电能计量讲义讲稿Word下载.docx
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组别代号:
表示相线:
D一一单相;
S一-三相三线有功;
T一一三相四线有功。
表示用途:
A一一安培小时计;
B一一标准;
D一一多功能;
F一一复费率;
H-一总耗;
J一一直流;
L一一长寿命;
M一一脉冲;
S一一全电子式;
Y-一一预付费;
X一一无功;
Z一一最大需量等。
设计序号用阿拉伯数字表示,如862、864、95、98、331、5、71等
派生号有以下几种表示方法:
T一一湿热、干燥两用;
TH一一湿热带用;
TA一一干热带用;
G一一高原用;
H一一船用;
Fi--化工防腐用等。
例如:
DD一一表示单相感应式电能表,如DD28型、DD862型,DD104型等;
DS一一表示三相三线有功电能表,如DS8型、DS864型等;
DSSD一一表示三相三线全电子式多功能电能表,如DSSD331型、DSSD71型等;
DT一一表示三相四线有功电能表,如DT8型,DT862型,DT864型等;
DTF一一表示三相四线复费率电能表,如DTF99A型等;
DX一一表示无功电能表,如DX862型,DX863型等;
DB一一-表示标准电能表,如DB2型,DB3型等等。
(2)铭牌标志。
如图所示,在每只电能表的铭牌上通常有下列标志:
图标1-一商标,如哈仪、和成、长新、HOIIEY等。
图标2一一制造计量器具许可证标志(CMC)和制造、生产许可证编号等。
图标3一一计量单位名称或符号,如:
有功电能表计量单位为"
千瓦·
时"
或"
kw.h"
;
无功电能表计量单位为"
千乏·
Kvar.h"
。
图标4一一字轮式计度器的窗口,整数位和小数位用不同颜色区分,中间有小数点;
若无小数位,窗口各字轮均有被乘系数,如×
100,×
10,×
1,×
0.1等。
图标5一一电能表的名称及型号。
图6·
2为单相电能表DD862-4型。
图标6一一标定电流和额定最大电流。
图63所示为5(20)A电能表,即标定电流为5A,额定最大电流为20A。
图标7-一参比电压。
它是确定电能表有关特性的电压值,以Un表示。
直接接入式三相三线电能表以相数乘以线电压表示,如3×
380V,额定线电压为380V·
直接接入式三相四线电能表则以相数乘以相电压/线电压表示,如3×
220/380V,额定线电压为380V,额定相电压为22DV;
对于单相电能表则以电压线路接线端上的电压表示,如图62所示为220V单相表。
图标8一一参比频率,它是确定电能表的正常工作频率值,以赫兹(Hz)为单位。
图标9一一电能表常数,是指电能表纪录的电能和相应的转数或脉冲数之间关系的常数。
有功电能表以Wh/r(imp)或r(imp)/Kwh表示;
无功电能表以varh/r(imp)或r(imp)/Kvarh表示。
图标10一一准确度等级,电能表的准确度等级数以相对误差来表示的,以记人圆圈中的等级数字表示,如0.5、②等;
或以"
C1·
0.5"
、"
1"
表示。
图标11-一一相数、线数的标示。
通常有单相有功、三相三线有功、三相四线有功、三相四线无功、三相三线元功,等。
图标12一一耐受环境条件的能力组别,分P、S、A、B四组。
各组电能表的基本环境条件参见表61。
电能表基本环境条件
图标13一一制造标准。
图63铭牌标示为GB/T152830
图标14一一制造厂名称。
图标15一一制造时间。
图标16一一出厂编号。
图标17-一-条形码。
图63的上条形码为制造厂的条码,条形码为某供电企业4D005249492号电能表的资产档案条码。
除上述标志外,如果电能表的参比温度不是23℃时,在铭牌上标出;
如果电能表带有止逆器,铭牌应有《止逆》标示;
绝缘封闭II类防护电能表用“回”符号表示:
用于容性负载的无功电能表应用文字标明"
容性负载"
双宝石轴承的电能表用符号口表示,磁力轴承的电能表用符号“十”表示(大多见于进口电能表铭牌上)。
二、互感器的基本知识
互感器是一种变压器,电力系统供测量仪器、仪表和继电保护等电器采样使用的重要设备。
当电网电压和(或)电流超过一定量值时,电能表和其他测量仪表及继电保护装置必须经过互感器接入电网,才能实现正常测量和保护电力设备的安全。
1、互感器的分类
(1)根据互感器的工作原理可分为:
电磁式、电容式、光电式三种互感器。
电磁式互感器是利用电磁感应原理制成的互感器;
电容式互感器是利用电容分压原理制成的电压互感器,多用于110kV及以上的高压电力系统;
光电式互感器是为了测量超高压线路的电测量值而研制的,有的是根据铅玻璃的法拉第效应制成的激光电流互感器,也有根据波开尔效应制成的激光电压互感器。
(2)按照互感器的功能可分为:
电流互感器(原简称为CT,现统称为TA〈GB7159〉)和电压互感器(原简称为PT,现统称为TV〈GB7159〉)。
TA能将系统中的大电流变换为规定的标准二次电流;
TV能将高电压变换为规定的标准低电压,供二次测量用。
(3)根据用途可分为计量用、测量用、保护用互感器。
(4)根据使用地点不同可分为户内、户外、独立式、套管式等。
(5)根据互感器的绝缘结构可分为干式、固体浇注式和油浸式,以及气体绝缘式互感器。
(6)根据测量对象可分为单相、三相等。
(7)根据二次绕组的不同可分为单绕组、双绕组及多绕组互感器。
2.电流互感器
在电流互感器的铭牌上,标有TA的型号、额定电流比、准确度等级、额定容量(或额定负载)、额定电压、极性标志
等。
(1)型号。
我国规定用汉语拼音字母组成互感器的型号,不同的字母分别表示电流互感器的主要结构型式、绝缘类别和
用途。
表63为国产电流互感器型号的含义。
例如:
IEC-10型即为1OKV多臣式瓷绝缘电流互感器。
(2)额定电流比:
为了制造和使用的方便,电流互感器的一次电流和二次电流都有标准规定,称之为额定一次电流和额定二次电流。
在额定电流下,电流互感器可以长期运行而不至于因发热而烧坏。
当负荷电流超过额定电流时称过负荷,长期过负荷会烧坏互感器线圈,减少其绝缘寿命。
额定电流比是指一次电流与二次电流之比,规定以不约分的分数表示。
KI=I1n/I2n
式中I1n--一额定一次电流;
I2n一一额定二次电流。
KI=200/5A
(3)准确度级别:
测量用电流互感器的准确度,以其在额定电流下所规定的最大允许电流误差的百分数表示o
测量用电流互感器的准确度级别一般有:
0.1、0.2、0.1、1、3、5级,宽量限的S级的电流互感器的准确度级别有0.2S和0.5S级。
(4)额定容量:
在额定二次电流(I2n)及接有额定负荷(Z2n)的条件下,互感器供给二次回路的视在功率(S2n)。
即
S2n=I22nZ2n
常用电流互感器的I2n=5A。
因此,S2n=52Z2n=25Z2n。
这就是说额定容量与额定二次阻抗成正比,故额定容量也可以用额定负载阻抗表示。
按照标准规定,对于I221=5A的电流互感器,额定容量有2.5,5,10,15,20,25,30,40,50,60,80,100VA。
电流互感器在使用中,其二次连接导线及仪表电流线圈的总阻抗,不超过铭牌上规定的额定容量(伏安数或欧姆值)时,才能保证它的准确度。
(5)额定电压:
指一次绕组长期对二次绕组和地能够承受的最大电压(有效值),表明电流互感器一次绕组的绝缘强度。
按照规定,电流互感器的额定电压有0.5,3,6,10,35,110,220,330,500kV等几种电压等级。
(6)极性标志:
为了确保正确接线,电流互感器一次及二次绕组的出线端都有极性标志。
按规定,一次绕组首端标为L1,未端标为L2,当一次绕组有抽头时,应依次标为,Ll、L2、L3…。
二次绕组首端为K1,末端为K2,当二次绕组中间有抽头时,依次标为K1、K2、K3…。
对于具有几个二次绕组的电流互感器,应分别标为1K1、1K2、2K1、2K2…。
L1、K1或L2、K2称同极性端(旧称同名端)。
如从电流互感器的同极性端来看,一次和二次电流的方向相反,这样的极性关系称减极性,反之称加极性。
电流互感器互感器一般都按减极性表示,如图所示。
3.电压互感器
按工作原理的不同,电压互感器可分为电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器。
常用的TV是利用电磁感应原理制作的,其结构类似一台高电压小容量的变压器。
TV的铭牌上,标注有型号、额定电压比、准确级次、额定容量、额定电压等。
(1)型号及其含义:
我国采用汉语拼音字母组成TV的型号,表示其主要结构型式、绝缘类别和用途,如表6·
3所示。
(2)额定电压及额定电压比:
额定电压是作为TV性能基准的一次绕组和二次绕组的电压值。
我国规定的额定一次电压有0.38、6、10、35、110、220、330、500kV等;
接于三相系统线与地之间的TV额定一次电压为上述额定电压的1/√3倍。
二次额定电压是指三相TV和供兰相系统线间用的单相TV二次绕组长期工作电压,规定为100V;
供三相系统线与地之间用的单相TV,其二次额定电压规定为100/√3。
额定电压比是额定的一次电压与额定的二次电压之比。
表63
国产电压互感器型号含义
(3)准确度级次,即规定的TV的允许误差等级。
在规定的使用条件下TV的误差应在规定的限度以下,我国常用的TV的准确度级次有0.1、0.2、0.5、1和3级。
TV的额定容量也称额定负荷,是和准确度级次对应的容量,即以额定二次电压为基准时规定二次回路允许接入的负荷,通常以视在功率VA值表示。
在TV中,误差限与二次负荷有关,二次负荷愈大,则误差愈大。
因此,一般按各种准确度级次给出不同的额定容量,同时还根据TV长期工作允许的发热条件,给出TV的最大容量,即在任何使用条件下,'
IV都不应该超过额定容量,更不允许超过最大容量。
三、电能计量装置技术
管理分类
根据DL/T448-2000的规定,电力企业应将运行中的电能计量装置按其所计量电能量的多少和计量对象的重要程度分为五类(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V)进行管理。
(1)I类电能计量装置。
月平均用电量500万kwh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电能计量装置。
(2)Ⅱ类电能计量装置。
月平均用电量100万km及以上或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量装置。
(3)Ⅲ类电能计量装置。
月平均用电量10万kwh及以上或变压器容量为315kVA及以上的计费用户、100MW以下发电机、发电企业厂(站)用电量、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110kV及以上的送电线路电能计量装置。
(4)Ⅳ类电能计量装置。
负荷容量为315KVA以下的计费用户、发供电企业内部经济技术指标分析考核用的电能计量装置。
(5)V类电能计量装置,即单相供电的电力用户计费用电能计量装置。
四、电能计量方式
供、用电的性质及对象不同,被选择的电能计量装置的种类、结构就不相同,电能计量方式与供电方式、电价、收费方式密切相关。
根据《供电营业规则》的规定,我国目前的电能计量方式有:
(1)电能计量点原则上应设置在供电设施与受电设施的产权分界处,单相供用电的装设单相电能计量装置,三相供用电的装设三相电能计量装置。
若产权分界处不适宜装设计量装置时,对由专线供电的高压客户,可在供电变压器出口计量;
由公用线路供电的高压客户,可在客户受电装置的低压侧计量。
(2)用电客户的每一个受电点都应按不同的电价类别分别装设用电计量装置,一个受电点即是一个电能计量点:
客户受电点内难以按电价类别分别装设用电计量装置时,可装设总的用电计量装置,按不同电价类别,用定比或定量的方法进行分算,分别计费。
(3)城镇居民用电均应实行一户一表计量。
(4)同一计量点具有正、反向送受电时,应分别装设计量正向和反向有功电量,以及四象限元功电量的电能表或多功能电能表计量。
(5)任何一个供电点或受电点,都应装设电能计量装置计量其供电量或用电量。
(6)中性点非绝缘系统或三相负载不平衡场合应采用三相四线计量方式;
中性点绝缘系统可采用三相三线计量方式。
(7)地方电网和有自备电厂的企业与电力系统联网者,应在并网点上设置送、受电计量装置计量送、受电量。
五、电能计量误差及降低措施
1、电能计量误差
(1)低压用电且耗电量较少的客户,一般采用直接接人式电能表计量其用电量,电能计量误差也仅限于电能表本身的误差。
(2)用电量大的低压用电客户的电能表需要经电流互感器接人;
大型发电机、高压变压器,以及上下网电量和高压供电客户所配置的电能表则需经电压、电流互感器接人,以计量发、供、用电量。
此类电能计量装置的误差除了电能表外,还包括互感器的合成误差及电压互感器二次导线压降引起的误差,即电能计量装置综合误差。
电能计量装置综合误差计算公式为r=r1+r2+r3
式中r一一电能计量装置综合误差,%;
r1一一电能表误差,%;
r2一一互感器的合成误差,%;
r3一一电压互感器二次回路压降引起的误差,%。
2、减小误差的措施
(1)选用准确度较高的电能表、互感器,以及过载4倍及以上的宽负载电能表和S级的电流互感器,以减小电能表、互感器自身的误差。
(2)预测用电负荷的大小及性质,合理选择电流互感器的变比。
电流互感器一般应在30%以上的负载电流下运行。
(3)选配电能表时,应考虑互感器的合成误差,使电能表的误差和互感器的合成误差相互抵消,以减少电能计量装置的综合误差。
(4)根据电流、电压互感器的误差,合理地组合配对,尽量减小互感器的合成误差。
配对的原则是接入电能表同一组件的电流、电压互感器的比差符号相反、数值接近或相等;
而其角差的符号相同、数值接近或相等。
(5)采用计量专用互感器或者专用的计量二次回路(计量回路与测量及保护回路分开);
尽量缩短二次回路导线长度,加大导线截面,降低导线电阻,以减少电压互感器二次回路压降引起的误差。
(6)35kV及以下的电能计量点,选用符合GB/T16934规定的电能计量柜(箱),以保证其综合误差符合要求。
六、计量装置配置
1.配置原则
(1)贸易结算用的电能计量装置原则上应配置在供受电设施的产权分界处:
发电企业上网线路、电网经营企业间的联络线路两侧都应配置电能计量装置。
(2)I、II、III类贸易结算用电能计量装置应按计量点配置计量专用电压、电流互感器或者专用二次绕组。
电能计量专用电压、电流互感器或专用二次绕组及其二次回路不得接入与电能计量无关的设备。
(3)单机容量100MW及以上的发电机组上网结算电量,以及电网经营企业之间购销电量的计量点,宜配置准确度等级相同的主、副两套电能表。
即在同一回路的同一计量点安装一主一副两套电能表,同时运行、同时记录,实时比对和监测,以保证电能计量装置的准确、可靠,避免较大的电量差错。
(4)35KV以上贸易结算用电能计量装置中的电压互感器二次回路,应不装设隔离开关辅助触点,但可装设熔断器;
35kV及以下贸易结算用电能计量装置的电压互感器二次回路,应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。
(5)安装在用电客户处的贸易结算用电能计量装置,1OKV及以下电压供电的,应配置符合GB/T16934规定的电能计量柜或计量;
35kV电压供电的,宜配置GB/T16934规定的电能计量柜或电能计量箱。
(6)贸易结算用的高压电能计量装置应装设电压失压计时器。
未配置计量柜(箱)的电能计量装置,其互感器二次回路的所有接线端子、试验端子应能实施铅封。
(7)互感器的实际二次负荷应在25%~100%额定二次负荷范围内;
电流互感器额定二次负荷的功率因数应为0.8-1.0;
电压互感器额定二次功率因数应与实际二次负荷的功率因数接近。
(8)电流互感器在正常运行中的实际负荷电流应为额定一次电流值的60%左右,至少应不小于30%。
否则,应选用具有高动热稳定性能的电流互感器,以减小变比。
(9)选配过载4倍及以上的宽负载电能表,以提高低负荷计量的准确性。
(10)经电流互感器接人的电能表,其标定电流宜不超过TA额定二次电流的30%,其额定最大电流应为TA额定二次电流的120%左右。
直接接入式电能表的标定电流应按正常运行负荷电流的30%左右进行选择。
(11)对执行功率因数调整电费的客户,应配置可计量有功电量、感性和容性无功电量的电能表;
按最大需量计收基本电费的客户,应配置具有最大需量计量功能的电能表;
实行分时电价的客户,应配置复费率电能表或多功能电能表。
(12)配有数据通信接口的电能表,其通信规约应符合DL/T645的要求。
(13)具有正、反向送受电的计量点,应配置计量正向和反向有功电量以及四象限无功电量的电能表。
一般可配置1只具有计量正、反向有功电量和四象限无功电量的多功能电能表。
(14)中性点绝缘系统(如经消弧线圈接地)的电能计量点,应配置经互感器接人的三相三线(3×
100V)有功、无功电能表;
但个别经过验证、接地电流较大的,则应安装经互感器接人的三相四线(3×
57.7V)有功、无功电能表。
(15)中性点非绝缘系统(即中性点直接接地)的电能计量点,应配置经互感器接人的三相四线(3×
57.7V)有功、,无功电能表。
(16)三相三线低压线路的电能计量点,配置低压三相三线(3×
380V)有功、无功电能表;
当照明负荷占总负荷的15%及以上时,为减小线路附加误差,应配置低压三相四线(3×
380V/220V)有功、无功电能表,或3只感应式无止逆单相电能表。
三相四线制低压线路的电能计量点,应配置低压三相四线有功、无功电能表。
2.准确度要求
电能计量装置的类别不同,对电能表、互感器的准确度等级要求就不相同。
(1)不同类别的电能计量装置所配置的电能表、互感器的准确度等级应不低于表的规定。
(2)I、II类用于贸易结算的电能计量装置中,电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%;
其他电
能计量装置中二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5%。
准确度等级
*0.2级电流互感器仅指发电机出口电能计量装置中配用。
3.接线方式
(1)接入中性点绝缘系统的3台电压互感器,35kV及以上的宜采用Y/y方式接线;
35kV以下的宜采用V/V方式接线。
接入非中性点绝缘系统的3台电压互感器,宜采用Yo/yo方式接线。
其一次侧接地方式和系统的接地方式应相一致。
(2)低压供电,负荷电流为5OA及以下时,宜采用电能表直接接入方式;
负荷电流为5OA以上时,宜采用电能表经电流互感器接入的接线方式。
(3)三相三线制接线的电能计量装置,其2台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。
三相四线制连接的电能计量装置,其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接。
(4)所有计费用电流互感器的二次接线应采用分相接线方式。
非计费用电流互感器的二次接线可以采用星形或不完全星形接线方式。
应掌握电能计量装置的接线方式及其规则,深入学习电力行业标准《电能计量装置安装接线规则》及《电能计量装置接线图集》,并遵照执行。
4.互感器二次回路导线截面的选择
互感器与电能表连接导线截面的大小,直接影响互感器的实际二次负载,进而影响计量装置的准确性。
因此,必须正确选择互感器二次回路导线的截面。
(1)电流互感器二次回路导线截面的选择。
电流互感器二次回路导线阻抗是二次负荷阻抗的一部分,尤其在大型发电厂、变电所则是其主要部分,它直接影响电流互感器的准确性。
因此,当二次回路连接导线的长度一定时,其截面应按电流互感器的额定二次负荷计算确定,一般应不小于4mm2。
(2)根据负荷电流的大小,配置直接接入式电能表应选择的导线截面如表68所示。
(3)电压互感器二次回路导线截面的选择。
电压互感器的负荷电流通过二次导线时会产生电压降,那么加在电能表上的电压就不等于电压互感器二次绕组的端电压,这将造成电能表端电压对于二次绕组端电压的量值和相位上的变化,由此产生电能量的测量误差。
一般用加大导线截面或缩短导线长度来减小TV二次回路电压降。
当电压二次回路导线长度一定时,其截面应按允许的电压降计算确定。
通常电压二次回路的导线截面应不小于2.5mm2。
直接接入式电能表导线截面选择
七、现场检验
现场检验是电力企业为了保证电能计量装置准确、可靠运行,在电能计量器具检定周期内增加的一项现场监督与检验工作。
1.现场检验执行标准
现场检验应执行《电能计量装置技术管理规程》(DL/T448)和《电能计量装置检验规程》(SD109)的有关规定,并严格遵守电业生产安全工作规程。
2.现场检验周期及检验项目
(1)新投运或改造后的I、II、III、四类高压电能计量装置应在一个月内进行首次现场检验。
检验项目主要有:
①检测电能计量器具的准确性;
②检查电能计量装置的运行状况,及时发现用电
异常(报装容量、变比大小,端子接触、窃电迹象等);
③检查二次负荷有无变化,二次回路接线的正确性等。
(2)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。
(3)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,时间不得超过最近一次主设备的检修完成日期。
(4)运行中的35kV及以上电压互感器二次回路电压降,至少每2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。
(5)运行中的低压电流互感器可在电能表轮换时检查其变比、二次回路及其负载。
3.现场检验设备
(1)现场检验用标准器的准确度等级,至少应比被检计量器具高2个准确度等级;
其他测量用指示仪表的准确度等级应不低于0.5级,量限应配置合理。
电能表现场检验标准至少应每3个月在试验室比对一次。
(2)现场检验标准应有测量电压、电流、相位和错误接线判别功能,以及数据存储和通信功能。
(3)现场检验应配置专用的电压互感器二次回路压降测试仪和互感器变比在线测试仪。
4.现场检验有关规定
(1)现场检验电能
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