浅析电能计量与装置

摘要:电能作为一种特殊的商品,它在生产和销售的过程中和其他产品一样需要计量。电能计量的工具称为电能计量装置,计量器具的选择,是计量装置设计审查的一部分,计量器具选择的好和坏,直接影响到计量装置现场维护的工作量和电能量准确计量。对电能计量来说是一个重要组成部分,文章主要就该方面进行了分析探讨。

关键词:电力系统地;电能计量;电流互感器;电压互感器

中图分类号:TM933 文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)33-0216-02

一、电力系统电能计量的重要性

电能是国民经济和人民生活极为重要的能源,电气化程度和管理现代化水平是衡量一个国家发达与否的重要标志。电力生产的特点是发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门连成一个系统,不间断地同时完成。发、供、用电三方如何销售与购买电能、如何进行经济计算,涉及许多技术、经济问题。营业性计费的公正合理,涉及电业部门与用户的经济利益。提高电能计量的正确性,对发、供、用电三方都是十分需要的。

随着我国电力系统的改革,对电能计量工作提出了更高的要求,特别是从传统的计划经济向市场经济的转变,电能测量技术更为重要,需要重视它的完整性和准确性。电能计量直接关系电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的计算。

随着电力系统的发展,用电波动十分剧烈,峰谷差愈来愈大,计量系统在大幅度的工况变化中工作,使其计量误差增大,已成为电能计量不可忽视的问题。利用经济杠杆,实施分时计度并分时计价的电能计量方式,在一定程度上可以起到调控负荷、“削峰填谷”的作用,有利于电力系统的运行和发、输、配、用电设备的充分利用。

由于电力电子技术在各行各业用电设备中的采用,负荷向电力系统注入大量的谐波,引起电压、电流波形严重畸变。如何计算谐波电能,如何制定畸变波形作用下的电能计量和计费标准,都是亟待解决的问题。

二、电能计量装置设计

一般低压用电且耗电量少的用户采用直接接入式电度表计量电能,其误差也只限于电度表本身的误差。而用电量大的低压用户的电度表需要经电流互感器接入。大型发电机、高压变压器以及高压供电的用户的电度表则需经过电压、电流互感器接入,以计量电能。因此这类电能计量装置除了电度表而外,还包括互感器以及其二次接线。

(一)计量装置的设置

发电站上网关口计量点一般设在产权分界处,如发电站与电网公司产权分界点在发电站侧的,应在发电站出线侧、发电机升压变高压侧(对三圈变增加中压侧)、启备变高压侧均按贸易结算的要求设置计量点。

局考核所属各供电所供电量的关口点一般设在35kV变电站的主变高压侧;所属各供电所相互间供电量的计量关口点一般设置在产权分界处。

其他贸易结算用计量点,设置在产权分界处。考虑到旁路代供的情况,各关口计量点的旁路也作为关口计量点。

10kV及以上电压供电的用户应配置防窃电高压计量装置,在用电客户配电线路高压计量装置前端T接口装设隔离刀闸,方便外校及处理计量装置的故障。

(二)计量方式

对于非中性点绝缘系统的关口电能计量装置采用三相四线的计量方式,对于中性点绝缘系统的关口电能计量装置应采用三相三线的计量方式。

三、电能计量装置配置

(一)电能表的配置

同一关口计量点应装设两只相同型号、相同规格、相同等级的电子式多功能电能表,其中一只定义为主表,一只定义为副表。安装于局所属变电站内电能表应具有供停电时抄表和通信用的辅助电源。关口计量点应装设能计量正向和反向有功电量以及四象限无功电量的电能表。电能表的标定电流值应根据电流互感器二次额定电流值进行选择,电能表的标定电流值不得大于电流互感器二次额定电流值。电能表的最大电流值应选择4倍及以上标定电流值。10kV及以上贸易结算计量点,应配置具有失压报警计时功能的电能表或失压计时仪。

(二)电流互感器配置

为保证计量的准确度,选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值的60左右,至少不得低于30。应避免继电保护和电能计量用的电流互感器并用,否则会因继电保护的要求而致使电流互感器的变比选择过大,影响电能计量的准确度。对于计费用户,应设置专用的计量电流互感器或选用有计量绕组的电流互感器。

当负荷变化范围大,实际负荷电流小于30时,应采用二次绕组具有抽头的多变比电流互感器或0.5s、0.2s级电流互感器,或采用具有较高额定短时热电流和动稳定电流,并且接近实际负荷电流的小量程电流互感器在发电厂和变电所中应根据测量和保护的要求配备适当性能的电流互感器。

(三)电压互感器配置

电压互感器选型应满足要求,110kV及以下计量用电压互感器应选用呈容性的电磁式电压互感器。电压互感器二次应有独立的计量专用绕组。根据需要,宜选用具有四个二次绕组的电压互感器,即:计量绕组、测量绕组、保护绕组和剩余绕组。

电压互感器选型应满足要求,110kV及以下计量用电压互感器应选用呈容性的电磁式电压互感器。电压互感器二次应有独立的计量专用绕组。根据需要,宜选用具有四个二次绕组的电压互感器,即:计量绕组、测量绕组、保护绕组和剩余绕组。

电压互感器二次额定容量的选择参考下表选择:

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

TV额定二次负荷取值(VA)20 30 50 75 100 按1.5倍取。

对TV二次负荷处于0～10VA较小值时,考虑到选用过小的额定二次容量,不利于保证电压互感器的产品质量,电压互感器计量绕组的额定负荷宜选择20VA。一般情况下,电压互感器的计量、测量和保护绕组的额定负荷均应不大于50VA,如有充分的证据说明所接的负荷超过此值时,可按实际值确定。

互感器在实际负载下的误差不得大于其基本误差限。对于非中性点绝缘系统的电压互感器,应采用Y0/y0的连接方式。对于中性点绝缘系统的电压互感器,35kV及以上的应采用Y/y的连接方式;35kV以下的宜采用V/V的连接方式。贸易结算用的计量点设置在统调上网电厂侧的,在出线侧及主变高压侧均应安装计量装置。

(四)互感器二次回路配置

电流和电压互感器二次回路的连接导线宜使用铜质单芯绝缘线,如果使用多股导线时,其连接接头处应烫焊,再使用压接的连接接头。二次回路导线截面的选择,对整个电流二次回路,连接导线截面积应按电流互感器的二次回路计算负荷确定,至少应不小于4.0mm2。对电压二次回路,互感器出线端子至接电能表前接线盒间的连接导线截面应按机械可靠性及允许的电压降计算确定,非就地计量的至少应不小于4mm2,就地计量的至少应不小于2.5mm2。

主、副表应使用同一个电压和电流互感器二次绕组。计量二次回路应不装设可分离二次回路的插拔式插头接点。35kV以上的电压互感器二次回路宜装设空气开关或熔断器,电压互感器二次回路采用熔断器的,应采用螺栓压接的熔断器。35kV及以下,除局所属变电站外,电压互感器二次回路不得装设任何空气开关、熔断器。

对单母分段、双母带母联接线方式的母线电压互感器,为防止电压反馈,计量用电压二次回路可接入经隔离开关辅助接点重动的继电器切换回路,其他计量二次回路应不装设隔离开关辅助接点。电压互感器每相二次回路电压降应不得大于其额定二次电压的0.2%。

互感器二次回路上除了装设电能表、电力负荷管理终端和失压计时仪外,原则上不得接入任何与计量无关的其他仪器、仪表等负载。计量装置二次接线应顺按一次设备所定的正向接线。互感器二次回路导线(包括电缆芯线)各相必须以不同的颜色进行区分,其中:L1、L2、L3、N相导线分别采用黄、绿、红、黑色,接地线为黄绿双色导线。电压、电流二次回路的电缆、端子排和端子编号顺序应按正相序自左向右或自上向下排列。

四、结语

在实际电能计量运行过程中,为了减小电能计量装置的综合误差,提高其准确性,不但要对互感器、电能表等计量器具进行重点的考核配置,还要对互感器的二次回路的负荷和压降进行必要的检测,注重对整个过程的科学管理,才能保证整个电能计量装置的计量准确,从而提高电能计量装置的准确性,达到公平的原则。

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作者简介:陈永强,男,供职于广西电网公司玉林供电局,电能表修校技师,研究方向:电能计量装置的现场鉴定。