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【摘要】电能计量装置直接关系到供用电双方的经济利益和企业形象,要在原基础上提高计量装置运行的可靠性与准确性,不能单从安装工艺上考虑,应从多方面考虑。譬如,对计量柜进行改进;合理配置计量装置;合理选用电能表、电流互感器、电压互感器;安装工艺与检测压降;对电能表进行定期的检查与轮换;安装负荷管理装置对电能表的运行情况进行实时监控。对电能计量装配置技术作出探究,对于提高计量的安全可靠性、准确性具有重要意义。
【关键词】电能计量装置;可靠性;准确性
提高计量装置运行的可靠性与准确性具有非常重要的意义,它直接关系到供电企业的经济效益。随着城市的发展,工业也不断发展壮大,工厂林立,提高计量装置运行的可靠性,降低计量装置的故障率,能大大减少计量装置运行维护的工作量。提高计量装置运行的准确性,直接影响到电费回收和降低线损。
要在原基础上提高电能计量装置运行的可靠性与准确性,并不是单搞好计量装置的安装,就可以达到,它是一个系统工程,计量柜的设计、电能计量装置的配置、安装、运行维护等流程要环环相扣,各环节相互影响和相互促进,一个环节出现问题,就会影响到其他环节,从而使提高电能计量装置运行的可靠性与准确性成为空话。因此,要提高电能计量装置运行的可靠性与准确性要对从计量装置的配置到运行维护等环节进行科学控制与管理。
一、电能计量柜的结构、安装对提高电能计量装置的可靠性与准确性的影响
计量装置安装运行于现场,有可能受到电力系统过压、负荷突变甚至故障等考验,一旦出现缺陷和故障,就会影响公平、公正、合理结算,因此,计量装置在选型及装表接线过程中,有必要从计量柜的使用环境、结构设计、计量装置的构成材料、过电保护等方面考虑,确保计量装置安全可靠计量。
计量柜的设计应使电流互感器的铭牌容易看清楚,其二次接线也应便于检查;从互感器到接线盒的二次接线的走向留有适当的位置,并保证日后在带电情况下,能检查是否有误。电能表的安装位置要便于安装各种型号的计量装置,因为各地方安装的电能表型号不一致,螺丝定位可能有出入,如果螺丝定位既要保证有灵活性又保证有稳固性;还有要使电能计量柜电能表安装高度与玻璃窗的设计能方便日后的抄表管理。这些设计问题是从实际工作中发现的,如果计量柜的设计能将电能计量装置的停电安装、带电更换、电能计量装置的接线检查、各种检测以及抄表管理等各个方面都考虑好的话,那这种计量柜对提高计量装置运行的可靠性与准确性有好大的帮助。
案例:2009年5月,新会××家具厂查实采用开启电能计量柜门,开启多功能计费表铅封,调换多功能计费表电流A相进出线,调换机械参考表芯,致使以上表计慢行的方式窃电,因窃电补交电费共37462.98元。
二、合理配置电流互感器
由于多数电能计量点的电力负荷变动较大,为保证计量的准确性,负荷变动大的用户推荐使用S级电能表,对一年当中负荷随季节变化较大的用户,采用范围较宽的S级电流互感器。S级电能表和互感器的出现,改善了负载变化及季节性负载、冲击性负载、轻负载的计量特性,尤其在目前企业经营状况波动大的情况下,对确保供用电双方利益起到了良好的作用。
(1)更换PT二次回路导线,采用大截面导线、缩短二次导线长度以减少二次压降引入误差对计量准确性的影响。
(2)合理选用CT变比,确保用户正常负荷时CT一次电流应达CT一次额定电流的1/3及以上运行,提高计量的准确性(此措施、对机械表特别有效)。
(3)CT变比选择复式变比,同时对未使用的较大变比档实施防窃电措施,这样可根据用户负荷的发展情况,合理选择使用变比档,提升计量的准确性。
(4)根据电网一次中性点的绝缘方式,将一次中性点非绝缘接地的用户计量装置由二元件计量方式改为三元件计量方式提高计量的准确性。
(5)应用综合误差的概念合理选配计量装置中的CT、PT、电能表,使它们合成的综合误差最小,达到提高计量准确性的目的。
(6)改善计量装置的运行环境条件,使环境条件满足计量装置使用说明书使用条件的要求,将环境条件引入误差降至最小,提升计量的准确性。
案例:2007年10月、11月两个月来,新会110kV仁义变电站10kV仁开甲线线损为34.8%,计量人员检查10kV仁开甲线的新会××陶瓷有限公司10kV高压计量柜,该厂变压器容量为4×1250kVA,现场校验仪测量电能表误差为-31.6%,六角相量图完全正确,且电能表的封印完好无缺,再经过细心检查,才发现在接线盒输出端用细小电阻线短接,电流回路分流,使电能表走慢,追回电量87万kW·h。其接线盒接线(如图1所示):
三、改进电能表的安装工艺,提高电能计量装置运行的可靠性与准确性
在计量柜安装电能表后,必须对二次回路进行核对,以后投运后也要对二次回路进行检查,因此,在安装连接二次回路导线时,应考虑要方便以后的核对,所以在安装二次回路时,导线除了分相色外,还要将电压回路与电流回路的分开绑扎,并两匝稍分开,以使肉眼能明显分辨到。
案例:2007年7月18日,新会××电池厂查实该户三相四线电能表A相电流进线接触不良,导致A相无电流回路失流,计费少计一相电流,造成线损率过大。重新接线后按实际使用情况追补漏计电量7248kW·h。
四、在计量柜安装好电能表后,必须检测电压互感器二次回路的压降是否符合要求
PT二次压降问题是电力发、输、变、配企业普遍存在的问题,它使系统电压量测量产生偏差,不仅对电力系统运行质量产生影响,而且直接致使电能计量发生误差,这种计量误差直接归纳于电能计量综合误差之中。PT二次压降直接影响电能量计量的准确度,由于PT二次压降的单向性,致使电力企业漏计电能,导致巨额经济损失;同时对电力系统安全运行也是一种潜在的威胁。 电压互感器二次压降的治理措施有降低二次回路阻抗、减小回路电流和加装补偿装置三种。降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案有:①电压互感器二次回路更换更大截面积导线;②定期打磨接插元件、导线的接头,尽量减小接触阻抗。或者对导线接头有防尘、防氧化措施。减小回路电流的方法:①采用专用计量回路;②单独引出电能表;③装设电子电能表。上述3种减小电压互感器二次回路电流的方法中,采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显,而且易于实现。但由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流,无论采用何种方法,电压互感器二次电流不可能等于零。
案例:2007年9月22日,新会××饲料厂原采用三只单相电能表计量,后来又在U相并接一个单相用户电表,且公用接零线,接入电表的中线也被拆除,这使该高压用户电表电压回路的中点发生位移,并入U相的单相电表因该表电压线圈所受电压降低1/4而导致电量少计,追回电量54万kW·h。现场接线如图2所示:
分析:设电能表安装处的电压为U,通过电能表电流线圈的电流为I,零线串入电阻后,电能表电压线圈所受电压为U′,则电能表的实测功率P′和更正系数K的表达式如下:
P′≈U′I COSφ(忽略串联电阻R对U′造成角差的影响)
则K=P/P′≈UI COSφ/U′I COSφ=U/U′
所以电能表将慢转,实际电量约等于记录电量乘以U/U′。
五、加强对计量装置进行定期检查与轮换
计量运行一段时间后,可能会出现各种可能的故障,因此对计量装置进行定期检查,能及时发现计量装运行的故障,及时排除故障。最好对电能表故障的情况进行详细的记录,以方便以后故障分析,采取有效的措施。新投运或改造后的I、Ⅱ、Ⅲ、IV类高压电能计量装置应在一个月内进行首次现场检验。I类电能表至少每3个月现场检验一次;Ⅱ类电能表至少每6个月现场检验一次;Ⅲ类电能表至少每年现场检验一次。高压互感器每10年现场检验一次,当现场检验互感器误差超差时,应查明原因,制订更换或改造计划,尽快解决,时间不得超过下一次主设备检修完成日期。运行中的电压互感器二次回路电压降应定期进检验。对35kV及以上电压互感器二次回路电压降,至少每两年检验一次。当二次回路负荷超过互感器额定二次负荷或二次回路电压降超差时应及时查明原因,并在一个月内处理。根据各方面因素制定出电能表的轮换和抽检计划。一般情况下,运行中的I、Ⅱ、Ⅲ类电能表的轮换周期为3-4年;运行中的IV类电能表的轮换周期为4-6年。对所有轮换拆回的I-IVIV类电能表应抽取其总量的5%-10%(不少于50只)进行修调前检验,且每年统计合格。
案例:2008年8月7日,新会××造纸厂查实采用开启电能计量柜门,把电流互感器拆开,换入比原来变比大的线圈,保留原来互感器的铭牌,把CT 200/5换成400/5即偷电一倍,因窃电补交电费共230453.74元。
六、安装负荷管理装置,及时发现计量装置发生的故障
安装负荷管理装置可以远程监测计量装置的运行异常情况,并自动报警。运行异常类报警:CT异常、电压断缺相、电压逆相序、电流反极性、过负荷、电流不平衡、无功过欠补等;计量异常类报警:示度下降、表计停走、表计飞走、设置更改(电量底度、手动需量复零、时段、费率、脉冲常数等)
七、结语
总之,要提高计量装置运行的可靠性与准确性,应本着安全稳定运行、规范配置原则进行,并在安装过程中严格执行技术规范,不要把注意力单放在电能计量装置的工艺上,安装工艺只是提高计量装置可靠性与准确性的一个方面,只有通对从计量配置到运行管理各个环节进行严格管理控制,各环节相互配合,才能有效减少计量装置的故障率,从而切实提高计量装置运行的可靠性与准确性。
参考文献
[1]江门供电分公司电能计量装置技术规范(试行)[S].
[2]电能计量基础及新技术[M].中国水利水电出版社.
[3]电能计量技术手册[M].中国电力出版社.
[4]电能计量装置原理[M].中国电力出版社.
【关键词】电能计量装置;可靠性;准确性
提高计量装置运行的可靠性与准确性具有非常重要的意义,它直接关系到供电企业的经济效益。随着城市的发展,工业也不断发展壮大,工厂林立,提高计量装置运行的可靠性,降低计量装置的故障率,能大大减少计量装置运行维护的工作量。提高计量装置运行的准确性,直接影响到电费回收和降低线损。
要在原基础上提高电能计量装置运行的可靠性与准确性,并不是单搞好计量装置的安装,就可以达到,它是一个系统工程,计量柜的设计、电能计量装置的配置、安装、运行维护等流程要环环相扣,各环节相互影响和相互促进,一个环节出现问题,就会影响到其他环节,从而使提高电能计量装置运行的可靠性与准确性成为空话。因此,要提高电能计量装置运行的可靠性与准确性要对从计量装置的配置到运行维护等环节进行科学控制与管理。
一、电能计量柜的结构、安装对提高电能计量装置的可靠性与准确性的影响
计量装置安装运行于现场,有可能受到电力系统过压、负荷突变甚至故障等考验,一旦出现缺陷和故障,就会影响公平、公正、合理结算,因此,计量装置在选型及装表接线过程中,有必要从计量柜的使用环境、结构设计、计量装置的构成材料、过电保护等方面考虑,确保计量装置安全可靠计量。
计量柜的设计应使电流互感器的铭牌容易看清楚,其二次接线也应便于检查;从互感器到接线盒的二次接线的走向留有适当的位置,并保证日后在带电情况下,能检查是否有误。电能表的安装位置要便于安装各种型号的计量装置,因为各地方安装的电能表型号不一致,螺丝定位可能有出入,如果螺丝定位既要保证有灵活性又保证有稳固性;还有要使电能计量柜电能表安装高度与玻璃窗的设计能方便日后的抄表管理。这些设计问题是从实际工作中发现的,如果计量柜的设计能将电能计量装置的停电安装、带电更换、电能计量装置的接线检查、各种检测以及抄表管理等各个方面都考虑好的话,那这种计量柜对提高计量装置运行的可靠性与准确性有好大的帮助。
案例:2009年5月,新会××家具厂查实采用开启电能计量柜门,开启多功能计费表铅封,调换多功能计费表电流A相进出线,调换机械参考表芯,致使以上表计慢行的方式窃电,因窃电补交电费共37462.98元。
二、合理配置电流互感器
由于多数电能计量点的电力负荷变动较大,为保证计量的准确性,负荷变动大的用户推荐使用S级电能表,对一年当中负荷随季节变化较大的用户,采用范围较宽的S级电流互感器。S级电能表和互感器的出现,改善了负载变化及季节性负载、冲击性负载、轻负载的计量特性,尤其在目前企业经营状况波动大的情况下,对确保供用电双方利益起到了良好的作用。
(1)更换PT二次回路导线,采用大截面导线、缩短二次导线长度以减少二次压降引入误差对计量准确性的影响。
(2)合理选用CT变比,确保用户正常负荷时CT一次电流应达CT一次额定电流的1/3及以上运行,提高计量的准确性(此措施、对机械表特别有效)。
(3)CT变比选择复式变比,同时对未使用的较大变比档实施防窃电措施,这样可根据用户负荷的发展情况,合理选择使用变比档,提升计量的准确性。
(4)根据电网一次中性点的绝缘方式,将一次中性点非绝缘接地的用户计量装置由二元件计量方式改为三元件计量方式提高计量的准确性。
(5)应用综合误差的概念合理选配计量装置中的CT、PT、电能表,使它们合成的综合误差最小,达到提高计量准确性的目的。
(6)改善计量装置的运行环境条件,使环境条件满足计量装置使用说明书使用条件的要求,将环境条件引入误差降至最小,提升计量的准确性。
案例:2007年10月、11月两个月来,新会110kV仁义变电站10kV仁开甲线线损为34.8%,计量人员检查10kV仁开甲线的新会××陶瓷有限公司10kV高压计量柜,该厂变压器容量为4×1250kVA,现场校验仪测量电能表误差为-31.6%,六角相量图完全正确,且电能表的封印完好无缺,再经过细心检查,才发现在接线盒输出端用细小电阻线短接,电流回路分流,使电能表走慢,追回电量87万kW·h。其接线盒接线(如图1所示):
三、改进电能表的安装工艺,提高电能计量装置运行的可靠性与准确性
在计量柜安装电能表后,必须对二次回路进行核对,以后投运后也要对二次回路进行检查,因此,在安装连接二次回路导线时,应考虑要方便以后的核对,所以在安装二次回路时,导线除了分相色外,还要将电压回路与电流回路的分开绑扎,并两匝稍分开,以使肉眼能明显分辨到。
案例:2007年7月18日,新会××电池厂查实该户三相四线电能表A相电流进线接触不良,导致A相无电流回路失流,计费少计一相电流,造成线损率过大。重新接线后按实际使用情况追补漏计电量7248kW·h。
四、在计量柜安装好电能表后,必须检测电压互感器二次回路的压降是否符合要求
PT二次压降问题是电力发、输、变、配企业普遍存在的问题,它使系统电压量测量产生偏差,不仅对电力系统运行质量产生影响,而且直接致使电能计量发生误差,这种计量误差直接归纳于电能计量综合误差之中。PT二次压降直接影响电能量计量的准确度,由于PT二次压降的单向性,致使电力企业漏计电能,导致巨额经济损失;同时对电力系统安全运行也是一种潜在的威胁。 电压互感器二次压降的治理措施有降低二次回路阻抗、减小回路电流和加装补偿装置三种。降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案有:①电压互感器二次回路更换更大截面积导线;②定期打磨接插元件、导线的接头,尽量减小接触阻抗。或者对导线接头有防尘、防氧化措施。减小回路电流的方法:①采用专用计量回路;②单独引出电能表;③装设电子电能表。上述3种减小电压互感器二次回路电流的方法中,采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显,而且易于实现。但由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流,无论采用何种方法,电压互感器二次电流不可能等于零。
案例:2007年9月22日,新会××饲料厂原采用三只单相电能表计量,后来又在U相并接一个单相用户电表,且公用接零线,接入电表的中线也被拆除,这使该高压用户电表电压回路的中点发生位移,并入U相的单相电表因该表电压线圈所受电压降低1/4而导致电量少计,追回电量54万kW·h。现场接线如图2所示:
分析:设电能表安装处的电压为U,通过电能表电流线圈的电流为I,零线串入电阻后,电能表电压线圈所受电压为U′,则电能表的实测功率P′和更正系数K的表达式如下:
P′≈U′I COSφ(忽略串联电阻R对U′造成角差的影响)
则K=P/P′≈UI COSφ/U′I COSφ=U/U′
所以电能表将慢转,实际电量约等于记录电量乘以U/U′。
五、加强对计量装置进行定期检查与轮换
计量运行一段时间后,可能会出现各种可能的故障,因此对计量装置进行定期检查,能及时发现计量装运行的故障,及时排除故障。最好对电能表故障的情况进行详细的记录,以方便以后故障分析,采取有效的措施。新投运或改造后的I、Ⅱ、Ⅲ、IV类高压电能计量装置应在一个月内进行首次现场检验。I类电能表至少每3个月现场检验一次;Ⅱ类电能表至少每6个月现场检验一次;Ⅲ类电能表至少每年现场检验一次。高压互感器每10年现场检验一次,当现场检验互感器误差超差时,应查明原因,制订更换或改造计划,尽快解决,时间不得超过下一次主设备检修完成日期。运行中的电压互感器二次回路电压降应定期进检验。对35kV及以上电压互感器二次回路电压降,至少每两年检验一次。当二次回路负荷超过互感器额定二次负荷或二次回路电压降超差时应及时查明原因,并在一个月内处理。根据各方面因素制定出电能表的轮换和抽检计划。一般情况下,运行中的I、Ⅱ、Ⅲ类电能表的轮换周期为3-4年;运行中的IV类电能表的轮换周期为4-6年。对所有轮换拆回的I-IVIV类电能表应抽取其总量的5%-10%(不少于50只)进行修调前检验,且每年统计合格。
案例:2008年8月7日,新会××造纸厂查实采用开启电能计量柜门,把电流互感器拆开,换入比原来变比大的线圈,保留原来互感器的铭牌,把CT 200/5换成400/5即偷电一倍,因窃电补交电费共230453.74元。
六、安装负荷管理装置,及时发现计量装置发生的故障
安装负荷管理装置可以远程监测计量装置的运行异常情况,并自动报警。运行异常类报警:CT异常、电压断缺相、电压逆相序、电流反极性、过负荷、电流不平衡、无功过欠补等;计量异常类报警:示度下降、表计停走、表计飞走、设置更改(电量底度、手动需量复零、时段、费率、脉冲常数等)
七、结语
总之,要提高计量装置运行的可靠性与准确性,应本着安全稳定运行、规范配置原则进行,并在安装过程中严格执行技术规范,不要把注意力单放在电能计量装置的工艺上,安装工艺只是提高计量装置可靠性与准确性的一个方面,只有通对从计量配置到运行管理各个环节进行严格管理控制,各环节相互配合,才能有效减少计量装置的故障率,从而切实提高计量装置运行的可靠性与准确性。
参考文献
[1]江门供电分公司电能计量装置技术规范(试行)[S].
[2]电能计量基础及新技术[M].中国水利水电出版社.
[3]电能计量技术手册[M].中国电力出版社.
[4]电能计量装置原理[M].中国电力出版社.