4)电能计量是电力营销的重要环节,要求应当公正、诚信;
5)从发电厂到用户,电的传输与测量是通过电能计量装置来测量发电量、厂用电量、供电量以及售电量等,随着电子和计算机技术的发展和电力系统自动化水平的提高,实现了远方抄表和电能计量管理系统,其目的是更好地为生产调度和电力企业经济核算服务 (三)电能计量装置的分类:
现行有关规程规定,运行中的计量装置按其所计量电能多少和计量对象的重要性分为5类。
Ⅰ类:月平均用电量500万kW及以上或受电变压器容量为10MVA以上的高压计费用户;200MW及以上的发电机(发电量)、跨省(市)高压电网经营企业之间的互馈电量交换点,省级电网经营与市(县)供电企业的供电关口计电量点的计量装置。
Ⅱ类:月平均用电量100万kW及以上或受电变压器容量为2MVA及以上高压计费用户,100MW及以上发电机(发电量)供电企业之间的电量交换点的计量装置。
Ⅲ类:月平均用电量10万kW及以上或受电变压器容量315kVA及以上计费用户,100MW以上发电机(发电量)、发电厂(大型变电所)厂用电、所用电和供电企业内部用于承包考核的计量点,考核有功电量平衡的100kV及以上的送电线路计量装置。
Ⅳ类:用电负荷容量为315kVA以下的计费用户,发供电企业内部经济指标分析,考核用的计量装置。
Ⅴ类:单相供电的电力用户计费用的计量装置(住宅小区照明用电)。
2.2.2 计量装置的计量方式
我国目前高压输电的电压等级分为500(330)、220和110kV。配置给大用户的电压等级为110、35、10kV,配置给广大中小用户(居民照明)的电压为三相四线380、220V,独户居民照明用电为单相220V。
供电局对各种用户计量方式有3种: (1)高压供电,高压侧计量(简称高供高计)
指我国城乡普遍使用的国家电压标准10kV及以上的高压供电系统,须经高压
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电压互感器(PT)、高压电流互感器(CT)计时。电表额定电压:3×100V(三相三线三元件)或3×100/57.7V(三相四线三元件),额定电流:1(2)、1.5(6)、3(6)A。计算用电量须乘高压PT、CT倍率。10kV/630kVA受电变压器及以上的大用户为高供高计。
(2)高压供电,低压侧计量(简称高供低计)
指35、10kV及以上供电系统。有专用配电变压器的大用户,须经低压电流互感器(CT)计量。电表额定电压3×380V(三相三线二元件)或3×380/220V(三相四线三元件)。额定电流1.5(6)、3(6)、2.5(10)A。计算用电量须乘以低压CT倍率。10kV受电变压器500kVA及以下为高供低计。 (3)低压供电,低压计量(简称低供低计)
指城乡普遍使用,经10kV公用配电变压器供电用户。电表额定电压:单相220V(居民用电),3×380V/220V(居民小区及中小动力和较大照明用电),额定电流:5(20)、5(30)、10(40)、15(60)、20(80)和30(100)A用电量直接从电表内读出。10kV受电变压器100kVA及以下为低供低计。
低压三相四线制计量方式中,也可以用3只单相电表来计量,用电量是3只单相电表之和。
为达到正确计量,高压计量装置要根据电力系统主接线的运行方式配置。如为了提高供电可靠性,城乡普遍使用的10kV配电系统,是采用中心点不接地运行方式,应配置三相三线二元件电表。为了节约投资和金属材料,我国500、220kV的跨省(市)高压输电系统,目前普遍使用自耦式降压变压器,是中心点直接接地运行方式,应配置三相四线三元件电表。城乡普遍使用的低压电网是带有零线的三相四线制供电,要供单相照明(220V)、三相动力(380V),同时用电,同时计量的应配置的三相四线三元件电表以防止漏计。一般居民生活照明用电配置单相电表。
3 电能计量装置错误接线方式分析
3.1 概述
高压三相三线计量方式的电能计量回路模式如图3-1和图3-2所示。
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图3-1 电能计量电压回路
图3-2 电能计量电流回路
在图1、图2所示的模式中,只考虑了单个三相三线的有功电能表或多功能电子表,而在多数情况下都是一只感应式的有功电能表和一只感应式的60度无功电能表,由于感应式的60度无功电能表二个电压元件分别取至UAC和UBC。所以这时的电能计量电压回路接线图应是如图3-3所示。图3-3中,Z1、Z2表示有功电能表的一、二元件的电压阻抗,Z3、Z4表示无功电能表的一、二元件的电压阻抗。从对比图3-1和图3-3可以看出在电能计量电压回路发生故障时(如:压变高压熔丝断线、二次电压断线),所加在有功电能表一、二元件上的电压会有所不同,这一差别将会影响更正系数的正确计算,在后面的内容中,将进行详细的分析。
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电能计量电流回路相比之下,要比电压回路简单些,但在短接电流时误认为只要短接A、C两相电流。
图3-3 接有60度无功电能表的电能计量电压回路
3.2 错误接线方式的确认
随着电子科技技术的发展,现在很多厂家生产的电能表现场校验设备,不仅能测量电压、电流的幅值大小和功率大小,还能直接显示出电压和电流关系的相量图。因此,传统的六角图相量分析已显得有些繁琐对错误接线方式的确认,我认为只要能够确认电流与电压的对应关系,确定电能表的错误接线就非常简单。下面举一例子来说明。
如某一用户处电能表,已知该用户负荷功率因素大约在0. 9~1之间(感性),用现场校验仪所测回路相量图如图3-4所示。
图3-4 错式图 首先从错
误接线的误接线方
相量图中分析电流与电压的关系,由于该户用电负荷功率因素为0. 9~1. 0(感性)。那么很容易判断出Ic电流对应Ub电压,即表示.Ic电流和Ub电压,均取自同一相别。而.Ia电流同邻近的Ub电压和Ua电压均不对应,因为Ia电流和Ua电压之间的相位角大于30度,Ia电流和Ub电压之间的相位角显容性。而Ia正好对应Uc电压。在电流和电压的对应关系确定后,就应该确定电压的相序排
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列情况,由上面的分析可以看出,没有电流与Ua电压对应,这意味着
Ua电压在正确的相量图应该是Ub电压,在确定了正确的Ub电压后,其他两相电压Ua、Uc,也能够确定了,即错误接线相量图中Ub电压对应正确相量图中的Uc电压、错误接线相量图中Uc电压对应正确相量图中的Ua电压。所以现在我们能够最终确定电能表的接线方式为有功电能表第一元件接入的是Ubc、Ia,Uac、Ic。
从上面的分析可以看出,在判断电能计量装置错误接线方式中,关键是要确定电流与电压的对应关系。但在分析错误接线方式前,必须要确定用电负荷的三个因素:A负荷潮流方向; B负荷性质,即属于感性负荷还是容性负荷。C负荷大致的功率因数范围,这是为了确定电流与电压的对应关系,因此这三个因素是进行错误接线分析的先决条件。由于负荷潮流方向问题,涉及面不广,所以这里着重讨论负荷性质及负荷功率因数范围的确定: (1)负荷性质的确定
目前我国大多数用电设备都是感性负载,少数用电设备为容性负载。而很多用户都用了无功补偿设备,如电容器。因此,我们在无法判断负荷性质时,可以先让用户停用电容器等无功补偿装置,使功率因数在滞后的情况下,进行错误接线分析。也可以在变压器空载情况下进行,尽管这时负荷较小,但其功率因数必定滞后,而且功率因数较差。因为这时的有功功率损耗主要是变压器的铜耗和铁耗,相比之下励磁阻抗所引起的无功功率要大得多,所以功率因数较差。而在某些情况下:线路过长,而用电负荷较低,可能导致负荷性质为功率因数超前,这是因为线路过长导致线路对地之间的电容阻抗变大,从而导致整个负荷呈容性。 (2)负荷功率因数范围的确定
照明负荷功率因数不会太高,相比之下,动力负荷的功率因数要高些大多在0. 8以上。最难判断功率因数范围的是在负荷处于上下网临界点时,以及电气机车负荷。在无法确定负荷的实际功率因数范围时,除了用前面提到的停用电容器无功补偿装置以及在变压器空载情况下进行测试外,还可以通过功率对比法来确定负荷功率因数,比如可以通过用户处功率表的一次示值,获得电能计量回路上大致的二次功率,再通过我们测量所得到的二次电压、电流幅值,从而获得大致的功率因数范围。当然我们选用的参照物可以是线路对侧的电能计量回路的功
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