10 kV電能計量裝置存在的問題及設計建議

魏學英 ，孫 沖

(河北省電力研究院，石家莊 050021)

電能計量裝置是電力貿(mào)易結(jié)算的重要設備，涉及到購售電雙方的利益，其準確性和配置合理性直接影響電力計量的公平、公正，受到了購售雙方高度重視。作為電能計量裝置的設計、安裝單位，供電企業(yè)應當按照相關(guān)規(guī)程的要求，對電能計量裝置進行合理的配備、安裝，對電能計量裝置設計、安裝中的各種問題進行處理。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電能計量裝置的設計、配備方式已經(jīng)不能滿足電力建設和貿(mào)易結(jié)算的需要，為此，2009年國家電網(wǎng)公司(簡稱“國網(wǎng)公司”)頒布了Q/GDW 347-2009《電能計量裝置通用設計》，作為電能計量裝置設計使用的新規(guī)范。

1 電能計量裝置和計量點設置方式

依據(jù)中華人民共和國電力工業(yè)部令第8號《供電營業(yè)規(guī)則》第74條規(guī)定，用電計量裝置原則上應安裝在供電設施產(chǎn)權(quán)分界處，若產(chǎn)權(quán)分界處不宜安裝計量裝置，對直供高壓客戶和公用線路供電客戶可在供電變壓器出口裝設計量裝置。當電能計量裝置不能安裝在產(chǎn)權(quán)分界處時，線路與變壓器損耗的有功電量與無功電量須由產(chǎn)權(quán)所有者負擔。在計算客戶基本電費(按最大需量計收時)、電度電費及功率因數(shù)調(diào)整電費時，應將上述損耗電量計算在內(nèi)。目前，電能計量裝置和計量點的設置情況，見表1。

表1 電能計量裝置和計量點設置情況

變電站性質(zhì)應安裝電能計量裝置和計量點位置說明變電站主變壓器10 kV側(cè)各出線柜10 kV直供客戶,電能計量裝置應設置在系統(tǒng)變電站或開關(guān)站、配電站出線開關(guān)柜處,用于貿(mào)易結(jié)算處均應安裝電能計量裝置10 kV開關(guān)站配電站內(nèi)根據(jù)管理需要安裝電能計量裝置并網(wǎng)電廠10 kV側(cè)上網(wǎng)關(guān)口計量點應設置在并網(wǎng)電廠與供電企業(yè)的產(chǎn)權(quán)分界處配變站10 kV側(cè)進線端高壓側(cè)設置計量裝置

注：原則上遵循產(chǎn)權(quán)分界點與計量點一致的原則。

2 10 kV側(cè)電能計量裝置存在的問題

變電站10 kV側(cè)電能計量裝置和計量點需要根據(jù)貿(mào)易雙方的意見，結(jié)合實際運行方式和設備配置來設置，嚴格執(zhí)行《電能計量裝置通用設計》的要求，但在大量的變電站驗收過程中，發(fā)現(xiàn)10 kV電能計量裝置的設計、配置存在以下問題。

a. 變電站10 kV側(cè)計量用電流互感器的一次電流一般按照保護裝置的實際需要選擇，一次設備額定電流按照三相短路動穩(wěn)和熱穩(wěn)電流選擇。即使按變壓器額定容量選擇電流互感器額定一次電流，也要就近靠一個量限，這樣使電流互感器變比過大，很難同時滿足繼電保護與計量要求，造成電流互感器準確度等級配置較低、二次負載與實際負載不匹配，影響電能計量裝置的性能。

b. 計量用電壓互感器二次回路與測量、遠動、保護共用一個繞組，回路不獨立，檢修、更換工作受其它專業(yè)制約。

c. 由于電壓互感器二次回路接有熔斷器、隔離開關(guān)的輔助接點，使二次回路接線端子過多，而且易松動、銹蝕，容易造成二次容量選擇不當或與實際二次負載不匹配，導致二次回路壓降超差。

d. 計量二次回路導線截面過小，回路無編號、未分色，二次回路中間過渡采用端子排，維護不方便，容易造成電壓互感器二次短路或電流互感器二次開路。

e. 計量電壓二次回路失壓報警、計時功能缺失，不能及時發(fā)現(xiàn)計量差錯。

f. 計量二次回路接線零亂，未分色安裝和加裝接線盒，安裝時容易出錯，查找錯接線難度較大；計量電壓回路未專用，電壓二次回路連接元件過多，客戶能夠采用技術(shù)手段使計量裝置失準或失效；電能表由于未裝聯(lián)合接線盒，難以停電，不能按期進行輪換。

g. 電能計量裝置配置電能表(互感器)準確度等級選擇不合理；電流互感器變比配置不當，長期過載或在1/3額定負荷以下運行，影響計量準確性。

h. 對于單母線分段接線方式或無并列切換裝置時，當某一母線電壓互感器檢修時，電壓互感器二次不能并列，易造成該母線多路出線失壓。

i. 電能計量裝置的信息化技術(shù)不適應營銷管理的要求，特別是在應用電能信息采集系統(tǒng)后，未從根本上解決電能計量裝置故障差錯實時監(jiān)測、自動報警和遠程預購電等問題；電能計量裝置故障差錯不易及時發(fā)現(xiàn)，事后處理難度大。

j. 計量裝置產(chǎn)權(quán)分界點與計量點不一致；電能計量柜建設標準不統(tǒng)一、空間狹小、封閉性差、安全性差給施工驗收、試驗等工作帶來困難；需要臨時改造的負荷終端及其二次控制信號回路均未統(tǒng)一設計。

k. 戶外式組合電能計量裝置受環(huán)境影響較大，計量箱安裝過高，不便于抄表和日常運行維護，而且互感器進出線樁頭、二次接線盒、二次回路未封閉，易發(fā)生竊電。

l. 方案設計、圖紙審查、安裝及竣工驗收等環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴，造成計量裝置本身對違約用電的防范能力差。

3 10 kV電能計量裝置設計建議

針對實際工作中發(fā)現(xiàn)的變電站10 kV側(cè)關(guān)口計量裝置設計、配置上存在的問題，為了避免類似問題重復出現(xiàn)，根據(jù)《電能計量裝置通用設計》中的具體要求，結(jié)合電力企業(yè)實際生產(chǎn)運行中的需要，提出10 kV側(cè)關(guān)口計量裝置設計建議。

3.1 電能計量裝置配置建議

a. 10 kV專線供電的客戶，電能計量裝置應設置在系統(tǒng)變電站或開關(guān)站、配電站的出線開關(guān)柜處。

b. 10 kV非專線供電的客戶，應在產(chǎn)權(quán)分界處安裝貿(mào)易結(jié)算用電能計量裝置。變壓器容量SB<630 kVA，可采用戶內(nèi)式或戶外式專用電能計量裝置；10 kV高壓地下電纜供電的客戶，應采用戶內(nèi)式專用電能計量裝置。

c. 當用戶采用2個及以上電源供電時，每個電源受電點應分別設置計量裝置。

d. 分電能計量點應按不同電價類別分別設置，計量裝置應安裝在執(zhí)行不同電價類別的受電裝置出線處。

3.2 計量柜布置方式選擇

計量柜布置方式主要有3種:集中布置、就地布置、主變壓器集中組屏及其他出線就地布置方式。

a. 采用集中布置方式，需要單獨設立計量屏，一般設在變電站開關(guān)站控制室或保護室內(nèi)；需要安裝10 kV總斷路器、各出線斷路器；柜內(nèi)電壓互感器二次回路通過鋼鎧電纜引入計量屏內(nèi)，達到屏面整潔規(guī)范，運行環(huán)境好，便于運行維護目的。

b. 采用就地布置方式是目前通用的做法，其最大的優(yōu)點是節(jié)省電纜，互感器二次負載小、二次回路壓降低，在技術(shù)和經(jīng)濟上均較為合理，但主要問題是電能表安裝在10 kV開關(guān)室內(nèi)，運行環(huán)境溫度較高、維護不方便。

c. 主變壓器集中組屏及其他出線就地布置方式，應用也比較多。由于主變壓器10 kV總出口計量裝置互感器二次負載及電壓互感器二次回路壓降與各出線斷路器計量裝置不相同，增加了附加誤差(二次壓降誤差、電流互感器負載偏大)，而影響電能平衡。

通過以上分析，建議通用10 kV電能計量裝置采用就地布置方式；在主變壓器計量屏與高壓開關(guān)室距離較近時，可以考慮采用主變壓器集中組屏及其他出線就地布置方式。

3.3 電能計量柜型式選擇

a. 戶外組合式整體電能計量裝置安裝高度較高，安全性較差,不便于抄表和日常運行維護等，不推薦采用。

b. 戶內(nèi)式高壓組合式電能計量裝置，一般采用專用電能計量柜，整體式、分體式電能計量柜。安裝在用戶端宜采用專用電能計量柜，專用電能計量柜宜設置在進線總斷路器之前(即第1柜內(nèi))，對于環(huán)網(wǎng)柜可根據(jù)實際情況確定。但對于已建成的客戶配電站計量改造時，若空間狹小，專用計量柜安裝困難，可采用與開關(guān)柜合用的整體式電能計量柜。由于分體式電能計量柜不便于電能計量裝置封閉化管理，不推薦采用。

《電能計量裝置通用設計》中對用戶計費提出遠程預購電功能應用要求時，用戶開關(guān)側(cè)不具備跳閘條件或無斷路器，應在用戶配電站內(nèi)安裝戶內(nèi)整體式電能計量裝置。

3.4 電能計量裝置接線方式建議

a. 電能計量裝置采用三相三線制接線方式，電流回路由2臺電流互感器組成，其二次繞組與電能表之間有三線連接和四線連接2種方法。兩相三線接法即不完全星形接法，在公共導線中流過u相和w相合成電流即負v相電流，在公共導線電阻上產(chǎn)生壓降，與u相和w相電流互感器原有的二次負荷壓降相疊加，使每臺互感器實際二次負載和功率因數(shù)發(fā)生較大變化，產(chǎn)生附加誤差。另外，兩相三線接法安裝時容易產(chǎn)生錯誤接線，而且不方便錯誤接線查處和更正，因此不推薦此種方法，而推薦采用電流互感器二次兩相四線(單相法)接線。電壓互感接線方式采用Y/yn或V/V接線。

b. 電能計量裝置采用三相四線制接線方式，電流回路由3臺電流互感器組成，其二次接線方式推薦采用三相六線(單相法，互感器二次繞組與電能表之間采用六線連接)接線。電壓互感接線方式采用YN/yn接線。

4 結(jié)束語

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，各類先進的電力計量裝置不斷出現(xiàn)，為此國網(wǎng)公司發(fā)布了《電能計量裝置通用設計》，提出了合理的、標準的電能計量裝置配置要求，規(guī)范了電能計量裝置的設計方法，對電能計量裝置的發(fā)展起到了較好的規(guī)范作用。因此，電能計量專業(yè)人員在日常工作中，應要求嚴格執(zhí)行規(guī)程的要求，在設計、施工中實現(xiàn)電能計量裝置的標準化，同時，對工作中發(fā)現(xiàn)的不適合日常使用的方式，應不斷的總結(jié)歸納，促進電能計量工作的發(fā)展。

參考文獻：

[1] Q/GDW 347-2009，電能計量裝置通用設計[S].

[2] DL/T 448-2000，電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程[S].