線路關(guān)口表改造

1、220kV線路關(guān)口表改造 江浩慧李金聲文摘針對(duì)我廠最初裝設(shè)的感應(yīng)系電度表，介紹了電子式電度表和感應(yīng)系電度表的性能，功 能。以及原來(lái)的接線方式和現(xiàn)在的接線方式進(jìn)行了比較，對(duì)改造前后進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益比較。關(guān)鍵詞電子式電度表 電脈沖式電度表 三相三線 三相四線關(guān)口表0引言電能計(jì)量和管理的需要以及電子技術(shù)的發(fā)展，使電子式電度表在20世紀(jì)70年代就已出現(xiàn)。 隨著電子技術(shù)的飛速進(jìn)步，電力工業(yè)的發(fā)展，電力安全生產(chǎn)電能計(jì)量，電力調(diào)度自動(dòng)化的管 理已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段，促使了電子式電度表的高技術(shù)、高質(zhì)量、高可靠性的發(fā)展，電子式電 度表的功能逐漸增多并日臻完善。電子式電度表一般由電能測(cè)量機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)兩部分組成，根

2、據(jù)電能測(cè)量機(jī)構(gòu)的不同又 分為機(jī)電脈沖式電度表和全電子式電度表。機(jī)電脈沖式電度表沿用感應(yīng)系電度表的測(cè)量機(jī)構(gòu)，其數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)則由電子電路和計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，因而機(jī)電脈沖式電度表是一種電子線路與機(jī)電轉(zhuǎn)換單元結(jié)合的半電子式電度表。 機(jī)電脈沖式電度表技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)放在有關(guān)電能管理的數(shù)據(jù)方面，使之能夠進(jìn)行本地和遠(yuǎn)地 的數(shù)據(jù)傳輸以及遙測(cè)和遙控。機(jī)電脈沖電度表以感應(yīng)系電度表為基礎(chǔ)，繼承了感應(yīng)系電度表 結(jié)構(gòu)牢固，長(zhǎng)期運(yùn)行可靠和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。全電子式電度表不在使用感應(yīng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)，而是由乘法器完成對(duì)電功率的測(cè)量。由于它沒(méi)有 傳統(tǒng)電度表的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因而又被稱為“靜止式電度表”或“固態(tài)電度表”。近年來(lái)，各種新型電

3、子式電度表不斷推出，型號(hào)各異，功能眾多。但基本原理相同，主要功 能可歸為三個(gè)方面：計(jì)量，計(jì)費(fèi)功能，包括分時(shí)計(jì)量、最大需量和預(yù)付費(fèi)等；保護(hù)功能包括 過(guò)電流，過(guò)電壓保護(hù)與防竊電等；通訊功能，可以是紅外通訊、無(wú)線電通訊或載波通訊等。1與感應(yīng)系電度表的性能比較目前電子式單、三相多功能、預(yù)付費(fèi)、復(fù)費(fèi)率電度表已經(jīng)被廣泛使用。其功能齊全，可 靠性、準(zhǔn)確度都明顯地超過(guò)了傳統(tǒng)的機(jī)械感應(yīng)式電度表。電子式電能表利用單片機(jī)處理與控制技術(shù)，可方便地實(shí)現(xiàn)正、反向有功，感、容性無(wú)功或四 象限無(wú)功的累計(jì)和當(dāng)月電量的計(jì)量，并依據(jù)內(nèi)部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)分時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)段/費(fèi)率功能。同 時(shí)，又具有最大需量計(jì)算功能，并很方便地改變需量積分周期

4、和滑差時(shí)間。因而一只電子式 多功能電能表，可以取代有功、無(wú)功電能表及需量表。由于是感應(yīng)系電度表不可避免的受到元件間電磁干擾，渦流干擾，漏磁干擾所引起電能表的 附加誤差，引起電能表潛動(dòng)；三相電能表元件轉(zhuǎn)矩不平衡的影響同樣也是困繞感應(yīng)型電能表 的一個(gè)問(wèn)題。同時(shí)感應(yīng)式電能表在震動(dòng)大的場(chǎng)所穩(wěn)定性差，經(jīng)過(guò)1至2個(gè)檢驗(yàn)周期，軸承磨損 較大，嚴(yán)重影響電能表的使用壽命，影響到計(jì)量準(zhǔn)確性。1.1功耗電子式電度表的功耗小于0.6W，感應(yīng)系電度表的功耗接近1.8W，比電子式電度表大1.2W。1.2靈敏度同一規(guī)格的兩種表，感應(yīng)式電度表的啟動(dòng)電流為0.5%，而電子式電度表只有0.2%；在額定電 壓下電子式電度表在2.2

5、W就可以啟動(dòng)，電子式電度表的啟動(dòng)電流是感應(yīng)式電度表的40%，在 額定電壓下啟動(dòng)功率下降了 3.3W。電子表電路中的A/D變換器的精度可達(dá)2-14以上，因此 分辯力和精度很高，可以設(shè)計(jì)0.5級(jí)以上的高精度電能表。1.3潛動(dòng)性能感應(yīng)電度表在額定電壓，無(wú)負(fù)載電流情況下有潛動(dòng)現(xiàn)象，電子式電度表無(wú)潛動(dòng)現(xiàn)象。1.4誤差電子式電度表誤差變動(dòng)較小，而感應(yīng)系電度表誤差變動(dòng)較大。低負(fù)載時(shí)電子式電度表誤差偏 正，而感應(yīng)系電度表出現(xiàn)較大的負(fù)誤差。1.5校驗(yàn)電子式電度表的線性較好，調(diào)整校驗(yàn)方便。而感應(yīng)系電度表校驗(yàn)相對(duì)比較復(fù)雜，電子式電度 表直接輸出脈沖信號(hào)，可直接送到檢定裝置上進(jìn)行校驗(yàn)，而感應(yīng)系電度表是由光電頭采樣，

6、采集信號(hào)變成脈沖信號(hào)后再送到檢定裝置上進(jìn)行檢驗(yàn)，而光電頭調(diào)整不方便，比較麻煩。機(jī) 械表由于采用磁路結(jié)構(gòu)非線性失真大，一致性差，因此要采用各種補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，采補(bǔ)償機(jī)構(gòu)又 降低了穩(wěn)定性，也不利于生產(chǎn)使用中的調(diào)校，因此要生產(chǎn)精度高的機(jī)械電能表的難度相當(dāng)大。 1.6故障率電子式電度表應(yīng)用了專用大規(guī)模集成電路，體積小，在靜態(tài)下工作無(wú)機(jī)械磨損，且隨著 技術(shù)進(jìn)步和設(shè)計(jì)水平以及元件質(zhì)量的提高，其故障率呈明顯下降趨勢(shì)。而感應(yīng)系電度表屬動(dòng) 態(tài)下機(jī)械運(yùn)動(dòng)，許多部件容易發(fā)生磨損，機(jī)械部分容易出現(xiàn)故障。電子表因采用錳銅等高穩(wěn) 定性材料制作電流采樣元件，高質(zhì)量的電路作運(yùn)算處理元件，因此總體的穩(wěn)定性很好，用戶 在安裝前可以實(shí)現(xiàn)

7、免調(diào)，工作中的調(diào)校周期也可以大大延長(zhǎng)，從而節(jié)省了人工。機(jī)械表因采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方式工作，摩擦力不穩(wěn)定，因此穩(wěn)定性與電子表相比顯得較差，經(jīng)運(yùn) 輸后準(zhǔn)確度就可能超差，在安裝之前必須重新調(diào)校。安裝運(yùn)行后的表由于上述原因，穩(wěn)定性 又會(huì)逐漸變差。另外，機(jī)械表由于是一個(gè)具有移進(jìn)磁場(chǎng)的儀表，是由驅(qū)動(dòng)元件、制動(dòng)磁鐵、轉(zhuǎn)動(dòng)元件和 計(jì)數(shù)器等組成的，因此還存在以下缺點(diǎn)：1.使用的制動(dòng)阻尼磁鐵受溫度影響較大，高溫狀態(tài) 下容易失磁，使得表計(jì)走慢，給供電部門造成電能損失。2.機(jī)械式電能表由于受磁場(chǎng)對(duì)稱性 和發(fā)熱影響，容易發(fā)生潛動(dòng)即空走。3.感應(yīng)式電能表在輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，往往出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象。 電子式電能表主要有失壓次數(shù)及失壓累計(jì)

8、時(shí)間記錄、接線方式判別、編程時(shí)間及次數(shù)記錄、 異常情況報(bào)警等功能。這些功能對(duì)于防止非法操作、判別竊電、追補(bǔ)損失電量很大幫助。如 人為掉電，側(cè)LCD屏有缺相指示，失壓記錄中記載失壓時(shí)刻，失壓相別及失壓累計(jì)時(shí)間等數(shù) 據(jù)，可以很清楚地掌握證據(jù)及追補(bǔ)電量。全電子式電能表在我區(qū)已使用較為普遍，昌吉供電局，準(zhǔn)東供電局，市供電局已先后使 用全電子式電能表，反映較好。2三相三線與三相四線接線方式的比較220kV線路關(guān)口表是我廠重要表計(jì)，關(guān)系到我廠經(jīng)濟(jì)效益的好壞，自從1999年7月26 日220kV線路投運(yùn)以來(lái)，線路關(guān)口表裝設(shè)的電能表為哈爾濱電表廠生產(chǎn)的DS38感應(yīng)系機(jī)電脈 沖電度表，該表型號(hào)陳舊，負(fù)載容量大（

9、35VA），十分不適于我廠計(jì)量要求，2002年考慮到 此類型電度表以及三相三線電能計(jì)量方式適用于完全對(duì)稱三相電路（三相電壓與三相負(fù)載對(duì) 稱），當(dāng)系統(tǒng)電壓不對(duì)稱，三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)將造成計(jì)量方法誤差，于是在線路定檢時(shí)將電度 表更換為三相四線電子式電度表。三相不對(duì)稱時(shí)三相三線電度表計(jì)量公式：P33= UA lACOS A+ UB IBCOS B+ UC ICCOS CUBINCOS NIN中性點(diǎn)電流三相不對(duì)稱時(shí)三相四線電度表計(jì)量公式：P34= UA IACOS A+ UB IBCOS B+ UC ICCOS C可見(jiàn)三相不對(duì)稱時(shí)三相三線電度表計(jì)量方式比三相不對(duì)稱時(shí)三相四線電度表計(jì)量方式少計(jì)量: UBI

10、NCOS NBIN= IAZ0 A+ IBZ0 B+ ICZ0 C三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)將造成計(jì)量方法誤差： 考慮到不平衡時(shí)間問(wèn)題引入時(shí)間系數(shù)kt kt =0.5考慮到不平衡率問(wèn)題引入不平衡系數(shù)kpkp =0.8r=- kp* kt UBINCOS NB/ （UA IACOS A+ UB IBCOS B+ UC ICCOS C） X100%3 經(jīng)濟(jì)效益以2003年第2季度旁路關(guān)口表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)參數(shù)為例：UA=60.760V IA=0.9300A A=10.72UB=60.810V IB=0.9423A B=11.54UC=60.784V IC=0.9618A C=11.59IN= IAZ0 A+ IBZ

11、0 B+ ICZ0 C=0.0374Z336.56r=-0.536%經(jīng)濟(jì)效益：以我廠年發(fā)電量20億計(jì)算三相三線計(jì)量方式少計(jì)電量：20 億Xr%=2000000000X（-0.536%） =10720000 （度）以每度電0.2元計(jì)算：10720000X0.2=2144000 元由以上數(shù)據(jù)可看出將三相三線計(jì)量方式改為三相四線計(jì)量方式經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。電子 式多功能電度表（準(zhǔn)確度0.2、0.5級(jí)）含有有功、無(wú)功電量，有功、無(wú)功功率，有功無(wú)功電 能及四象限分時(shí)計(jì)量，具有正反向計(jì)量功能與感性容性有功、無(wú)功四象限計(jì)量以及多種費(fèi)率 計(jì)量、最大容量發(fā)生時(shí)間記錄，電壓事件實(shí)時(shí)記錄等功能，即電子式多功能電度表是一表多 用。在配置表時(shí)降低了安裝成本與購(gòu)表資金，減少了電能計(jì)量屏的尺寸，節(jié)約了采購(gòu)費(fèi)用與 安裝費(fèi)用。電子式電度表功耗低（5VA），而感應(yīng)系三相