10 kV电能计量装置存在的问题及设计建议

魏学英 ，孙 冲

(河北省电力研究院，石家庄 050021)

电能计量装置是电力贸易结算的重要设备，涉及到购售电双方的利益，其准确性和配置合理性直接影响电力计量的公平、公正，受到了购售双方高度重视。作为电能计量装置的设计、安装单位，供电企业应当按照相关规程的要求，对电能计量装置进行合理的配备、安装，对电能计量装置设计、安装中的各种问题进行处理。随着电力技术的发展，传统的电能计量装置的设计、配备方式已经不能满足电力建设和贸易结算的需要，为此，2009年国家电网公司(简称“国网公司”)颁布了Q/GDW 347-2009《电能计量装置通用设计》，作为电能计量装置设计使用的新规范。

1 电能计量装置和计量点设置方式

依据中华人民共和国电力工业部令第8号《供电营业规则》第74条规定，用电计量装置原则上应安装在供电设施产权分界处，若产权分界处不宜安装计量装置，对直供高压客户和公用线路供电客户可在供电变压器出口装设计量装置。当电能计量装置不能安装在产权分界处时，线路与变压器损耗的有功电量与无功电量须由产权所有者负担。在计算客户基本电费(按最大需量计收时)、电度电费及功率因数调整电费时，应将上述损耗电量计算在内。目前，电能计量装置和计量点的设置情况，见表1。

表1 电能计量装置和计量点设置情况

变电站性质应安装电能计量装置和计量点位置说明变电站主变压器10 kV侧各出线柜10 kV直供客户,电能计量装置应设置在系统变电站或开关站、配电站出线开关柜处,用于贸易结算处均应安装电能计量装置10 kV开关站配电站内根据管理需要安装电能计量装置并网电厂10 kV侧上网关口计量点应设置在并网电厂与供电企业的产权分界处配变站10 kV侧进线端高压侧设置计量装置

注：原则上遵循产权分界点与计量点一致的原则。

2 10 kV侧电能计量装置存在的问题

变电站10 kV侧电能计量装置和计量点需要根据贸易双方的意见，结合实际运行方式和设备配置来设置，严格执行《电能计量装置通用设计》的要求，但在大量的变电站验收过程中，发现10 kV电能计量装置的设计、配置存在以下问题。

a. 变电站10 kV侧计量用电流互感器的一次电流一般按照保护装置的实际需要选择，一次设备额定电流按照三相短路动稳和热稳电流选择。即使按变压器额定容量选择电流互感器额定一次电流，也要就近靠一个量限，这样使电流互感器变比过大，很难同时满足继电保护与计量要求，造成电流互感器准确度等级配置较低、二次负载与实际负载不匹配，影响电能计量装置的性能。

b. 计量用电压互感器二次回路与测量、远动、保护共用一个绕组，回路不独立，检修、更换工作受其它专业制约。

c. 由于电压互感器二次回路接有熔断器、隔离开关的辅助接点，使二次回路接线端子过多，而且易松动、锈蚀，容易造成二次容量选择不当或与实际二次负载不匹配，导致二次回路压降超差。

d. 计量二次回路导线截面过小，回路无编号、未分色，二次回路中间过渡采用端子排，维护不方便，容易造成电压互感器二次短路或电流互感器二次开路。

e. 计量电压二次回路失压报警、计时功能缺失，不能及时发现计量差错。

f. 计量二次回路接线零乱，未分色安装和加装接线盒，安装时容易出错，查找错接线难度较大；计量电压回路未专用，电压二次回路连接元件过多，客户能够采用技术手段使计量装置失准或失效；电能表由于未装联合接线盒，难以停电，不能按期进行轮换。

g. 电能计量装置配置电能表(互感器)准确度等级选择不合理；电流互感器变比配置不当，长期过载或在1/3额定负荷以下运行，影响计量准确性。

h. 对于单母线分段接线方式或无并列切换装置时，当某一母线电压互感器检修时，电压互感器二次不能并列，易造成该母线多路出线失压。

i. 电能计量装置的信息化技术不适应营销管理的要求，特别是在应用电能信息采集系统后，未从根本上解决电能计量装置故障差错实时监测、自动报警和远程预购电等问题；电能计量装置故障差错不易及时发现，事后处理难度大。

j. 计量装置产权分界点与计量点不一致；电能计量柜建设标准不统一、空间狭小、封闭性差、安全性差给施工验收、试验等工作带来困难；需要临时改造的负荷终端及其二次控制信号回路均未统一设计。

k. 户外式组合电能计量装置受环境影响较大，计量箱安装过高，不便于抄表和日常运行维护，而且互感器进出线桩头、二次接线盒、二次回路未封闭，易发生窃电。

l. 方案设计、图纸审查、安装及竣工验收等环节把关不严，造成计量装置本身对违约用电的防范能力差。

3 10 kV电能计量装置设计建议

针对实际工作中发现的变电站10 kV侧关口计量装置设计、配置上存在的问题，为了避免类似问题重复出现，根据《电能计量装置通用设计》中的具体要求，结合电力企业实际生产运行中的需要，提出10 kV侧关口计量装置设计建议。

3.1 电能计量装置配置建议

a. 10 kV专线供电的客户，电能计量装置应设置在系统变电站或开关站、配电站的出线开关柜处。

b. 10 kV非专线供电的客户，应在产权分界处安装贸易结算用电能计量装置。变压器容量SB<630 kVA，可采用户内式或户外式专用电能计量装置；10 kV高压地下电缆供电的客户，应采用户内式专用电能计量装置。

c. 当用户采用2个及以上电源供电时，每个电源受电点应分别设置计量装置。

d. 分电能计量点应按不同电价类别分别设置，计量装置应安装在执行不同电价类别的受电装置出线处。

3.2 计量柜布置方式选择

计量柜布置方式主要有3种:集中布置、就地布置、主变压器集中组屏及其他出线就地布置方式。

a. 采用集中布置方式，需要单独设立计量屏，一般设在变电站开关站控制室或保护室内；需要安装10 kV总断路器、各出线断路器；柜内电压互感器二次回路通过钢铠电缆引入计量屏内，达到屏面整洁规范，运行环境好，便于运行维护目的。

b. 采用就地布置方式是目前通用的做法，其最大的优点是节省电缆，互感器二次负载小、二次回路压降低，在技术和经济上均较为合理，但主要问题是电能表安装在10 kV开关室内，运行环境温度较高、维护不方便。

c. 主变压器集中组屏及其他出线就地布置方式，应用也比较多。由于主变压器10 kV总出口计量装置互感器二次负载及电压互感器二次回路压降与各出线断路器计量装置不相同，增加了附加误差(二次压降误差、电流互感器负载偏大)，而影响电能平衡。

通过以上分析，建议通用10 kV电能计量装置采用就地布置方式；在主变压器计量屏与高压开关室距离较近时，可以考虑采用主变压器集中组屏及其他出线就地布置方式。

3.3 电能计量柜型式选择

a. 户外组合式整体电能计量装置安装高度较高，安全性较差,不便于抄表和日常运行维护等，不推荐采用。

b. 户内式高压组合式电能计量装置，一般采用专用电能计量柜，整体式、分体式电能计量柜。安装在用户端宜采用专用电能计量柜，专用电能计量柜宜设置在进线总断路器之前(即第1柜内)，对于环网柜可根据实际情况确定。但对于已建成的客户配电站计量改造时，若空间狭小，专用计量柜安装困难，可采用与开关柜合用的整体式电能计量柜。由于分体式电能计量柜不便于电能计量装置封闭化管理，不推荐采用。

《电能计量装置通用设计》中对用户计费提出远程预购电功能应用要求时，用户开关侧不具备跳闸条件或无断路器，应在用户配电站内安装户内整体式电能计量装置。

3.4 电能计量装置接线方式建议

a. 电能计量装置采用三相三线制接线方式，电流回路由2台电流互感器组成，其二次绕组与电能表之间有三线连接和四线连接2种方法。两相三线接法即不完全星形接法，在公共导线中流过u相和w相合成电流即负v相电流，在公共导线电阻上产生压降，与u相和w相电流互感器原有的二次负荷压降相叠加，使每台互感器实际二次负载和功率因数发生较大变化，产生附加误差。另外，两相三线接法安装时容易产生错误接线，而且不方便错误接线查处和更正，因此不推荐此种方法，而推荐采用电流互感器二次两相四线(单相法)接线。电压互感接线方式采用Y/yn或V/V接线。

b. 电能计量装置采用三相四线制接线方式，电流回路由3台电流互感器组成，其二次接线方式推荐采用三相六线(单相法，互感器二次绕组与电能表之间采用六线连接)接线。电压互感接线方式采用YN/yn接线。

4 结束语

随着电力技术的发展，各类先进的电力计量装置不断出现，为此国网公司发布了《电能计量装置通用设计》，提出了合理的、标准的电能计量装置配置要求，规范了电能计量装置的设计方法，对电能计量装置的发展起到了较好的规范作用。因此，电能计量专业人员在日常工作中，应要求严格执行规程的要求，在设计、施工中实现电能计量装置的标准化，同时，对工作中发现的不适合日常使用的方式，应不断的总结归纳，促进电能计量工作的发展。

参考文献：

[1] Q/GDW 347-2009，电能计量装置通用设计[S].

[2] DL/T 448-2000，电能计量装置技术管理规程[S].