高压供电客户计量装置配置优化方案

高压供电客户计量装置的配置除了确定电能表外,还需要选择和配置互感器,包括电流互感器和电压互感器。

(1)智能电能表的配置

根据电能计量装置配置管理标准,智能电能表的配置如下：

①所有关口、计费用户都需要安装智能电能表,有功准确度等级应为0.2S、0.5S、1、2 这4 个等级,根据安装环境不同提出了推荐使用的电能表。 特点：有功正反向、无功四象限,功率潮流变化大,负荷动态范围宽,信息采集频率高、数据传输量大,多费率分时计量、阶梯电价、拉合闸控制和功率因数考核功能。

②100 kV·A 及以上专变用户和关口计量点都比较重要,对计量可靠性和稳定性要求高,这些计量点比较分散,且都安装了管理终端(抄表终端)实现电能量数据实时上传,因此推荐使用0.2S 级三相智能电能表、0.5S 级三相智能电能表、1 级三相智能电能表。

③100 kV·A 以下专变用户与公变下三相用户推荐使用4 种类型电能表,从实施远程抄表的需求考虑,建议1 级三相费控智能电能表与管理终端(抄表终端)配套使用,实现电能量数据实时上传。

④线路联络点、变电站内等考核计量点,推荐选用0.5S 级三相智能电能表、1 级三相智能电能表、1 级三相费控智能电能表(无线)。

(2)互感器配置要求

互感器的选择项目主要有类型、额定电压、额定电流、额定容量和准确度等级。

计量用互感器的要求：对于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。

1)额定电压

①电流互感器的额定电压Un 应不小于被测线路的额定相电压UL,即Un≥UL。

②电压互感器的一次额定电压Un 不小于接入的被测线路电压UL 的0.9 倍,不大于接入的被测线路电压的1.1 倍,即0.9UL≤Un≤1.1UL;三相四线制的电压互感器二次电压通常为100/ 3 V、三相三线制的为100 V。

2)额定电流

①电流互感器额定一次电流的确定,应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定值的60%左右,至少应不小于30%。 否则应选用高动热稳定电流互感器以减小变比。

一般而言,电流互感器的一次电流为额定电流的20% ～120%,其励磁电流所占比重较小,计量比较准确。 因此,一次最大电流不应超过一次额定电流的120%。

②电流互感器的二次额定电流规定值为5 A 或1 A,一般为5 A,弱电系统采用1 A。

③当实际负荷电流小于30%额定一次电流时,且用电负荷变化较大,可选择宽量限S 级电流互感器,或采用复合变比类型的电流互感器,或采用具有较高热稳定电流和动稳定电流的电流互感器。

3)额定负荷

互感器的额定负荷通常用额定容量表示,也可用负荷阻抗表示。

①互感器的二次负荷是影响互感器的误差的主要因素,当二次负荷超过额定二次负荷时,准确性将下降。 为确保计量的准确性,一般要求测量用电流互感器和电压互感器的二次负荷S2 必须为额定二次负荷S2n的25% ～100%,即25%S2n≤S2≤100%S2n。 二次回路接入静止式电能表式,电压互感器额定二次负荷不应超过10 V·A,额定二次电流为5 A 的电流互感器二次负荷不应超过15 V·A,额定二次电流为1 A 的电流互感器额定二次负荷不应超过5 V·A,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负荷的功率因数应与实际二次负荷的功率因数接近。

②计量专用电压互感器二次负荷一般为50 V·A 及以下,计量专用电流互感器二次负荷一般取40 V·A 及以下。

4)准确度等级

互感器的准确度等级应符合规定,具体要求见表1.9。

表1.9　电能表和互感器的准确度等级(www.xing528.com)

注：0.2S 和0.5S 中的S 表示电能表和互感器在极低负荷下(1%Ib)的灵敏度、准确度比一般同等级的计量器具要高(S 级电能表与普通电能表的主要区别在于小电流时的特性不同,普通电能表对5%标定电流以下没有误差要求,而S 级电能表在1%标定电流时误差也能满足要求,提高了电能表轻负载的计量特性。 S 级电流互感器与普通电流互感器相比,最大区别在于S 级电流互感器在低负载时的误差特性比普通的更好。 S 级计量器具的出现,有力地改善了负载变化及季节性负载、冲击性负载、轻负载的计量特性,尤其在目前用电企业经营状况波动大的情况下,对确保供用电双方的利益起到了良好的作用)。

5)额定功率因数

①计量用电压互感器额定二次功率因数,应与实际二次负荷功率因数相近。

②计量用电流互感器额定二次功率因数为0.8 ～1.0(滞后)。

6)类型

①电流互感器的类型选择应根据安装地点(如户外、户内)和安装方式(如穿墙式、支持式、装入式)确定。

②电压互感器的类型选择应根据装设地点和使用条件进行。 例如,6 ～35 kV 户内配电装置中,一般采用油浸式或浇注式,户外采用油浸式;6 ～35 kV 供电电压优先选用两台单相双绕组互感器,采用V、v0 接线。

③三相电路中,同一组互感器应采用制造厂、型号、额定电流、额定电压、额定变比、准确度等级、二次容量均相同的互感器。

【例1.5】　某客户使用一台100 kV·A、10/0.4 kV 的变压器,在低压侧应配置多大变比的电流互感器?

因为60%IN ＜I≤IN,所以IN =150(200)A。

答：可配置0.5S 级、额定变比为150/5 或200/5 的电流互感器。

【例1.6】　某工厂的总负荷为190 kW,综合功率因数为0.89,低压侧计量,应装设多大容量的电能表? 应如何配置电流互感器? (需要系数取0.8)

解：计算负荷PC = Kd∑PN = 0.8 ×190 kW = 152 kW

因为60%IN ＜I≤IN,所以IN =300(400)A。

答：应配置3 台0.5S 级、额定变比为300/5 或400/5 的电流互感器,电能表配置3 ×1.5(6)A、3 ×380/220 V 的三相四线电能表。

【例1.7】　某工厂新装一台容量为315 kV·A 变压器,10 kV 供电,高压侧计量,应如何配置互感器和电能表?

因为60%IN ＜I≤IN,所以IN =20(30)A。

答：电流互感器配置：2 台0.5S 级、额定变比为20/5 或30/5 的电流互感器,采用不完全星形接线。

电压互感器配置：2 台0.5 级、变比为10/0.1 kV 的电压互感器,采用V、v0 接线。

电能表的配置：由于工厂容量大于100 kV·A,需要考核无功功率,并且需执行分时电价,因此配置有功0.5S 级、无功2.0 级、3 ×1.5(6)A、3 ×100 V 的三相三线智能电能表。