孫國彬 安徽 淮北電廠235000
[摘 要]文中闡述了目前出口電量計量系統的特點，分析了出口計量儀表的誤差及損耗，論述了新型電能表的應用及其電壓回路改造
[關鍵詞] 出口電量 計量誤差 電能表
1.概述
出口電能表是發電廠核算上網電量、電力網跨區域或跨省際聯絡線、以及大型工業用戶用于結算和核算經濟指標的關鍵計量工具。出口電能表的準確計量和正常運行與否，對電源方的發電廠、供應方的供電公司和主要消費者(大型工業用戶)都是一個十分敏感的話題，因為它牽扯到各方的經濟利益。在目前電力系統的實際情況下，對220千伏以下系統而言，由于設備運行年限長，設計不盡合理等諸多因素的影響，運行中的出口電度計量裝置電壓降超標、賣方計量損失、購方計量誤差較大以及出口電度表運行安全可靠性差等現象，未能得到應有的重視。特別是在“廠網分開，競價上網”的電力市場體制建立以后，對各側出口計量系統的方案設計、設備選型、技術管理等提出了更高更嚴格的要求。保證計量裝置準確、可靠，是提高企業綜合經濟效益和市場競爭力的有力手段，如何科學利用現代技術搞好出口計量工作令人思考。
2.目前出口計量系統的特點
電力系統網絡出口有功電度和無功電度計量系統是考核、計量發電廠上網電量，用戶購網電量、核算電力系統各方經營效益的最直接依據。陳舊設備對上網出口計量造成的損失現象普遍存在（多是少計上網電量），但卻常常被忽視。由于電力工業的飛速發展，網絡接線變的復雜，而系統電壓互感器二次電壓網絡、電壓切換系統卻一直沿用基建投產以來的陳舊設備，經過技術改造的二次系統也只是更換部分元器件。對出口計量產生很大影響的二次電壓網絡越來越龐大，造成的壓降和出口計量損耗問題卻一直得不到根本解決。以雙母線接線的網絡為例，傳統雙母線出口計量電壓回路設計，均與繼電保護裝置電壓切換統一考慮。保護裝置的電壓切換箱完成雙母線電壓切換功能，切換后的電壓回路既供繼電保護用也供出口電能表用，這種設計思路在現場廣泛使用并取得較好的運行經驗，特別是在廠網一家時的明顯優勢是：簡化設計、節約工程投資。但從出口計量系統多年運行狀況、電壓互感器二次壓降實測情況分析，該公用電壓切換方案產生的計量損耗較大、安全可靠性差。特別是廠網分家后，各省分別統一更換出口計量表計（國產表更換為ABB電子型電能表）以后，全部拆除了電力計量電壓互感器二次電壓補償器。二次回路實際壓降造成的計量損失各廠自行承擔，電網將不予考慮。出口電壓補償裝置的拆除，計量損失將更加突出，同時又引發了繼電保護可靠性和選擇性的波動。絕大多數廠、站電力系統出口計量表計電壓回路一直沿用基建以來的電壓回路。以220kV系統為例分析，電壓互感器二次回路設備情況：計量用電壓互感器二次繞組（0.5級）與繼電保護裝置公用，由保護裝置去完成各出口電壓回路切換，電壓網絡運行年限長（個別長達30年），二次電纜選用截面較小（多為1.5mm2電纜），諸多因素制約了計量準確度等級的提高。
改造前多次實測驗證，從電壓互感器端子箱至電度表盤實測壓降0.3～0.5V，超出了規程規定的0.25％標準。由于壓降造成的出口計量損耗已經直接造成上網電量損失，影響了發電綜合效益。22kV用的變送器采用的是原老型號變送器，電源系統取自電壓互感器二次電壓回路，運行功耗大，使電壓互感器二次負載重（實測電壓回路電流3.5A，甚至更大）。計量電壓回路與保護電壓回路公用，系統安全性差。出口計量裝置電壓回路目前引自保護裝置的電壓切換箱，儀表的現場定檢（1次/季度）對保護電壓回路的安全運行造成影響，如：某發電廠曾經發生儀表定檢人員誤碰電壓回路短路，造成整個電壓互感器二次跳閘失電的事件，導致多套距離保護、母差保護異常，對繼電保護的安全、可靠運行產生影響。
按照設計規范要求，計量電壓回路與保護電壓回路空氣開關應分開配置，且動作值不同，保證切除電壓回路故障的選擇性差。目前的的配置方式不利于儀表、保護二次電壓空氣開關保護的整定和配置（規范要求計量回路的空氣開關跳閘動作電流要小于保護回路空氣開關跳閘動作電流值）。
3.出口計量誤差及計量損耗
根據出口計量系統接線方式，產生計量誤差或計量損失的原因有:
①表計誤差，表計誤差大致有以下幾種原因：機械表運行年限長造成的機械磨損使老舊機械轉盤表功耗高，靈敏度低（低負荷不啟動）；電子式電能表的功耗等。
②電壓互感器和電流互感器變比誤差以及二次回路壓降造成的計量誤差，對電壓互感器和電流互感器變比誤差造成的計量損失，根據《電能計量裝置技術管理規程》（DL/T448-2000）要求，采用0.2S級寬量限專用互感器即可有效解決出口計量系統互感器變比誤差損失。
③最易忽視的計量損失來自于電壓互感器二次壓降。由于電壓互感器二次回路的保險、刀閘、接線端子、切換繼電器觸點接觸電阻、小截面電纜電阻等造成的電壓互感器電壓損耗將直接降低出口電能表計量數值。所以對計量電壓回路改造，降低二次壓損，減少計量損失應引起專業人士的高度重視。對消除表計計量損失，更換低功耗、寬量限、高精度電能表迫在眉睫。
4.新出口表及電壓回路改造
工作中嚴格執行《安規》加強監護，嚴禁電流互感器二次回路開路和電壓互感器二次回路短路。在運行設備和施工設備的屏柜之間設置紅布簾或警告帶，防止誤碰運行設備。在現場工作過程中，凡遇到異常情況，不論與本身工作是否有關，應立即停止工作，保持現狀，待查明原因，確定與本工作無關時方可繼續工作；若異常情況是本身工作所引起，應保留現場并立即通知值班人員，以便及時處理。現場工作開始前，應查對已做的安全措施是否符合要求，運行設備與檢修設備是否明確分開，還應看清設備名稱，嚴防走錯位置。電纜敷設時，應注意不要踩斷或拉斷其它電纜，防止運行設備誤跳閘。交、直流回路測絕緣時，應采取防止抗干擾電容擊穿的措施。拆除電纜時，應根據圖紙搞清電纜走向，確認電纜無用且無電時，從電纜兩端拆除，拆除電纜后應用對線燈核對無誤。拆除電纜時，若出現異常情況，應立即停止工作并及時同運行人員聯系，待分析清楚原因后，方可進行。回路接線應充分注意電流回路和電壓回路接地點，防止漏接或多接接地點。工作中應認真仔細區分清楚計量用電壓回路和保護用電壓回路，嚴防兩個電壓回路因二次接地方式不同混淆而發生短路異常，拆除費舊電纜時，應根據摸清電纜走向，確認電纜無用且無電時，從電纜兩端拆除，拆除電纜后應用對線燈核對無誤。新電度表屏和直流電壓切換屏內的計量及報警設備檢查校驗完成，各設備應正常完好。各間隔電度表至其端子箱的電流回路電纜敷設到位（端子箱側需要該間隔停電后方可施工）。
采用獨立的計量二次繞組，220kV電壓互感器已大多改造為新式防污型，其中一組0.2級的計量繞組未利用的，可結合電壓回路改造啟用該繞組，提高計量電壓回路精度，獨立的計量電壓回路運行安全性高。建立獨立的出口計量電壓網絡，設置計量專用電壓切換回路，選用大容量切換繼電器（5～10A），安裝計量電壓電壓互感器端子箱專用空氣開關。電壓切換繼電器采用磁保持繼電器，防止斷路器輔助接點接觸異常（一次設備完好）情況下的電度表停計。可以有效降低電壓互感器二次壓降，最大限度地降低計量損失，準確計量應計上網電量。目前的，0.5級電壓互感器電壓回路是B相接地方式，新的電壓回路采用N相接地，消除了系統接地故障干擾造成計量裝置異常。更換大截面屏蔽電纜。采用電壓回路三相四線制接線，電壓電纜截面不小于2.5mm2，電流回路選用4～6mm2截面電纜，降低接線阻抗。同時消除了儀表和繼電保護公用一組電壓回路無電壓補償裝置對繼電保護選擇性和可靠性的干擾。
出口計量裝置采取集中布置方式，便于運行抄表、現場定檢、維護工作的管理。盡量減少二次電纜長度，以減低二次電壓損耗。根據《電能計量裝置技術管理規程》（DL/T448-2000）要求，配置雙套的出口計量表計，“一主一備”的配置方式，防止發生計量糾紛事件。
為規范出口表監督管理，提高計量出口準確性。更換了部分發電企業出口表，采用ABB美國公司產ALPHA型電能表。該表為0.2S級寬量限，工作電壓范圍0.8～1.15額定電壓，工作電流范圍10mA～10A，或加拿大PML公司生產的ION 8300、ION 8400、ION 8500型高端出口電能表。符合國際IEC687標準要求。通訊、人工抄表接口完善。高精度、低損耗、多功能的表計可以有效地減少表計計量損耗。但是，還應該看到，目前有的0.2S級出口表組成的計量回路，僅僅是對基波計量，對電壓波形畸變較大的地方應采用能夠對全波計量的出口電能表，或在互感器二次側加裝濾波裝置，以實現計量值接近真實數據。充分利用目前成熟的前沿計量技術，使其與調度自動化系統連網，使出口計量表強大的附加功能發揮作用，實現同步數據共享，利用它們的故障錄波、電壓/電流越限檢測、諧波分析與諧波電能計量、序分量測量、掉電報警、負荷曲線記錄、同步時鐘等功能，來完善我們的生產自動化管理系統。
以目前的出口表計電壓回路實測電纜壓降為0.3～0.5V。以上網出口年電量40億千瓦時，壓降按0.5V計算。年減少計量誤差可達0.2億千瓦時。以上損耗估算并未計及機械表的表損等因素。若計及0.5級電壓互感器繞組，負變比誤差最大可達0.5V。上網電量也將損失0.2億千瓦時。可見，對出口計量系統改造，消除電壓互感器二次壓降，可有效挽回上網計量損失，經濟效益是直接和可觀的。“廠網分開，競價上網”的電力體制已經形成，面對電力市場的考核和競爭壓力，電力系統各企業對節能降耗、挖潛設備出力上進行了大量投入，出口計量設備投入少、見效快、降損明顯的技術改造項目對企業效益增長、運行安全性等具有極大的現實意義。
