高壓線路電能計(jì)量方法技術(shù)探討
時(shí)間:2022-03-05 10:17:08
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摘要:介紹10kV高壓線路傳統(tǒng)電能計(jì)量方法的原理,詳細(xì)描述10kV線路高壓電能表計(jì)量的原理,并探討兩種不同計(jì)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:10kV線路;電能計(jì)量;計(jì)量裝置;高壓電能表
1傳統(tǒng)10kV計(jì)量裝置
1.1傳統(tǒng)計(jì)量裝置概述。我國配電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)絕緣10kV線路,計(jì)量點(diǎn)統(tǒng)一于10kV高壓側(cè)。計(jì)量采用“高壓電壓互感器+高壓電流互感器+多功能電能表”組成的電能計(jì)量裝置構(gòu)成,裝置的整體計(jì)量誤差與電流、電壓互感器的準(zhǔn)確度、接線方式(TV二次壓降)及電能表的準(zhǔn)確度有關(guān)。1.2傳統(tǒng)電能計(jì)量裝置存在的主要問題。1.2.1高低壓之間絕緣要求帶來的問題。由于低壓電能表與高壓系統(tǒng)通過電壓、電流互感器實(shí)現(xiàn)隔離,所以必須使用有效的絕緣方法和材料實(shí)現(xiàn)一、二次之間的電氣絕緣。由此帶來了如下幾點(diǎn)問題:(1)互感器體積大和絕緣材料的大量消耗。高壓電壓、電流互感器,為保證絕緣要求而采用大窗口鐵芯,導(dǎo)致互感器體積大;絕緣介質(zhì)采用絕緣紙、漆、膠帶或者絕緣油,體積大需要使用較多的絕緣介質(zhì)和繞組需要大量的銅導(dǎo)線。(2)絕緣技術(shù)自身帶來的安全問題。傳統(tǒng)高壓電壓、電流互感器采用電磁測(cè)量技術(shù),往往存在鐵磁諧振隱患,也將會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。(3)高壓電流互感器無法在線檢定。高壓下對(duì)電流互感器在線檢測(cè)的成本太高,電力系統(tǒng)不得不在離線或者停電狀態(tài)下對(duì)電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)來替代,這樣就與實(shí)際帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)存在計(jì)量誤差。1.2.2無法標(biāo)定裝置整體準(zhǔn)確度等級(jí)。傳統(tǒng)計(jì)量裝置的綜合誤差包括三大部分:電壓、電流互感器的合成誤差、PT二次壓降和電能表的誤差。傳統(tǒng)方法只能對(duì)上述各環(huán)節(jié)單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試,無法標(biāo)定整個(gè)計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度等級(jí),電壓、電流互感器單獨(dú)進(jìn)行誤差測(cè)試時(shí)一般不考慮實(shí)際負(fù)載,在實(shí)驗(yàn)室檢定過程中只施加其設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)行測(cè)試,運(yùn)行過程中實(shí)際二次負(fù)荷變化大,是影響電壓、電流互感器誤差的最主要因素。1.2.3計(jì)量系統(tǒng)可靠性問題。傳統(tǒng)計(jì)量裝置由多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成,其工作可靠性容易受到較多因素的影響。目前出現(xiàn)比較多的情況是PT失壓引起計(jì)量系統(tǒng)癱瘓,造成大量的電力損失,難以對(duì)漏計(jì)的電量進(jìn)行糾錯(cuò)和追補(bǔ)。1.2.4鐵磁諧振給系統(tǒng)帶來安全隱患。傳統(tǒng)計(jì)量裝置中的電壓互感器在10kV中性點(diǎn)不接地(或小電流接地)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),容易誘發(fā)鐵磁諧振而發(fā)生諧振過電壓,造成開關(guān)設(shè)備、電壓互感器、避雷器等設(shè)備損壞,引起繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,甚至誘發(fā)電力事故。鐵磁諧振是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的一大隱患。
2高壓電能表
2.1高壓電能表概述。高壓電能表突破了傳統(tǒng)的“電磁式傳感取樣+低壓三相電能計(jì)量”技術(shù)路線,將高壓一次側(cè)和二次側(cè)相融合,形成高壓電能整體直接計(jì)量方案,對(duì)高壓電能計(jì)量系統(tǒng)的整體計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí)進(jìn)行標(biāo)定。針對(duì)10kV配電網(wǎng)戶外的電能計(jì)量,高壓電能表采用非傳統(tǒng)互感器技術(shù)及超低功耗大規(guī)模集成電路技術(shù)。高壓電能表將電壓采樣、電流采樣及電能計(jì)量全部集成于高壓側(cè)的表體之中,一體化程度高,其主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)實(shí)現(xiàn)了高壓計(jì)量系統(tǒng)整體精度標(biāo)定,計(jì)量精度高。(2)電能計(jì)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)均在高壓側(cè)完成,防竊電性能優(yōu)越。10kV高壓線路電能計(jì)量方法技術(shù)探討劉飛翔(湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院,長(zhǎng)沙410000)摘要:介紹10kV高壓線路傳統(tǒng)電能計(jì)量方法的原理,詳細(xì)描述10kV線路高壓電能表計(jì)量的原理,并探討兩種不同計(jì)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞:10kV線路;電能計(jì)量;計(jì)量裝置;高壓電能表DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.191(3)在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量的同時(shí),減少銅材、鐵材的使用,從而大量減少銅損,鐵損和自身損耗,可以大大降低線路因鐵芯互感器易出現(xiàn)鐵磁諧振故障的事故率。(4)高壓側(cè)的表體完成了電能計(jì)量的所有功能,采用無線方式與低壓進(jìn)行通訊,沒有二次連線,大大降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)難度和接線錯(cuò)誤率。(5)低壓終端使用國網(wǎng)集中器(下行采用微功率無線通訊模塊)便可以實(shí)現(xiàn)與高壓表體的通訊,將數(shù)據(jù)本地顯示并遠(yuǎn)傳。高壓表體與低壓終端之間采用無線通訊,有效距離達(dá)到100m,終端安裝位置靈活。2.2工作原理。產(chǎn)品工作原理如圖1所示。2支電壓傳感器分別跨接在AB和CB相間,通過電壓傳感器可以分別獲得AB和CB的線電壓信號(hào)uAB、uCB。分別將A相母線和C相母線穿過位于高壓表體兩側(cè)的穿心CT,獲得兩相電流iA、iC。采樣的電壓、電流信號(hào)送至位于A相和C相的計(jì)量電路,計(jì)量電路通過絕緣的通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。通過兩表法計(jì)算得到總功率:,對(duì)時(shí)間積分后便可獲得電能。電能的計(jì)量、處理、存儲(chǔ)全部在10kV高壓側(cè)完成。
3結(jié)語
詳細(xì)介紹了10kV高壓線路傳統(tǒng)計(jì)量方式的原理及存在的問題、高壓電能表計(jì)量方式的原理及優(yōu)點(diǎn)。對(duì)兩種計(jì)量方式進(jìn)行了對(duì)比,高壓電能表計(jì)量方式在計(jì)量準(zhǔn)確性、安全性、可靠性及使用便利性方面都有明顯優(yōu)勢(shì)。
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作者:劉飛翔 單位:湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院