浅析出口电能表计量误差及计量损耗

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浅析出口电能表计量误差及计量损耗
6 S0 V1 N) F, E9 Y1.概述
) `2 h7 T3 q; K+ ]7 Y+ {出口电能表是发电厂核算上网电量、电力网跨区域或跨省际联络线、以及大型工业用户用于结算和核算经济指标的关键计量工摺３隹诘缒鼙淼淖既芳屏亢驼?Ｔ诵杏敕瘢?缘缭捶降姆⒌绯А⒐┯Ψ降墓┑绻?竞椭饕??颜?大型工业用户)都是一个十分敏感的话题，因为它牵扯到各方的经济利益。在目前电力系统的实际情况下，对220千伏以下系统而言，由于设备运行年限长，设计不尽合理等诸多因素的影响，运行中的出口电度计量装置电压降超标、卖方计量损失、购方计量误差较大以及出口电度表运行安全可靠性差等现象，未能得到应有的重视。特别是在“厂网分开，竞价上网”的电力市场体制建立以后，对各侧出口计量系统的方案设计、设备选型、技术管理等提出了更高更严格的要求。保证计量装置准确、可靠，是提高企业综合经济效益和市场竞争力的有力手段，如何科学利用现代技术搞好出口计量工作令人思考。
2.目前出口计量系统的特点
- c6 q  G- N5 |% z, S# \5 {6 G$ E电力系统网络出口有功电度和无功电度计量系统是考核、计量发电厂上网电量，用户购网电量、核算电力系统各方经营效益的最直接依据。陈旧设备对上网出口计量造成的损失现象普遍存在（多是少计上网电量），但却常常被忽视。由于电力工业的飞速发展，网络接线变的复杂，而系统电压互感器二次电压网络、电压切换系统却一直沿用基建投产以来的陈旧设备，经过技术改造的二次系统也只是更换部分元器件。对出口计量产生很大影响的二次电压网络越来越庞大，造成的压降和出口计量损耗问题却一直得不到根本解决。以双母线接线的网络为例，传统双母线出口计量电压回路设计，均与继电保护装置电压切换统一考虑。保护装置的电压切换箱完成双母线电压切换功能，切换后的电压回路既供继电保护用也供出口电能表用，这种设计思路在现场广泛使用并取得较好的运行经验，特别是在厂网一家时的明显优势是：简化设计、节约工程投资。但从出口计量系统多年运行状况、电压互感器二次压降实测情况分析，该公用电压切换方案产生的计量损耗较大、安全可靠性差。特别是厂网分家后，各省分别统一更换出口计量表计（国产表更换为ABB电子型电能表）以后，全部拆除了电力计量电压互感器二次电压补偿器。二次回路实际压降造成的计量损失各厂自行承担，电网将不予考虑。出口电压补偿装置的拆除，计量损失将更加突出，同时又引发了继电保护可靠性和选择性的波动。绝大多数厂、站电力系统出口计量表计电压回路一直沿用基建以来的电压回路。以220kV系统为例分析，电压互感器二次回路设备情况：计量用电压互感器二次绕组（0.5级）与继电保护装置公用，由保护装置去完成各出口电压回路切换，电压网络运行年限长（个别长达30年），二次电缆选用截面较小（多为1.5mm2电缆），诸多因素制约了计量准确度等级的提高。
改造前多次实测验证，从电压互感器端子箱至电度表盘实测压降0.3～0.5V，超出了规程规定的0.25％标准。由于压降造成的出口计量损耗已经直接造成上网电量损失，影响了发电综合效益。22kV用的变送器采用的是原老型号变送器，电源系统取自电压互感器二次电压回路，运行功耗大，使电压互感器二次负载重（实测电压回路电流3.5A，甚至更大）。计量电压回路与保护电压回路公用，系统安全性差。出口计量装置电压回路目前引自保护装置的电压切换箱，仪表的现场定检（1次/季度）对保护电压回路的安全运行造成影响，如：某发电厂曾经发生仪表定检人员误碰电压回路短路，造成整个电压互感器二次跳闸失电的事件，导致多套距离保护、母差保护异常，对继电保护的安全、可靠运行产生影响。
按照设计规范要求，计量电压回路与保护电压回路空气开关应分开配置，且动作值不同，保证切除电压回路故障的选择性差。目前的的配置方式不利于仪表、保护二次电压空气开关保护的整定和配置（规范要求计量回路的空气开关跳闸动作电流要小于保护回路空气开关跳闸动作电流值）。
3.出口计量误差及计量损耗
根据出口计量系统接线方式，产生计量误差或计量损失的原因有:
①表计误差，表计误差大致有以下几种原因：机械表运行年限长造成的机械磨损使老旧机械转盘表功耗高，灵敏度低（低负荷不启动）；电子式电能表的功耗等。
②电压互感器和电流互感器变比误差以及二次回路压降造成的计量误差，对电压互感器和电流互感器变比误差造成的计量损失，根据《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2000）要求，采用0.2S级宽量限专用互感器即可有效解决出口计量系统互感器变比误差损失。
③最易忽视的计量损失来自于电压互感器二次压降。由于电压互感器二次回路的保险、刀闸、接线端子、切换继电器触点接触电阻、小截面电缆电阻等造成的电压互感器电压损耗将直接降低出口电能表计量数值。所以对计量电压回路改造，降低二次压损，减少计量损失应引起专业人士的高度重视。对消除表计计量损失，更换低功耗、宽量限、高精度电能表迫在眉睫。
4.新出口表及电压回路改造
工作中严格执行《安规》加强监护，严禁电流互感器二次回路开路和电压互感器二次回路短路。在运行设备和施工设备的屏柜之间设置红布帘或警告带，防止误碰运行设备。在现场工作过程中，凡遇到异常情况，不论与本身工作是否有关，应立即停止工作，保持现状，待查明原因，确定与本工作无关时方可继续工作；若异常情况是本身工作所引起，应保留现场并立即通知值班人员，以便及时处理。现场工作开始前，应查对已做的安全措施是否符合要求，运行设备与检修设备是否明确分开，还应看清设备名称，严防走错位置。电缆敷设时，应注意不要踩断或拉断其它电缆，防止运行设备误跳闸。交、直流回路测绝缘时，应采取防止抗干扰电容击穿的措施。拆除电缆时，应根据图纸搞清电缆走向，确认电缆无用且无电时，从电缆两端拆除，拆除电缆后应用对线灯核对无误。拆除电缆时，若出现异常情况，应立即停止工作并及时同运行人员联系，待分析清楚原因后，方可进行。回路接线应充分注意电流回路和电压回路接地点，防止漏接或多接接地点。工作中应认真仔细区分清楚计量用电压回路和保护用电压回路，严防两个电压回路因二次接地方式不同混淆而发生短路异常，拆除费旧电缆时，应根据摸清电缆走向，确认电缆无用且无电时，从电缆两端拆除，拆除电缆后应用对线灯核对无误。新电度表屏和直流电压切换屏内的计量及报警设备检查校验完成，各设备应正常完好。各间隔电度表至其端子箱的电流回路电缆敷设到位（端子箱侧需要该间隔停电后方可施工）。
采用独立的计量二次绕组，220kV电压互感器已大多改造为新式防污型，其中一组0.2级的计量绕组未利用的，可结合电压回路改造启用该绕组，提高计量电压回路精度，独立的计量电压回路运行安全性高。建立独立的出口计量电压网络，设置计量专用电压切换回路，选用大容量切换继电器（5～10A），安装计量电压电压互感器端子箱专用空气开关。电压切换继电器采用磁保持继电器，防止断路器辅助接点接触异常（一次设备完好）情况下的电度表停计。可以有效降低电压互感器二次压降，最大限度地降低计量损失，准确计量应计上网电量。目前的，0.5级电压互感器电压回路是B相接地方式，新的电压回路采用N相接地，消除了系统接地故障干扰造成计量装置异常。更换大截面屏蔽电缆。采用电压回路三相四线制接线，电压电缆截面不小于2.5mm2，电流回路选用4～6mm2截面电缆，降低接线阻抗。同时消除了仪表和继电保护公用一组电压回路无电压补偿装置对继电保护选择性和可靠性的干扰。
出口计量装置采取集中布置方式，便于运行抄表、现场定检、维护工作的管理。尽量减少二次电缆长度，以减低二次电压损耗。根据《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2000）要求，配置双套的出口计量表计，“一主一备”的配置方式，防止发生计量纠纷事件。
4 T# K: W6 |7 w2 b% J' s2 u为规范出口表监督管理，提高计量出口准确性。更换了部分发电企业出口表，采用ABB美国公司产ALPHA型电能表。该表为0.2S级宽量限，工作电压范围0.8～1.15额定电压，工作电流范围10mA～10A，或加拿大PML公司生产的ION 8300、ION 8400、ION 8500型高端出口电能表。符合国际IEC687标准要求。通讯、人工抄表接口完善。高精度、低损耗、多功能的表计可以有效地减少表计计量损耗。但是，还应该看到，目前有的0.2S级出口表组成的计量回路，仅仅是对基波计量，对电压波形畸变较大的地方应采用能够对全波计量的出口电能表，或在互感器二次侧加装滤波装置，以实现计量值接近真实数据。充分利用目前成熟的前沿计量技术，使其与调度自动化系统连网，使出口计量表强大的附加功能发挥作用，实现同步数据共享，利用它们的故障录波、电压/电流越限检测、谐波分析与谐波电能计量、序分量测量、掉电报警、负荷曲线记录、同步时钟等功能，来完善我们的生产自动化管理系统。
以目前的出口表计电压回路实测电缆压降为0.3～0.5V。以上网出口年电量40亿千瓦时，压降按0.5V计算。年减少计量误差可达0.2亿千瓦时。以上损耗估算并未计及机械表的表损等因素。若计及0.5级电压互感器绕组，负变比误差最大可达0.5V。上网电量也将损失0.2亿千瓦时。可见，对出口计量系统改造，消除电压互感器二次压降，可有效挽回上网计量损失，经济效益是直接和可观的。“厂网分开，竞价上网”的电力体制已经形成，面对电力市场的考核和竞争压力，电力系统各企业对节能降耗、挖潜设备出力上进行了大量投入，出口计量设备投入少、见效快、降损明显的技术改造项目对企业效益增长、运行安全性等具有极大的现实意义。

ylxd1967

对实际工作有借鉴帮助，很好的文章，谢谢楼主的分享。