孫國(guó)彬 安徽 淮北電廠235000
[摘 要]文中闡述了目前出口電量計(jì)量系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了出口計(jì)量?jī)x表的誤差及損耗，論述了新型電能表的應(yīng)用及其電壓回路改造
[關(guān)鍵詞] 出口電量 計(jì)量誤差 電能表
1.概述
出口電能表是發(fā)電廠核算上網(wǎng)電量、電力網(wǎng)跨區(qū)域或跨省際聯(lián)絡(luò)線、以及大型工業(yè)用戶用于結(jié)算和核算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵計(jì)量工具。出口電能表的準(zhǔn)確計(jì)量和正常運(yùn)行與否，對(duì)電源方的發(fā)電廠、供應(yīng)方的供電公司和主要消費(fèi)者(大型工業(yè)用戶)都是一個(gè)十分敏感的話題，因?yàn)樗鼱砍兜礁鞣降慕?jīng)濟(jì)利益。在目前電力系統(tǒng)的實(shí)際情況下，對(duì)220千伏以下系統(tǒng)而言，由于設(shè)備運(yùn)行年限長(zhǎng)，設(shè)計(jì)不盡合理等諸多因素的影響，運(yùn)行中的出口電度計(jì)量裝置電壓降超標(biāo)、賣方計(jì)量損失、購(gòu)方計(jì)量誤差較大以及出口電度表運(yùn)行安全可靠性差等現(xiàn)象，未能得到應(yīng)有的重視。特別是在“廠網(wǎng)分開，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的電力市場(chǎng)體制建立以后，對(duì)各側(cè)出口計(jì)量系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、技術(shù)管理等提出了更高更嚴(yán)格的要求。保證計(jì)量裝置準(zhǔn)確、可靠，是提高企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有力手段，如何科學(xué)利用現(xiàn)代技術(shù)搞好出口計(jì)量工作令人思考。
2.目前出口計(jì)量系統(tǒng)的特點(diǎn)
電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)出口有功電度和無(wú)功電度計(jì)量系統(tǒng)是考核、計(jì)量發(fā)電廠上網(wǎng)電量，用戶購(gòu)網(wǎng)電量、核算電力系統(tǒng)各方經(jīng)營(yíng)效益的最直接依據(jù)。陳舊設(shè)備對(duì)上網(wǎng)出口計(jì)量造成的損失現(xiàn)象普遍存在（多是少計(jì)上網(wǎng)電量），但卻常常被忽視。由于電力工業(yè)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接線變的復(fù)雜，而系統(tǒng)電壓互感器二次電壓網(wǎng)絡(luò)、電壓切換系統(tǒng)卻一直沿用基建投產(chǎn)以來(lái)的陳舊設(shè)備，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造的二次系統(tǒng)也只是更換部分元器件。對(duì)出口計(jì)量產(chǎn)生很大影響的二次電壓網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越龐大，造成的壓降和出口計(jì)量損耗問(wèn)題卻一直得不到根本解決。以雙母線接線的網(wǎng)絡(luò)為例，傳統(tǒng)雙母線出口計(jì)量電壓回路設(shè)計(jì)，均與繼電保護(hù)裝置電壓切換統(tǒng)一考慮。保護(hù)裝置的電壓切換箱完成雙母線電壓切換功能，切換后的電壓回路既供繼電保護(hù)用也供出口電能表用，這種設(shè)計(jì)思路在現(xiàn)場(chǎng)廣泛使用并取得較好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，特別是在廠網(wǎng)一家時(shí)的明顯優(yōu)勢(shì)是：簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)約工程投資。但從出口計(jì)量系統(tǒng)多年運(yùn)行狀況、電壓互感器二次壓降實(shí)測(cè)情況分析，該公用電壓切換方案產(chǎn)生的計(jì)量損耗較大、安全可靠性差。特別是廠網(wǎng)分家后，各省分別統(tǒng)一更換出口計(jì)量表計(jì)（國(guó)產(chǎn)表更換為ABB電子型電能表）以后，全部拆除了電力計(jì)量電壓互感器二次電壓補(bǔ)償器。二次回路實(shí)際壓降造成的計(jì)量損失各廠自行承擔(dān)，電網(wǎng)將不予考慮。出口電壓補(bǔ)償裝置的拆除，計(jì)量損失將更加突出，同時(shí)又引發(fā)了繼電保護(hù)可靠性和選擇性的波動(dòng)。絕大多數(shù)廠、站電力系統(tǒng)出口計(jì)量表計(jì)電壓回路一直沿用基建以來(lái)的電壓回路。以220kV系統(tǒng)為例分析，電壓互感器二次回路設(shè)備情況：計(jì)量用電壓互感器二次繞組（0.5級(jí)）與繼電保護(hù)裝置公用，由保護(hù)裝置去完成各出口電壓回路切換，電壓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行年限長(zhǎng)（個(gè)別長(zhǎng)達(dá)30年），二次電纜選用截面較小（多為1.5mm2電纜），諸多因素制約了計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí)的提高。
改造前多次實(shí)測(cè)驗(yàn)證，從電壓互感器端子箱至電度表盤實(shí)測(cè)壓降0.3～0.5V，超出了規(guī)程規(guī)定的0.25％標(biāo)準(zhǔn)。由于壓降造成的出口計(jì)量損耗已經(jīng)直接造成上網(wǎng)電量損失，影響了發(fā)電綜合效益。22kV用的變送器采用的是原老型號(hào)變送器，電源系統(tǒng)取自電壓互感器二次電壓回路，運(yùn)行功耗大，使電壓互感器二次負(fù)載重（實(shí)測(cè)電壓回路電流3.5A，甚至更大）。計(jì)量電壓回路與保護(hù)電壓回路公用，系統(tǒng)安全性差。出口計(jì)量裝置電壓回路目前引自保護(hù)裝置的電壓切換箱，儀表的現(xiàn)場(chǎng)定檢（1次/季度）對(duì)保護(hù)電壓回路的安全運(yùn)行造成影響，如：某發(fā)電廠曾經(jīng)發(fā)生儀表定檢人員誤碰電壓回路短路，造成整個(gè)電壓互感器二次跳閘失電的事件，導(dǎo)致多套距離保護(hù)、母差保護(hù)異常，對(duì)繼電保護(hù)的安全、可靠運(yùn)行產(chǎn)生影響。
按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，計(jì)量電壓回路與保護(hù)電壓回路空氣開關(guān)應(yīng)分開配置，且動(dòng)作值不同，保證切除電壓回路故障的選擇性差。目前的的配置方式不利于儀表、保護(hù)二次電壓空氣開關(guān)保護(hù)的整定和配置（規(guī)范要求計(jì)量回路的空氣開關(guān)跳閘動(dòng)作電流要小于保護(hù)回路空氣開關(guān)跳閘動(dòng)作電流值）。
3.出口計(jì)量誤差及計(jì)量損耗
根據(jù)出口計(jì)量系統(tǒng)接線方式，產(chǎn)生計(jì)量誤差或計(jì)量損失的原因有:
①表計(jì)誤差，表計(jì)誤差大致有以下幾種原因：機(jī)械表運(yùn)行年限長(zhǎng)造成的機(jī)械磨損使老舊機(jī)械轉(zhuǎn)盤表功耗高，靈敏度低（低負(fù)荷不啟動(dòng)）；電子式電能表的功耗等。
②電壓互感器和電流互感器變比誤差以及二次回路壓降造成的計(jì)量誤差，對(duì)電壓互感器和電流互感器變比誤差造成的計(jì)量損失，根據(jù)《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》（DL/T448-2000）要求，采用0.2S級(jí)寬量限專用互感器即可有效解決出口計(jì)量系統(tǒng)互感器變比誤差損失。
③最易忽視的計(jì)量損失來(lái)自于電壓互感器二次壓降。由于電壓互感器二次回路的保險(xiǎn)、刀閘、接線端子、切換繼電器觸點(diǎn)接觸電阻、小截面電纜電阻等造成的電壓互感器電壓損耗將直接降低出口電能表計(jì)量數(shù)值。所以對(duì)計(jì)量電壓回路改造，降低二次壓損，減少計(jì)量損失應(yīng)引起專業(yè)人士的高度重視。對(duì)消除表計(jì)計(jì)量損失，更換低功耗、寬量限、高精度電能表迫在眉睫。
4.新出口表及電壓回路改造
工作中嚴(yán)格執(zhí)行《安規(guī)》加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁電流互感器二次回路開路和電壓互感器二次回路短路。在運(yùn)行設(shè)備和施工設(shè)備的屏柜之間設(shè)置紅布簾或警告帶，防止誤碰運(yùn)行設(shè)備。在現(xiàn)場(chǎng)工作過(guò)程中，凡遇到異常情況，不論與本身工作是否有關(guān)，應(yīng)立即停止工作，保持現(xiàn)狀，待查明原因，確定與本工作無(wú)關(guān)時(shí)方可繼續(xù)工作；若異常情況是本身工作所引起，應(yīng)保留現(xiàn)場(chǎng)并立即通知值班人員，以便及時(shí)處理。現(xiàn)場(chǎng)工作開始前，應(yīng)查對(duì)已做的安全措施是否符合要求，運(yùn)行設(shè)備與檢修設(shè)備是否明確分開，還應(yīng)看清設(shè)備名稱，嚴(yán)防走錯(cuò)位置。電纜敷設(shè)時(shí)，應(yīng)注意不要踩斷或拉斷其它電纜，防止運(yùn)行設(shè)備誤跳閘。交、直流回路測(cè)絕緣時(shí)，應(yīng)采取防止抗干擾電容擊穿的措施。拆除電纜時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖紙搞清電纜走向，確認(rèn)電纜無(wú)用且無(wú)電時(shí)，從電纜兩端拆除，拆除電纜后應(yīng)用對(duì)線燈核對(duì)無(wú)誤。拆除電纜時(shí)，若出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止工作并及時(shí)同運(yùn)行人員聯(lián)系，待分析清楚原因后，方可進(jìn)行。回路接線應(yīng)充分注意電流回路和電壓回路接地點(diǎn)，防止漏接或多接接地點(diǎn)。工作中應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)區(qū)分清楚計(jì)量用電壓回路和保護(hù)用電壓回路，嚴(yán)防兩個(gè)電壓回路因二次接地方式不同混淆而發(fā)生短路異常，拆除費(fèi)舊電纜時(shí)，應(yīng)根據(jù)摸清電纜走向，確認(rèn)電纜無(wú)用且無(wú)電時(shí)，從電纜兩端拆除，拆除電纜后應(yīng)用對(duì)線燈核對(duì)無(wú)誤。新電度表屏和直流電壓切換屏內(nèi)的計(jì)量及報(bào)警設(shè)備檢查校驗(yàn)完成，各設(shè)備應(yīng)正常完好。各間隔電度表至其端子箱的電流回路電纜敷設(shè)到位（端子箱側(cè)需要該間隔停電后方可施工）。
采用獨(dú)立的計(jì)量二次繞組，220kV電壓互感器已大多改造為新式防污型，其中一組0.2級(jí)的計(jì)量繞組未利用的，可結(jié)合電壓回路改造啟用該繞組，提高計(jì)量電壓回路精度，獨(dú)立的計(jì)量電壓回路運(yùn)行安全性高。建立獨(dú)立的出口計(jì)量電壓網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置計(jì)量專用電壓切換回路，選用大容量切換繼電器（5～10A），安裝計(jì)量電壓電壓互感器端子箱專用空氣開關(guān)。電壓切換繼電器采用磁保持繼電器，防止斷路器輔助接點(diǎn)接觸異常（一次設(shè)備完好）情況下的電度表停計(jì)。可以有效降低電壓互感器二次壓降，最大限度地降低計(jì)量損失，準(zhǔn)確計(jì)量應(yīng)計(jì)上網(wǎng)電量。目前的，0.5級(jí)電壓互感器電壓回路是B相接地方式，新的電壓回路采用N相接地，消除了系統(tǒng)接地故障干擾造成計(jì)量裝置異常。更換大截面屏蔽電纜。采用電壓回路三相四線制接線，電壓電纜截面不小于2.5mm2，電流回路選用4～6mm2截面電纜，降低接線阻抗。同時(shí)消除了儀表和繼電保護(hù)公用一組電壓回路無(wú)電壓補(bǔ)償裝置對(duì)繼電保護(hù)選擇性和可靠性的干擾。
出口計(jì)量裝置采取集中布置方式，便于運(yùn)行抄表、現(xiàn)場(chǎng)定檢、維護(hù)工作的管理。盡量減少二次電纜長(zhǎng)度，以減低二次電壓損耗。根據(jù)《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》（DL/T448-2000）要求，配置雙套的出口計(jì)量表計(jì)，“一主一備”的配置方式，防止發(fā)生計(jì)量糾紛事件。
為規(guī)范出口表監(jiān)督管理，提高計(jì)量出口準(zhǔn)確性。更換了部分發(fā)電企業(yè)出口表，采用ABB美國(guó)公司產(chǎn)ALPHA型電能表。該表為0.2S級(jí)寬量限，工作電壓范圍0.8～1.15額定電壓，工作電流范圍10mA～10A，或加拿大PML公司生產(chǎn)的ION 8300、ION 8400、ION 8500型高端出口電能表。符合國(guó)際IEC687標(biāo)準(zhǔn)要求。通訊、人工抄表接口完善。高精度、低損耗、多功能的表計(jì)可以有效地減少表計(jì)計(jì)量損耗。但是，還應(yīng)該看到，目前有的0.2S級(jí)出口表組成的計(jì)量回路，僅僅是對(duì)基波計(jì)量，對(duì)電壓波形畸變較大的地方應(yīng)采用能夠?qū)θㄓ?jì)量的出口電能表，或在互感器二次側(cè)加裝濾波裝置，以實(shí)現(xiàn)計(jì)量值接近真實(shí)數(shù)據(jù)。充分利用目前成熟的前沿計(jì)量技術(shù)，使其與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)連網(wǎng)，使出口計(jì)量表強(qiáng)大的附加功能發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)共享，利用它們的故障錄波、電壓/電流越限檢測(cè)、諧波分析與諧波電能計(jì)量、序分量測(cè)量、掉電報(bào)警、負(fù)荷曲線記錄、同步時(shí)鐘等功能，來(lái)完善我們的生產(chǎn)自動(dòng)化管理系統(tǒng)。
以目前的出口表計(jì)電壓回路實(shí)測(cè)電纜壓降為0.3～0.5V。以上網(wǎng)出口年電量40億千瓦時(shí)，壓降按0.5V計(jì)算。年減少計(jì)量誤差可達(dá)0.2億千瓦時(shí)。以上損耗估算并未計(jì)及機(jī)械表的表?yè)p等因素。若計(jì)及0.5級(jí)電壓互感器繞組，負(fù)變比誤差最大可達(dá)0.5V。上網(wǎng)電量也將損失0.2億千瓦時(shí)。可見(jiàn)，對(duì)出口計(jì)量系統(tǒng)改造，消除電壓互感器二次壓降，可有效挽回上網(wǎng)計(jì)量損失，經(jīng)濟(jì)效益是直接和可觀的。“廠網(wǎng)分開，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的電力體制已經(jīng)形成，面對(duì)電力市場(chǎng)的考核和競(jìng)爭(zhēng)壓力，電力系統(tǒng)各企業(yè)對(duì)節(jié)能降耗、挖潛設(shè)備出力上進(jìn)行了大量投入，出口計(jì)量設(shè)備投入少、見(jiàn)效快、降損明顯的技術(shù)改造項(xiàng)目對(duì)企業(yè)效益增長(zhǎng)、運(yùn)行安全性等具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。
