電能表是電力企業中使用普遍的電測儀表。應用上分為:廣大用電戶使用和電業部門自身使用。自全國主要城市(鄉鎮)推廣普及“一戶一表”及大部分農村電網經過改造后,電能表的擁有量直線上升。
電能表(以下稱電表)不同于其他電測儀表,是《計量法》規定的強制檢定貿易結算的計量器具。隨著我國電力事業的發展,電業部門本身的重要經濟指標如發電量、供電量、售電量、線損等電能計量裝置(以下稱計量裝置),也日益增多。
裝置分類
現行有關規程規定,運行中的計量裝置按其所計量電能多少和計量對象的重要性分為5類。
Ⅰ類:月平均用電量500萬kW及以上或受電變壓器容量為10MVA以上的高壓計費用戶;200MW及以上的發電機(發電量)、跨省(市)高壓電網經營企業之間的互饋電量交換點,省級電網經營與市(縣)供電企業的供電關口計電量點的計量裝置。
Ⅱ類:月平均用電量100萬kW及以上或受電變壓器容量為2MVA及以上高壓計費用戶,100MW及以上發電機(發電量)供電企業之間的電量交換點的計量裝置。
Ⅲ類:月平均用電量10萬kW及以上或受電變壓器容量315kVA及以上計費用戶,100MW以上發電機(發電量)、發電廠(大型變電所)廠用電、所用電和供電企業內部用于承包考核的計量點,考核有功電量平衡的100kV及以上的送電線路計量裝置。
Ⅳ類:用電負荷容量為315kVA以下的計費用戶,發供電企業內部經濟指標分析,考核用的計量裝置。
Ⅴ類:單相供電的電力用戶計費用的計量裝置(住宅小區照明用電)。
計量方式
我國目前高壓輸電的電壓等級分為500(330)、220和110kV。配置給大用戶的電壓等級為110、35、10kV,配置給廣大中小用戶(居民照明)的電壓為三相四線380、220V,獨戶居民照明用電為單相220V。
供電局對各種用戶計量方式有3種:
(1)高壓供電,高壓側計量(簡稱高供高計)
指我國城鄉普遍使用的國家電壓標準10kV及以上的高壓供電系統,須經高壓電壓互感器(PT)、高壓電流互感器(CT)計時。電表額定電壓:3×100V(三相三線三元件)或3×100/57.7V(三相四線三元件),額定電流:1(2)、1.5(6)、3(6)A。計算用電量須乘高壓PT、CT倍率。10kV/630kVA受電變壓器及以上的大用戶為高供高計。
(2)高壓供電,低壓側計量(簡稱高供低計)
指35、10kV及以上供電系統。有專用配電變壓器的大用戶,須經低壓電流互感器(CT)計量。電表額定電壓3×380V(三相三線二元件)或3×380/220V(三相四線三元件)。額定電流1.5(6)、3(6)、2.5(10)A。計算用電量須乘以低壓CT倍率。10kV受電變壓器500kVA及以下為高供低計。
(3)低壓供電,低壓計量(簡稱低供低計)
指城鄉普遍使用,經10kV公用配電變壓器供電用戶。電表額定電壓:單相220V(居民用電),3×380V/220V(居民小區及中小動力和較大照明用電),額定電流:5(20)、5(30)、10(40)、15(60)、20(80)和30(100)A用電量直接從電表內讀出。10kV受電變壓器100kVA及以下為低供低計。
低壓三相四線制計量方式中,也可以用3只單相電表來計量,用電量是3只單相電表之和。
為達到正確計量,高壓計量裝置要根據電力系統主接線的運行方式配置。如為了提高供電可靠性,城鄉普遍使用的10kV配電系統,是采用中心點不接地運行方式,應配置三相三線二元件電表。為了節約投資和金屬材料,我國500、220kV的跨省(市)高壓輸電系統,目前普遍使用自耦式降壓變壓器,是中心點直接接地運行方式,應配置三相四線三元件電表。城鄉普遍使用的低壓電網是帶有零線的三相四線制供電,要供單相照明(220V)、三相動力(380V),同時用電,同時計量的應配置的三相四線三元件電表以防止漏計。一般居民生活照明用電配置單相電表。
功能介紹
電表除分單相、三相外,還有有功表、無功表之分。目前制作精度分為:0.5、1.0和2.0級。
我國目前還普遍使用的感應式電表,已沿用百年歷史以上。功能單一、精度低、磨損件多,已不適應電力事業迅速發展的管理需要。
城市擴大,表數量多,再用人工抄表,顯然落伍。因此,不論單相、三相電表內要有專用接口的集抄功能。為了充分利用電網低谷電源,現在不但工礦企業實行峰谷電價,大城市居民生活用電也已實行峰谷電價,實踐證明,優惠殷實。
浙江電網居民生活用電,高峰電價比平時電價高出3分(0.56元/kW·h),而谷電價只是峰電價的50%(0.28元/kW·h),很受居民歡迎。
市區大量居民申請裝峰谷表,兩年來,全省主要城市已發展13萬戶,只能分處實施。因此表內要有分段記時功能。所有用電戶,在消耗有功功率同時也在消耗無功功率。而無功功率消耗多少和發供電企業的設備利用率緊密相關,因此大用戶在計量中必須實行功率因數調整電費等。
近年來,由于微電子技術發展快,電子式(靜止式)電表應運而生。由于功能多、精度高、無磨損、壽命長、免維修等優點,受到供電局歡迎,已大規模普遍使用。
國產高精度多功能三相電子式電表,已具有正確計量,反相有功、無功電量(1只表可當4只表用)、還有最大需量、多費率、測量功率因數等功能。輔助功能有年、月、日、時間,光電隔離數據傳輸接口(RS485)和遠方抄表脈沖輸出接口,三相電壓,相序指示等。
管理及其他
關于電表的制作、檢測,國家有一套嚴格、詳細的標準。但計量裝置的正確運行反映在現場。所以現場周期檢定(輪換、抽檢、現場比對),就顯得十分必要。根據有關規程,為保證計量裝置現場正確運行,新投運、改造后的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類高壓計量裝置應在1個月內進行首次現場試驗。Ⅰ類電表至少3個月,Ⅱ類電表至少6個月,Ⅲ類電表至少每年現場檢驗(比對)1次。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高電表三四年,Ⅴ類電表4~6年要開展周期輪換。
Ⅴ類電表數量大,裝置面廣,以前規程規定每5年輪換1次,由于工作量太大,絕大多數供電企業做不到,每年的電量不明損失可觀。現在電表驟增,按新規程,可以抽檢。采取同一廠家,型號的單相電子式電表,可按上述輪換周期,到期抽檢10%,如達到技術要求,則其他類型電表,允許再延長使用1年。待第2年再抽檢,不滿足技術要求時,要全部輪換。
計量裝置是由電表、CT和RT二次接線等組成,這些相關計量器具也應正確安裝按期檢查。
特別提示:
(1)正確理解電表容量
現廣泛使用寬容量電表,目的是為了改善電表超過銘牌標定電流數倍仍能正確計量,提高電表過載能力。但在實際配置中忽略標定電流和最大電流的概念(括號內為最大電流)。以前用無寬容量電表時,在設計中允許電表短時過載1.5倍電流。雖然現在有2倍、4倍甚至6倍寬容量電表,但在配置電表時,按最大電流配表是不妥的。如用戶申請用電容量為三相10kW,配置三相20A非寬容量電表,在實際使用中,短時超過50%負荷時,電表還在設計允許范圍內運行。 而配置三相5(20)A寬容量電表時,其最大負載電流只允許20A。如再過載或電動機經常起動時就有可能燒表。現各地已發生多起配表不當而發生燒表事件。正確配置應按最大電流的50%配表,以防燒表。用戶負荷電流為50A以上時,宜采用經低壓CT接入式的接線方式配表。
(2)電子式電表不允許過載運行
用脈沖轉換機械計度器計量的各種電子式電表,絕不能允許嚴重過載運行。否則即使不發生燒表,也會發生少計電量。因為經光電輸出的脈沖是一個占空為50%的方波,按步進方式推動計度器齒輪計度。嚴重過載時會造成“脈沖重疊,步進亂套”而造成少計電量,且一時很難發現。
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