浅谈电能计量及应用

浅谈电能计量及应用

石娟

（国网河南省电力公司周口供电公司河南周口466000）

摘要：本文根据笔者实际的工作经验介绍了电能计量的概念、工作原理、计量方式，以及在生产生活应用中常见的问题及其解决方法。

关键词：计量装置；电能计量；额定电流

1电能计量的基本概念

电网经营过程中通过相应的计量装置得出的电能的数量，即电能计量。发、供、用电的计量，以及网损、线损、变损的检测和生产经营中的各技术经济指标的计量等共同反映了电能计量的结果。该结果为电量的计收、经济核算以及电能生产计划的制定提供强有力的依据。因此，电能计量是电力生产、销售以及电网安全运行水平的重要标志。准确的电能计量，合理性的计量数据为发、供、用三方的结算提供了牢固的基础。

2电能计量的工作原理

2.1基波电能

感应式（俗称机械式）、机电式、电子式和智能电能表主要用来计量基波电能。感应式电能表采用机械运动测量机构，其计量应用电磁感应原理，转盘转速与功率成正比；机电式电能表沿用了机械运动测量机构，依靠电子电路或简单微处理单元控制系统实现数据处理，测量仍应用电磁感应原理，通过把转盘数转换为脉冲数实现计量；电子式电能表由直流电源、采样电路、乘法器、P/f转换器、计数显示，、控制电路部分组成。

2.2谐波电能

谐波产生的根本原因是由于电力系统中设备和负荷的非线性特性，使电压和电流不成线性关系造成波形畸变。在谐波环境下，谐波电能表能准确合理地计量基波和谐波电能。谐波电能表将DSP高速数字信号处理功能和专用高精度测量A/D结合在一起，16位A/D转换器和DSP高速数据处理器对各单元电压、电流采样，应用相应的算法，DSP部分完成谐波分析及谐波计算等工作。通过高速通信接口与主控MCU进行计算数据的交换，显示、数据统计、存储、通信等工作通过MCU来完成。

3电能计量装置与计量方式

3.1电能计量装置

电能计量装置主要包括各种类型电能表，计量用电压、电流互感器及其二次回路，电能计量柜（箱）等。运行中的电能计量装置按其所计量电能的多少和计量对象的重要性主要分为5类：每月平均用电量为500万kW及以上或受电变压器容量为10MVA以上的高压计费用户、200MW及以上的发电机（发电量）、跨省（市）高压电网经营企业间的互馈电量交换点、省级电网经营与市（县）供电企业的供电关口计量点的计量装置，为I类；每月平均用电量为100万kW及以上或受电变压器容量为2MVA以上的高压计费用户、100MW及以上的发电机（发电量）供电企业之间的电量交换点的计量装置，为II类；每月平均用电量为10万kW及以上或受电变压器容量为315kVA及以上的计费用户，100MW以上的发电机（发电量）、发电厂（大型变电所）厂用电、所用电和供电企业内部用于承包考核的计量点，考核有功电量平衡的100kV及以上的送电线路计量装置，为III类；用电负荷容量为315kVA以下的计费用户，发供电企业内部经济指标分析、考核用的计量装置为IV类；单相供电的电力用户计费用的计量装置（住宅小区照明用电），为V类。

3.2计量方式

根据我国的电力法、计量法、和电能计量装置技术管理规程的相关要求确定电能计量方式，目前我国供电企业对各种用户的计量方式有3种：

（1）高压供电，低压侧计量――高供低计。用于35kV和10kV及以上供电系统。有专用配电变压器的大用户，须经低压电流互感器（CT）计量。电表额定电压3×380V（三相三线二元件）或3×380/220V（三相四线三元件），额定电流1.5（6）、3（6）、2.5（10）A。计算用电量须乘以低压CT倍率。

（2）高压供电，高压侧计量――简称高供高计。用于10kV及以上的高压供电系统，须经高压电压互感器（PT）、高压电流互感器（CT）计量。电表额定电压：3×100V（三相三线元件）或3×57.7/100V（三相四线三元件），额定电流：1（2）、1.5（6）、3（6）A。计算用电量须乘高压PT、CT倍率。

（3）低压供电，低压计量――低供低计。用于经10kV公用配电变压器的供电用户。电表额定电压：单相220V（居民用电）、3×220V/380V（居民小区及中小动力和较大照明用电），额定电流：5（20）、5（30）、10（40）、15（60）、20（80）和30（100）A，用电量直接为电表内示数。为达到正确计量，要根据电力系统主接线的运行方式配置高压计量装置。如为了进步供电可靠性，城乡普遍使用的10kV配电系统，是采用中心点不接地运行方式，应配置三相三线二元件电表。一般居民生活照明用电配置单相电表。

4电能计量中的常见问题和解决方法

4.1电能计量点的设置不理想

电能计量点是用来配置电能计量装置的位置，一般情况下，一个计量点配备一套计量装置，在计量工作特别重要的位置应配备主副两套计量装置。电能计量点的设置不理想，会从根本上造成发、供、用电的电能计量出现差错，在计算发、供、用电成本时，其结果必然是不准确的。因此，合理、准确地设置电能计量点，必须严格按照相关原则和技术要点来执行。比如在有配备电能计量装置的地方，电能计量点应设置在供用电设施的产权分界处，如若不是由产权者分担线路中的损耗。

4.2计量装置与用户用电容量不匹配

在用电营销的大普查中，发现由于计量装置与用户的用电设备不匹配，给线损管理带来的后果是不计或少计电量、线损升高、供电企业遭受损失。

（1）居民用电、10kV供电高供低计、10kV及以上供电高供高计的计量装置配套过大，不计电量或少计电量。现在，居民用电中，对家中装有空调的用户使用三相10（40）A电能表，由于空调使用大多数是在7-9月份，其余时间只是照明用电，漏计了大部分电量。对使用三相空调的居民用户，计量装置改造为三只单相电能表，解决三相电能表漏计电量的问题。10kV供电高供低计，选择计量装置时，只考虑了装置的容量，不考虑实际生产负荷，造成了计量装置的过度浪费，线损严重；抄表员抄表时，疏忽了对用电设备的检查和跟踪，忽略了现场计量装置与用电负荷的匹配分析，使计量装置超差运行或不运行。

（2）计量装置配套过小，烧毁计量装置。在用电普查中，发现两网改造虽然降低了计量装置烧毁的概率，但在专变用户中，仍存在电流互感器被烧毁的情况。由于专用变用户高压计量用电流互感器君装设在隔离开关和断路器之间，当电流互感器出现问题，断路器和避雷器不能切除故障，必须依靠上一级断路器跳闸切除故障，会产生由于延长了切除故障的时间使电流互感器烧毁。

结语

在电能计量过程中，最主要的问题是将基波功率和谐波功率分开，通过分频技术对基波电能和谐波电能进行分别计量，对吸收谐波电能的用户，应与一定的补偿；而对向电网中注入谐波的用户收取一定的惩罚性收费。因此，在实际生产中严格管理好非线性负荷，减少谐波对电能计量产生的误差，使得用户和企业都可以从中受益。

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