位TA变比， SN为线损率，Bn为变损率，UN表位电压，In为电流，ΘΝ为角度，W表示为表计。N为数字表示各表 位，例如:C7表示W7计量点电能表的ΤΑ变比。1) 1#公变计量点W8电流和角度控制公式：
[0046] 根据低压用户负载类型计算，确定U、I和Θ角，采用和I9、I1Q、In、I1:^ Θ计算低压电源输出：
[0047] 计算W8表瞬时有功功率和无功功率，计算公式(1)-(4)如下：
[0048] P，8 = 3XU9XI9Xcos09X(1+X9)+3XUi〇XIi〇Xcos0i〇X (1+Χι〇)
[0049] +UiiXIiiXcos9nX(l+Xn)+Ui2XIi2Xcos9 12X(l+X12) (1)
[0050] (2)
[0051 ] Q,8 = 3XU9Xl9Xsin09X(l+X9)+3XUi〇XIi〇Xsin0i〇X (1+Χι〇)
[0052] +Un X In X sin9n X (I+X1O+U12 X I12 X sin0i2 X (I+X12) (3)
[0053] (64)
[0054] 之后，计算公变计量线路W8电源计算输出的角度θ8，计算公式(5)如下：
[0055]
[? (:5)
[0056] 之后，计算公变计量线路W8电源计算输出的电流幅值18,计算公式(6)如下：
[0057] ? (6)
[0058]公变计量线路W8电源输出的电压幅值为220V。
[0059] 2)2#公变计量点Wn电流和角度控制公式：
[0060] 根据低压用户负载类型进行计算，确定U、I和Θ角;采用了1]18、1] 19、1]2〇、1]21和118、119、 I20、l21 和 Θ)
[0061] 计算Wn表瞬时有功功率和无功功率，计算公式(7)-(10)如下：
[0062] P' 17 = 3 X Ui8 X Ii8 X cosSig X (l+Xig)+3 X U19 X 119 X cos θ 19 X (I+X19)
[0063] +U20 X I20 X cos02〇 X (l+X2〇)+U2i X I21X cos02i X