電能計(jì)量中常見問題的

1、目錄1 電力系統(tǒng)電能計(jì)量的重要性 22 電力系統(tǒng)中電能計(jì)量方法 32.1 確定電力系統(tǒng)關(guān)口的原則 32.2 用戶電能計(jì)量方法 32.2.1 傳統(tǒng)手工型 32.2.2 IC 卡型 32.2.3 自動(dòng)抄表 43 電能計(jì)量對(duì)節(jié)能降耗的作用 53.1 電能計(jì)量對(duì)節(jié)能降耗的作用 53.1.1 科學(xué)先進(jìn)的電能計(jì)量工具為節(jié)能改造提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù) 53.1.2 電能計(jì)量數(shù)據(jù)分析為節(jié)能改造提供了科學(xué)依據(jù) 53.2 電能計(jì)量在節(jié)能降耗中的實(shí)踐 53.2.1 建立計(jì)量器具信息管理系統(tǒng) , 確保計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性 53.2.2 以如何降低運(yùn)行中的 110kV 主變損耗為例 54 電能計(jì)量中常見的問題分析 74.1 關(guān)于關(guān)

2、口計(jì)量裝置設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題 74.2 關(guān)于電壓互感器二次電壓降補(bǔ)償器 74.3 關(guān)于電能變送器 84.4 關(guān)于四象限無功計(jì)量 84.5 計(jì)量器具方面 845.1 多功能電能表 84.5.2 單相感應(yīng)式長壽命表 84.5.3 單相靜止式電能表 9小結(jié)9參考文獻(xiàn) 10致謝10電能計(jì)量中常見問題的分析研究摘要在電力農(nóng)網(wǎng)建設(shè)和改造過程中 , 電力的生產(chǎn)輸送和利用都離不開電能計(jì)量 ,電力企業(yè)的許多經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)必須通過全面、準(zhǔn)確、可靠的電能計(jì)量來反映 , 提高電能計(jì)量的正確性尤為重要。文章分析了電力系統(tǒng)電能計(jì)量的重要性, 介紹了相關(guān)電力系統(tǒng)中電能計(jì)量方法 , 闡述了電能計(jì)量在節(jié)能降耗中的應(yīng)用，對(duì)電能計(jì) 量

3、中常見的問題進(jìn)行了分析研究。關(guān)鍵詞: 電力系統(tǒng) 電能計(jì)量節(jié)能降耗隨著我國電力系統(tǒng)的改革 , 對(duì)電能計(jì)量工作提出了更高的要求 , 特 別是從傳統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變 , 電能測(cè)量技術(shù)更為重要 , 需要重視它 的完整性和準(zhǔn)確性。 電能計(jì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)發(fā)電量、 線損、煤耗、廠用電、 供電量、用電量等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展 , 用電波動(dòng)十 分劇烈 , 峰谷差愈來愈大 , 計(jì)量系統(tǒng)在大幅度的工況變化中工作 , 使其計(jì)量誤差增 大 , 已成為電能計(jì)量不可忽視的問題。1 電力系統(tǒng)電能計(jì)量的重要性電能是國民經(jīng)濟(jì)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(gè)

4、國家發(fā)達(dá)與否的重要標(biāo)志。 電力生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電廠發(fā)電、 供電部門 供電、用戶用電這三個(gè)部門連成一個(gè)系統(tǒng) , 不間斷地同時(shí)完成。發(fā)、供、用電三 方如何銷售與購買電能、如何進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算 , 涉及許多技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問題。營業(yè)性 計(jì)費(fèi)的公正合理 ,涉及電業(yè)部門與用戶的經(jīng)濟(jì)利益。提高電能計(jì)量的正確性 , 對(duì) 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(duì)電能計(jì)量工作提出了更高的要求 , 特別是從傳 統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變 , 電能測(cè)量技術(shù)更為重要 , 需要重視它的完整性 和準(zhǔn)確性。 電能計(jì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)發(fā)電量、 線損、煤耗、廠用電、供電量、 用電量等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算。隨著電

5、力系統(tǒng)的發(fā)展, 用電波動(dòng)十分劇烈 ,峰谷差愈來愈大 , 計(jì)量系統(tǒng)在大幅度的工況變化中工作 , 使其計(jì)量誤差增大 , 已成 為電能計(jì)量不可忽視的問題。利用經(jīng)濟(jì)杠桿 , 實(shí)施分時(shí)計(jì)度并分時(shí)計(jì)價(jià)的電能計(jì) 量方式, 在一定程度上可以起到調(diào)控負(fù)荷、 “削峰填谷”的作用 ,有利于電力系統(tǒng) 的運(yùn)行和發(fā)、輸、配、用電設(shè)備的充分利用。由于電力電子技術(shù)在各行各業(yè)用電設(shè)備中的采用 , 負(fù)荷向電力系統(tǒng)注入大量 的諧波, 引起電壓、電流波形嚴(yán)重畸變。如何計(jì)算諧波電能是亟需解決的問題。2 電力系統(tǒng)中電能計(jì)量方法現(xiàn)行的電能計(jì)量方案是在發(fā)電機(jī)、 網(wǎng)絡(luò)交換關(guān)口處安裝電能計(jì)量裝置。 電力 系統(tǒng)中關(guān)口是指廠網(wǎng)之間、 區(qū)域性電網(wǎng)之間

6、電力設(shè)備資產(chǎn)和經(jīng)營管理范圍的分界 處。關(guān)口電能計(jì)量裝置是衡量關(guān)口分界處電能量的流向及其大小的裝置, 它記錄的電能量作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、核算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) , 是保證電力市場能否正常運(yùn) 行的關(guān)鍵。2.1 確定電力系統(tǒng)關(guān)口的原則目前, 為考核地區(qū)線損率、網(wǎng)損率、上網(wǎng)電量、過網(wǎng)電量、購網(wǎng)電量、地區(qū) 負(fù)荷及地區(qū)負(fù)荷率等指標(biāo) , 定義了產(chǎn)權(quán)關(guān)口、結(jié)算關(guān)口、協(xié)議關(guān)口、調(diào)度關(guān)口、 線損關(guān)口和負(fù)荷關(guān)口等多種關(guān)口。 這些關(guān)口的劃分方法不一致 , 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 , 亦無 審核機(jī)構(gòu)。在管理上又各自為政 , 不能適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展。為了實(shí)施電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn) 營,以經(jīng)濟(jì)核算替代指標(biāo)考核 ,以表位法替代余量法管理線損 ,應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

7、,明確 電量關(guān)口 , 劃清網(wǎng)級(jí)電力市場的界面 , 規(guī)范管理。規(guī)范電力系統(tǒng)關(guān)口的首要原則是 : 第一,以產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)為界限 , 建立網(wǎng)級(jí)電力 市場界面 ,以達(dá)到統(tǒng)計(jì)電量、結(jié)算電費(fèi)的目的 , 為商業(yè)化運(yùn)營奠定基礎(chǔ) ; 第二, 以電 量關(guān)口為基礎(chǔ) ,規(guī)范管理線損 ,消除“吃網(wǎng)損”的現(xiàn)象 ,公平分配網(wǎng)級(jí)電力市場公 司的利益 ;第三, 以適合于商業(yè)化運(yùn)營的、規(guī)范化的經(jīng)濟(jì)方式核算。2.2 用戶電能計(jì)量方法對(duì)電能計(jì)量的方法可以分成以下幾種類型 :2.2.1 傳統(tǒng)手工型這是最為古老的方式 ,采用的是“一家一表” 模式,到一定時(shí)期由電力工作人 員挨門挨戶收取電費(fèi)。 這種方法的缺點(diǎn)是顯而易見的 , 不但勞動(dòng)強(qiáng)度大

8、,而且不能 對(duì)用電戶進(jìn)行統(tǒng)一管理。但是這種方法在我國的廣大農(nóng)村還在廣泛的使用。2.2.2 IC 卡型為了降低電力部門人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 , 采用了由用電戶上電力公司購電這種方 式。為此開發(fā)了新型的電能計(jì)量儀表 IC 卡式電度表 ,采用預(yù)付費(fèi)式 , 用戶先 用卡購電 , 然后才能使用。這種方式在城鎮(zhèn)地區(qū)廣泛使用。2.2.3 自動(dòng)抄表自動(dòng)抄表這種方式是近些年被廣泛探討和實(shí)現(xiàn)的一種方式 , 它是計(jì)算機(jī)技術(shù) 和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在電力部門應(yīng)用的一個(gè)生動(dòng)實(shí)例。它的基本實(shí)現(xiàn)模式是: 電能用戶的用電量通過計(jì)量儀表計(jì)量后 ,由采集器采集 , 采集器和通信網(wǎng)絡(luò)相連 , 通過網(wǎng) 絡(luò)傳輸?shù)诫娏Σ块T的管理中心。 目前采用的網(wǎng)絡(luò)

9、傳輸技術(shù)主要有光纖網(wǎng)絡(luò)、 電話 網(wǎng)絡(luò)、電力線載波網(wǎng)絡(luò)、 總線網(wǎng)絡(luò)以及無線通信網(wǎng)等技術(shù)。 自動(dòng)抄表的發(fā)展方向 和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展緊密相連 , 它的一個(gè)發(fā)展方向就是所謂的 “三網(wǎng)和一” , 即電 力網(wǎng)、廣播網(wǎng)、通信網(wǎng)和三為一 , 通過提供一個(gè)高帶寬、大容量、高速度的網(wǎng)絡(luò) 將通信、數(shù)字業(yè)務(wù)、廣播等結(jié)合起來。3 電能計(jì)量對(duì)節(jié)能降耗的作用3.1 電能計(jì)量對(duì)節(jié)能降耗的作用 電能計(jì)量不但是電力市場交易和營銷的基本技術(shù)支撐和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源 , 同時(shí) 也是生產(chǎn)技術(shù)單位對(duì)設(shè)備是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行判別的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源 , 通過準(zhǔn)確的計(jì) 量核算 , 可以分析在用的電力變壓器等電網(wǎng)設(shè)備的損耗是否超過允許值, 對(duì)高損耗電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)

10、行處理或更換 , 降低企業(yè)的單位能耗。3.1.1 科學(xué)先進(jìn)的電能計(jì)量工具為節(jié)能改造提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù) 電壓、頻率、有功、無功等主要數(shù)據(jù)的直接來源就是電能計(jì)量器具。計(jì)量器 具的準(zhǔn)確度、 技術(shù)先進(jìn)程度將直接影響數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和分析應(yīng)用。 供電企業(yè)要加大 投入, 更新能源計(jì)量器具和進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新 , 及時(shí)獲得準(zhǔn)確、系統(tǒng)的計(jì)量數(shù)據(jù)。3.1.2 電能計(jì)量數(shù)據(jù)分析為節(jié)能改造提供了科學(xué)依據(jù) 要不斷加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析 , 向計(jì)量管理要效益。通過對(duì)運(yùn)行中的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)施節(jié) 能監(jiān)測(cè),依據(jù)準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析和評(píng)價(jià) ,發(fā)現(xiàn)存在的問題 , 實(shí)現(xiàn)有的放 矢地對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造、 運(yùn)行方式調(diào)整等 , 有效提高電能利用率 ,

11、 減少 電能損耗 , 提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。3.2 電能計(jì)量在節(jié)能降耗中的實(shí)踐3.2.1 建立計(jì)量器具信息管理系統(tǒng) , 確保計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性 為提高計(jì)量管理水平 , 增強(qiáng)計(jì)量技術(shù)基礎(chǔ) , 促進(jìn)計(jì)量管理在節(jié)能降耗方面發(fā) 揮更多積極作用 , 江門供電局統(tǒng)一計(jì)量管理 , 嚴(yán)格按照計(jì)量法及有關(guān)法律條文 規(guī)定, 建立了計(jì)量器具信息管理系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)了計(jì)量部與直屬供電局基層班組之間 實(shí)現(xiàn)儀表使用情況和儀表檢定結(jié)果進(jìn)行無紙化傳遞及相關(guān)信息資源共享。 該系統(tǒng) 的應(yīng)用,有效完善了強(qiáng)制檢定儀表制度 , 全面落實(shí)了儀表周期檢定 , 保證了儀表檢 定合格率 , 提高了計(jì)量管理水平。3.2.2 以如何降低運(yùn)行中的 110k

12、V 主變損耗為例從技術(shù)上來看 , 電力變壓器作為電力系統(tǒng)的重要電氣元件 , 其將電能向不同 電壓等級(jí)的設(shè)備傳輸 , 使電力適用于廣大的用戶 , 但在能量轉(zhuǎn)換的過程中必然產(chǎn) 生損耗, 其損耗分為銅耗和鐵耗。銅耗是由于線圈直流電阻和漏磁場在導(dǎo)線、結(jié) 構(gòu)件以及油箱壁作用引起的 , 鐵耗主要是變壓器鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗、結(jié) 構(gòu)件的渦流損耗以及介質(zhì)損耗。 損耗的大小直接反映了變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 因 此,通過電能計(jì)量數(shù)據(jù)分析 , 可以準(zhǔn)確判斷變壓器是否處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài) , 從而及 時(shí)采取各種節(jié)能降損措施使變壓器能夠在最佳運(yùn)行區(qū)間運(yùn)行 , 降低電力變壓器的 損耗,向負(fù)載提供最大的輸出功率 ,促進(jìn)降低線

13、損 ,提高企業(yè)效益。4 電能計(jì)量中常見的問題分析4.1 關(guān)于關(guān)口計(jì)量裝置設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題關(guān)口計(jì)量點(diǎn)是電網(wǎng)最重要的計(jì)量點(diǎn) , 包括發(fā)電廠的上網(wǎng)的電量 ,220 千伏及 以上大用戶電量 （含用戶自備發(fā)電機(jī)上網(wǎng)電量 ）, 跨省電網(wǎng)之間的交換點(diǎn)電量 , 電 網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)與其供電企業(yè)的供電關(guān)口計(jì)量。 關(guān)口計(jì)量裝置代表在線計(jì)量最高技術(shù) 水準(zhǔn),按DL/T 448-2000和SDJ 9-1999規(guī)程要求的I類計(jì)量裝置配置,即有功表 不低于0.5 S級(jí)，無功表2級(jí)，電壓互感器0.2級(jí)，電流互感器0.2 S或0.2級(jí)，電 壓互感器二次電壓降 0.2%。考核用電功率因數(shù)的用戶 , 裝設(shè)兩只具有止逆裝置的感應(yīng)式無功電能

14、表或一 只可計(jì)量感性無功和容性無功的靜止式無功電能表 ; 需要供、受電雙向計(jì)量時(shí) , 應(yīng)分別裝設(shè)兩只具有止逆裝置的感應(yīng)式無功電能表或一只可計(jì)量感性無功和容 性無功的靜止式無功電能表 , 也可裝設(shè)一只四象限有功、無功組合式電能表。按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法規(guī)定 , 用戶功率因數(shù)的計(jì)算公式為 :cos© =P （ | QL| + |QC| ）2+ P2感性無功QL和容性無功QC的方向是相反的,計(jì)算時(shí)應(yīng)采用絕對(duì)值相加。 因此無功電能表應(yīng)當(dāng)止逆。同理，靜止式無功電能表的感性無功QL和容性無功 QC也應(yīng)設(shè)置成絕對(duì)值相加的計(jì)量方式。 四象限有功、無功組合式電能表中的無 功計(jì)量方式也按上述原則設(shè)置。對(duì)

15、于執(zhí)行峰谷電價(jià)和功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的計(jì)量點(diǎn) , 應(yīng)裝設(shè)具有計(jì)量分時(shí)有功 電量、進(jìn)相和滯相的無功電量的多功能電能表 , 對(duì)于還執(zhí)行兩部制電價(jià)的 , 其多功 能電能表應(yīng)具有測(cè)量最大需量的功能。4.2 關(guān)于電壓互感器二次電壓降補(bǔ)償器電壓互感器二次壓降補(bǔ)償器主要是為了 “補(bǔ)償”計(jì)量PT二次回路的電壓降， 以減小因PT二次壓降造成的電能計(jì)量誤差。而解決計(jì)量二次回路電壓降過大，且行之有效的方法很多 , 如增加導(dǎo)線截面、采用低功耗電能表、縮短電壓互感器 與電能表之間的連線 （就近計(jì)量）等。采用電壓互感器二次壓降補(bǔ)償器反而增加了 電能計(jì)量裝置的故障點(diǎn) , 影響其可靠性和穩(wěn)定性 , 且易造成用戶的異議 ,引起不必

16、 要的糾紛。因此 ,不推薦應(yīng)用此類補(bǔ)償方式來降低電壓互感器的二次壓降。4.3 關(guān)于電能變送器近幾年, 在電力系統(tǒng)的大容量機(jī)組基建工程設(shè)計(jì)中 , 多次出現(xiàn)用各種類型的 電量變送器代替電能表的事件 , 因設(shè)計(jì)用途不同、誤差計(jì)算方式不同及誤差調(diào)整 的開放性等不符合電能計(jì)量的特殊性要求 , 因此, 它不能作為電能計(jì)量裝置使用。4.4 關(guān)于四象限無功計(jì)量長期以來 , 對(duì)送受方向的電量交換點(diǎn) , 都裝設(shè)具有止逆機(jī)構(gòu)的感應(yīng)式無功表 兩只,用于計(jì)量 2， 180 °的無功電量 ,即一只無功表計(jì)量感性無功電量 ,另一只 無功表計(jì)量容性無功電量。目前 , 由于送受方向的電價(jià)政策和對(duì)無功電量的考核 要求不

17、同 ,在前面已經(jīng)敘述過的電網(wǎng)關(guān)口的五種電量交換點(diǎn) , 都應(yīng)裝設(shè)測(cè)量四個(gè) 象限無功電量的電能表 , 并優(yōu)先使用具有四象限無功計(jì)量的三相電子式多功能 表。這方面, 傳統(tǒng)的感應(yīng)式三相無功表 , 由于存在原理上的缺陷 ,應(yīng)逐步予以淘汰。4.5 計(jì) 量器 具方面計(jì)量器具新技術(shù)應(yīng)用方面 ,進(jìn)入九十年代以來 ,國際上相繼推出高精度、 寬負(fù) 荷、長壽命、多功能的電能表 , 電力系統(tǒng)將這些計(jì)量新技術(shù)率先引入大用戶、關(guān) 口計(jì)量和一戶一表工程中。4 5.1 多功能電能表目前, 跨省電網(wǎng)和獨(dú)立電網(wǎng)安裝使用的多功能電能表約幾十萬只 (機(jī)電式或 電子式 ) 。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面 ,目前電力行標(biāo)多功能電能表 (DL/T 614

18、-1997) 、 多功能電能表通迅規(guī)約 (DL/T645 -1997) 已經(jīng)推出 , 作為計(jì)量產(chǎn)品與通迅方面 的統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。IEC和國家標(biāo)準(zhǔn)還沒有明確時(shí) ，因此，在批量進(jìn)口多功能表 時(shí),應(yīng)該自定義技術(shù)指標(biāo) ,慎重處理進(jìn)口產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)問題。 多功能表存在的問題 是型號(hào)繁多 , 通迅接口與規(guī)約不統(tǒng)一 ; 器件參數(shù)裕量小 , 抗干擾能力差。4.5.2 單相感應(yīng)式長壽命表單相感應(yīng)式長壽命表具有較高的過載倍數(shù) , 功耗小 , 無磨擦、免維護(hù) , 對(duì)環(huán)境 影響防護(hù)性能好 , 是一戶一表工程優(yōu)選計(jì)量產(chǎn)品。 在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面 , 由于難以對(duì)長 壽命表產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、材料、工藝等要素作出統(tǒng)一的規(guī)定 ,到目前為止,國

19、際和國內(nèi) 都沒有對(duì)此表出臺(tái)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因國產(chǎn)長壽命感應(yīng)式電能表還未得到運(yùn)行驗(yàn)證 , 對(duì) 其如果不執(zhí)行抽檢計(jì)劃 ,仍按照5年或10年進(jìn)行輪換,就無法驗(yàn)證我國生產(chǎn)的“長 壽命”電能表的使用壽命。 也不能只按照制造廠的承諾和理論數(shù)據(jù)、 試驗(yàn)室模擬 試驗(yàn)結(jié)果開展管理。運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是最可靠的。例如GE公司、瑞士L&G公司 的長壽命表都有實(shí)際運(yùn)行記錄 , 證明運(yùn)行 25 年或 30 年后合格率仍符合指標(biāo)。因 此,建議DL/T 448-2000的規(guī)定對(duì)運(yùn)行中的V類電能表的抽樣檢定應(yīng)包括長壽命 技術(shù)感應(yīng)式電能表 , 以利于收集資料 , 積累經(jīng)驗(yàn) , 提高電能表制造水平。4.5.3 單相靜止式電能表 單相靜止式電能表具有結(jié)構(gòu)簡單、誤差穩(wěn)定、防竅電、功耗小等優(yōu)點(diǎn) , 在一 戶一表工程廣泛使用。 但是,靜止式電能表應(yīng)用的時(shí)間還不長 ,其輪換周期需要驗(yàn)