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1、关于电能计量装置现场运行情况的分析关于电能计量装置现场运行情况的分析 2011年11月25 日宁静致远 不是因为美丽才开爱，而是因为可爱才美丽！ 近几年来，随着计量法的颁布实施和电能计量主管部门对电能计量管理工作的加强，各业务部门在电能计量装置的管理方面做了大量的工作，诸如提高电能表、互感器准确度等级，推广应用电能计量柜，改造电压互感器二次回路压降等，对电能的正确计量、合理计收电费、保证供用电双方的合法权益，起到了良好的作用。但是综合分析电能计量装置的 现场 实际运行情况，仍然存在着一定问题，应当引起有关部门的重视，并制定改进措施和处理意见。 1 610 kV公用电压互感器过载问题 由于电力系
2、统内变电站的610 kV电压等级中，目前多采用同一台三心五柱式三相电压互感器，同时向继电保护装置及电能计量仪表等“负载组”提供电压源，这就使得电压互感器的实际负载大大超过了铭牌额定容量，有的电压互感器经常处在23倍的额定容量下运行，直接影响了电压互感器的准确度。如在安阳市电业局内龙山变电站6kV侧的两组电压互感器，其额定容量均为80 VA，而实际负载已分别达到了228 VA和278 VA。 众所周知，在电力系统内用于610 kV的电压互感器多为电磁式，其误差包括比值误差和相位误差，而比值误差与相位误差均由空载误差和负载误差组成。对于电压互感器，空载误差的大小主要与电压有关，在实际运行中，电压互
3、感器的供电电压基本上是稳定的，所以空载误差是基本不变的。负载误差则主要取决于二次负载的大小，也与负载的功率因数有关。随着负载电流的增加，比值误差要在空载的基础上继续向负的方向增加，且功率因数越低，负误差增加得越多。而相位误差在功率因数较低时，随负载电流的增加总是向正的方向增加；当功率因数较高时，则先由正值变为零再向负的方向增加。我们曾对JDJW-10型电压互感器作过试验，在电压和功率因数不变的情况下，当互感器所加的负载由额定值 80 VA增大到150 VA时，互感器的相位误差变化较小，而比值误差从0.082% 变到0.608%；当负载增大到200 VA时，则比值误差变成1.236%。由此可见，
4、电压互感器的二次负载变化对其误差影响很大，尤其是当超过额定负载后，影响就更大，所以电压互感器超载运行对电能计量的影响不可忽视，应当引起有关部门的足够重视。建议采用装设计量专用电压互感器或更换大容量的电压互感器等技术措施加以解决，以保证电能计量的准确性。 2 电流互感器和电能表经常处在低载状态下运行 根据电能计量装置管理规程和电能计量装置检验规程的要求，电流互感器的一次侧电流，在正常运行时应尽量为其额定电流的23左右，至少不得低于13。而在实际运行的电能计量装置中有相当一部分电流互感器(包括电能表)是处在13额定电流以下不合理的状态下运行的，甚至有的电流互感器经常处在110额定电流以下运行。经多
5、方面分析，认为以下情况是造成这种状况的主要原因。 2.1 系统发展与规划、设计方面的原因 由于系统容量的不断增加和生产、生活对供电安全可靠性要求的提高，使电网结构逐步得到改善，然而，随之而来的是造成系统(母线)短路容量加大，于是在选择电流互感器时，为了满足安全的需要，往往在首先保证继电保护动作时间内电流互感器有足够的动、热稳定倍数之后，再考虑电能计量的准确性。这样，使电能计量装置经常处在低负荷状态下运行。安阳供电区东风变电站的19 号盘就是一例。因为从安全角度考虑，该站的10 kV出线用电流互感器的变比最小只能是3005(按常规电流互感器考虑)，而该出线在正常运行方式下，一次电流只有3050A
6、，不到电流互感器一次额定电流的15，当线路处在轻载状态时，一次电流只有10 A左右，甚至更小，有时在指标仪表上无显示，电能表也不启动，而实际上用户在用电。显然在这种情况下是不能正确计量电能的。针对这种情况，建议采取如下措施：(1) 有关设计和生产技术管理部门在今后的变电站(或用户的变电所)设计、改造时，从技术上考虑加装电抗器，以减小母线的短路容量；(2) 在选择电流互感器时，应优先考虑选用高动、热稳定倍数的电流互感器或宽负荷(S级)电流互感器，使其既满足安全的要求，又能保证准确计量。 2.2 市场经济下用电负荷的波动 随着改革开放和市场经济的发展，近几年来，一些中、小企业和乡镇企业蓬勃兴起，用
7、电设备和供电设施的装见容量得到了迅猛发展。但由于缺乏宏观控制，也造成了盲目建厂，相互争原料、争市场，使一些企业不能正常生产，用电负荷波动性很大。当正常生产时，用电设备全开，变压器满载甚至超载运行；当生产不正常时，用电负荷很小，有时电能表都启动不了，但变压器还照样运行着，根本谈不上经济运行。如某厂装有一台250 kVA的变压器，配用4005 的电流互感器，每天两班生产，最高负荷为220 kW，平均负荷为160 kW，而当后半夜不生产时，由于只剩下厂区照明和锅炉保暖用电，用电负荷至多有十几千瓦，有时电能表也启动不了。针对这种情况，建议：(1) 要装“S级”宽量限电流互感器(这种方法只适用于高供高计
8、用户)，以扩大电流互感器的计量范围；(2) 安装宽负载电能表，以减小电能表的启动电流，达到准确计量电能的目的；(3) 安装母子变压器，在重负荷时，两台同时运行，或运行母(大容量)变压器；负荷轻时，运行子(小容量)变压器。 2.3 管理 管理工作跟不上，虽然目前各供电部门都加强了用电管理工作，但在某些方面仍然还存在漏洞。比如用户在报装时往往预计用电容量偏大，而在投入运行后有相当一部分用户的实际用电负荷只占装见容量的13，甚至更小，形成大马拉小车的现象。其主要原因是：(1) 用户的计划用电和节约用电的意识淡薄，用电管理工作水平较差；(2) 供电部门在用户报装接电后，用电管理工作跟不上，用电监察工作
9、没有真正起到作用。针对这种情况，建议：(1) 加强用宣传工作，让广大用户都认识到安全、计划、节约用电的重要性；(2) 加强接电后的用电业务管理工作，即用电监察工作，如帮助用户搞好用电发展规划，协助用户搞好安全、计划、节约用电，及时掌握用户的生产经营变化情况，合理变更用电设备容量和电能计量装置，以达到准确计量的目的。 3 必须加强 现场 电能表、互感器的定期轮换工作 3.1 对定期轮换的要求 根据DL448 电能计量装置管理规程 第6.1.3.1 款的规定， 现场 运行的电能表、互感器应按周期定期进行轮换。但目前在实际工作中，对、类用户的电能表和互感器能够按照规程规定的轮换(校验)周期，进行轮换
10、(校验)，而类用户的电能表、互感器，由于其数量较多，工作量大，且这类用户的用电量与、类用户的用电量相比所占比例较小，再加上人员和交通工具不满足要求等种种原因，使相当一部分类用户的电能表和互感器没有按照规定的周期进行轮换(校验)。 3.2 轮换的抽样调查 由于类用户的电能计量装置 现场 运行条件较差，有相当一部分电能计量装置长期承受着风吹日晒，加快了电能表、互感器的老化和损坏速度。我们曾对拆换回来的类电能表、互感器做过抽样调查，其调查结果如表1。 表1 类电能表、互感器抽样调查结果统计表 规格 运行年限 a 抽查 数 只 合格数 只 合格率 % 单相DD28 2 A 58 41 10 24.4
11、单相DD14 3 A 79 30 6 20.0 三相四线DT8 5 A 46 34 16 47.0 三相四线DT8 10 A 47 6 4 66.7 三相四线DT8 25 A 5 2 1 50.0 电流互感器LMK1-0.5 410 34 23 67.7 合计 147 60 40.8 3.3 调前合格率低的原因 从表1可见，类用户的电能计量装置的综合调前合格率只有40.82%，其主要原因有两方面。 3.3.1 LMK1-0.5型电流互感器的问题 主要包括：(1) 外壳易损坏；(2) 由于外壳损坏或密封不严，使铁芯和线圈受腐蚀而发生质量变化；(3) 由于铁芯线圈在壳内固定不牢而发生间隙变化；(4
12、) 接线端子锈蚀；(5) 内部断线或接线端子与线圈的引线焊接脱焊；(6)窃电造成的内部接线极性错误等。 3.3.2 电能表方面的问题 主要包括：(1) 用户用电负荷的增加没有申请增容更换大容量的电能表，使其长期过负荷运行，造成电流线圈烧坏或线圈骨架变形卡盘；(2) 运行时间过长，润滑油干枯，滚珠宝石磨损严重，摩擦力矩增加，误差变大；(3) 密封不严，使表内积尘增多，有害气体的侵入造成表内零部件锈蚀，质量性能变坏；(4) 人为和外力因素造成的损坏或故障。 3.4 改进措施 针对以上情况，建议：计费用电流互感器应采用LMZ-0.5型，其接线螺丝采用铜质材料来代替；对电能表要按照规程规定的周期进行轮换(校验)，以保证电能计量的准确性。
