淺析電能計量與裝置

摘要:電能作為一種特殊的商品,它在生產(chǎn)和銷售的過程中和其他產(chǎn)品一樣需要計量。電能計量的工具稱為電能計量裝置,計量器具的選擇,是計量裝置設計審查的一部分,計量器具選擇的好和壞,直接影響到計量裝置現(xiàn)場維護的工作量和電能量準確計量。對電能計量來說是一個重要組成部分,文章主要就該方面進行了分析探討。

關鍵詞:電力系統(tǒng)地;電能計量;電流互感器;電壓互感器

中圖分類號:TM933 文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)33-0216-02

一、電力系統(tǒng)電能計量的重要性

電能是國民經(jīng)濟和人民生活極為重要的能源,電氣化程度和管理現(xiàn)代化水平是衡量一個國家發(fā)達與否的重要標志。電力生產(chǎn)的特點是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這三個部門連成一個系統(tǒng),不間斷地同時完成。發(fā)、供、用電三方如何銷售與購買電能、如何進行經(jīng)濟計算,涉及許多技術、經(jīng)濟問題。營業(yè)性計費的公正合理,涉及電業(yè)部門與用戶的經(jīng)濟利益。提高電能計量的正確性,對發(fā)、供、用電三方都是十分需要的。

隨著我國電力系統(tǒng)的改革,對電能計量工作提出了更高的要求,特別是從傳統(tǒng)的計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟的轉變,電能測量技術更為重要,需要重視它的完整性和準確性。電能計量直接關系電力系統(tǒng)發(fā)電量、線損、煤耗、廠用電、供電量、用電量等各項技術經(jīng)濟指標的計算。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,用電波動十分劇烈,峰谷差愈來愈大,計量系統(tǒng)在大幅度的工況變化中工作,使其計量誤差增大,已成為電能計量不可忽視的問題。利用經(jīng)濟杠桿,實施分時計度并分時計價的電能計量方式,在一定程度上可以起到調控負荷、“削峰填谷”的作用,有利于電力系統(tǒng)的運行和發(fā)、輸、配、用電設備的充分利用。

由于電力電子技術在各行各業(yè)用電設備中的采用,負荷向電力系統(tǒng)注入大量的諧波,引起電壓、電流波形嚴重畸變。如何計算諧波電能,如何制定畸變波形作用下的電能計量和計費標準,都是亟待解決的問題。

二、電能計量裝置設計

一般低壓用電且耗電量少的用戶采用直接接入式電度表計量電能,其誤差也只限于電度表本身的誤差。而用電量大的低壓用戶的電度表需要經(jīng)電流互感器接入。大型發(fā)電機、高壓變壓器以及高壓供電的用戶的電度表則需經(jīng)過電壓、電流互感器接入,以計量電能。因此這類電能計量裝置除了電度表而外,還包括互感器以及其二次接線。

(一)計量裝置的設置

發(fā)電站上網(wǎng)關口計量點一般設在產(chǎn)權分界處,如發(fā)電站與電網(wǎng)公司產(chǎn)權分界點在發(fā)電站側的,應在發(fā)電站出線側、發(fā)電機升壓變高壓側(對三圈變增加中壓側)、啟備變高壓側均按貿(mào)易結算的要求設置計量點。

局考核所屬各供電所供電量的關口點一般設在35kV變電站的主變高壓側;所屬各供電所相互間供電量的計量關口點一般設置在產(chǎn)權分界處。

其他貿(mào)易結算用計量點,設置在產(chǎn)權分界處?？紤]到旁路代供的情況,各關口計量點的旁路也作為關口計量點。

10kV及以上電壓供電的用戶應配置防竊電高壓計量裝置,在用電客戶配電線路高壓計量裝置前端T接口裝設隔離刀閘,方便外校及處理計量裝置的故障。

(二)計量方式

對于非中性點絕緣系統(tǒng)的關口電能計量裝置采用三相四線的計量方式,對于中性點絕緣系統(tǒng)的關口電能計量裝置應采用三相三線的計量方式。

三、電能計量裝置配置

(一)電能表的配置

同一關口計量點應裝設兩只相同型號、相同規(guī)格、相同等級的電子式多功能電能表,其中一只定義為主表,一只定義為副表。安裝于局所屬變電站內電能表應具有供停電時抄表和通信用的輔助電源。關口計量點應裝設能計量正向和反向有功電量以及四象限無功電量的電能表。電能表的標定電流值應根據(jù)電流互感器二次額定電流值進行選擇,電能表的標定電流值不得大于電流互感器二次額定電流值。電能表的最大電流值應選擇4倍及以上標定電流值。10kV及以上貿(mào)易結算計量點,應配置具有失壓報警計時功能的電能表或失壓計時儀。

(二)電流互感器配置

為保證計量的準確度,選擇時應保證正常運行時的一次電流為其額定值的60左右,至少不得低于30。應避免繼電保護和電能計量用的電流互感器并用,否則會因繼電保護的要求而致使電流互感器的變比選擇過大,影響電能計量的準確度。對于計費用戶,應設置專用的計量電流互感器或選用有計量繞組的電流互感器。

當負荷變化范圍大,實際負荷電流小于30時,應采用二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器或0.5s、0.2s級電流互感器,或采用具有較高額定短時熱電流和動穩(wěn)定電流,并且接近實際負荷電流的小量程電流互感器在發(fā)電廠和變電所中應根據(jù)測量和保護的要求配備適當性能的電流互感器。

(三)電壓互感器配置

電壓互感器選型應滿足要求,110kV及以下計量用電壓互感器應選用呈容性的電磁式電壓互感器。電壓互感器二次應有獨立的計量專用繞組。根據(jù)需要,宜選用具有四個二次繞組的電壓互感器,即:計量繞組、測量繞組、保護繞組和剩余繞組。

電壓互感器選型應滿足要求,110kV及以下計量用電壓互感器應選用呈容性的電磁式電壓互感器。電壓互感器二次應有獨立的計量專用繞組。根據(jù)需要,宜選用具有四個二次繞組的電壓互感器,即:計量繞組、測量繞組、保護繞組和剩余繞組。

電壓互感器二次額定容量的選擇參考下表選擇:

TV二次負荷核算值(VA)0～10 10～20 20～30 30～50 50～70 70VA以上,

TV額定二次負荷取值(VA)20 30 50 75 100 按1.5倍取。

對TV二次負荷處于0～10VA較小值時,考慮到選用過小的額定二次容量,不利于保證電壓互感器的產(chǎn)品質量,電壓互感器計量繞組的額定負荷宜選擇20VA。一般情況下,電壓互感器的計量、測量和保護繞組的額定負荷均應不大于50VA,如有充分的證據(jù)說明所接的負荷超過此值時,可按實際值確定。

互感器在實際負載下的誤差不得大于其基本誤差限。對于非中性點絕緣系統(tǒng)的電壓互感器,應采用Y0/y0的連接方式。對于中性點絕緣系統(tǒng)的電壓互感器,35kV及以上的應采用Y/y的連接方式;35kV以下的宜采用V/V的連接方式。貿(mào)易結算用的計量點設置在統(tǒng)調上網(wǎng)電廠側的,在出線側及主變高壓側均應安裝計量裝置。

(四)互感器二次回路配置

電流和電壓互感器二次回路的連接導線宜使用銅質單芯絕緣線,如果使用多股導線時,其連接接頭處應燙焊,再使用壓接的連接接頭。二次回路導線截面的選擇,對整個電流二次回路,連接導線截面積應按電流互感器的二次回路計算負荷確定,至少應不小于4.0mm2。對電壓二次回路,互感器出線端子至接電能表前接線盒間的連接導線截面應按機械可靠性及允許的電壓降計算確定,非就地計量的至少應不小于4mm2,就地計量的至少應不小于2.5mm2。

主、副表應使用同一個電壓和電流互感器二次繞組。計量二次回路應不裝設可分離二次回路的插拔式插頭接點。35kV以上的電壓互感器二次回路宜裝設空氣開關或熔斷器,電壓互感器二次回路采用熔斷器的,應采用螺栓壓接的熔斷器。35kV及以下,除局所屬變電站外,電壓互感器二次回路不得裝設任何空氣開關、熔斷器。

對單母分段、雙母帶母聯(lián)接線方式的母線電壓互感器,為防止電壓反饋,計量用電壓二次回路可接入經(jīng)隔離開關輔助接點重動的繼電器切換回路,其他計量二次回路應不裝設隔離開關輔助接點。電壓互感器每相二次回路電壓降應不得大于其額定二次電壓的0.2%。

互感器二次回路上除了裝設電能表、電力負荷管理終端和失壓計時儀外,原則上不得接入任何與計量無關的其他儀器、儀表等負載。計量裝置二次接線應順按一次設備所定的正向接線?；ジ衅鞫位芈穼Ь€(包括電纜芯線)各相必須以不同的顏色進行區(qū)分,其中:L1、L2、L3、N相導線分別采用黃、綠、紅、黑色,接地線為黃綠雙色導線。電壓、電流二次回路的電纜、端子排和端子編號順序應按正相序自左向右或自上向下排列。

四、結語

在實際電能計量運行過程中,為了減小電能計量裝置的綜合誤差,提高其準確性,不但要對互感器、電能表等計量器具進行重點的考核配置,還要對互感器的二次回路的負荷和壓降進行必要的檢測,注重對整個過程的科學管理,才能保證整個電能計量裝置的計量準確,從而提高電能計量裝置的準確性,達到公平的原則。

參考文獻

[1]盧樹峰.關口電能計量裝置的現(xiàn)狀分析與思考[J].電測與儀表,2005.

[2]王思彤,王長瑞.大區(qū)電網(wǎng)電力市場的網(wǎng)關及其電能計量系統(tǒng)[J].電網(wǎng)技術,1999,23(6).

[3]秦根建.智能用電管理系統(tǒng)的研究與設計[D].沈陽工業(yè)學院碩士學位論文,2004.

[4]張士林,屈文鶯.電工手冊(修訂版)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1990

[5]周有學.關于基本電費計算的探討[J].電力需求側管理,2004,6(2).

[6]張有順,馮井岡.電能計量基礎(第二版)[M].北京:中國計量出版社,2002.

[7]李文娟.電能計量學[M].北京:水利電力出版社,1989.

作者簡介:陳永強,男,供職于廣西電網(wǎng)公司玉林供電局,電能表修校技師,研究方向:電能計量裝置的現(xiàn)場鑒定。