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摘 要：针对目前电力计量中存在的低负荷、超负荷运行情况下的漏电或窃电现象,从电力计量设计入手,提出了一种解决方案.
关 键 词：计量；优化设计；电流互感器；复合变比
作者简介：赵朋昌（1984-）,男,山东肥城人,山东省宁阳县供电公司生产技术部,助理工程师；赵娜（1983-）,女,山东泰安人,山东省宁阳县供电公司发展策划部,助理工程师.（山东宁阳271400）
中图分类号：TM452文献标识码：A文章编号：1007-0079（2012）30-0136-01
由于电力计量系统中电流互感器的计量范围受限,电力计量中普遍存在着比较严重的超负荷、低负荷运行情况下的漏电或窃电现象,供电部门一般都将其视为线损,导致在低负荷或超负荷情况下计量失准造成漏计量.实际用电时,特别是电力负荷比较大的客户,用电负荷并不是一成不变的,而是随时间不断变化的,当用电负荷达到电流互感器额定电流20%～120%的范围之内时,电流互感器误差较小,能够满足准确级精度要求,从而确保电能计量的精确性,但是当负荷超过电流互感器额定电流的120%或者低于20%时,电流互感器就会产生较大的误差,超出的越多,误差增加的就越多,电力计量准确与否,将直接影响供用电双方公平交易.针对这一问题,宁阳县供电公司在变电站新建、改造、扩建及业扩工程设计阶段详细分析每条出线的负荷特点,根据每条出线的用电性质、负荷变化情况合理选用多变比电流互感器,同时利用复合变比电流互感器自动转换计量装置,通过实时在线检测,确定当前运行的负荷电流的大小,经过内部比对分析后,自动发指令,自动调节计量装置在小变比和大变比之间的准确切换.通过以上优化设计可大大减少在低负荷、超负荷运行情况下的漏电或窃电现象,降低相应线路的线损率,提高经济效益.
一、电力计量优化设计实施过程
1.估算每条线路的负荷
对公司变电站出线,根据此条线路上所接配变总负荷及负荷同时率计算出每条线路所带负荷,此时应考虑该条线路所带区域五年内的经济发展情况,据此可以估算出此条线路的最大负荷.对变电站内的用户专线,可根据用户的装机负荷及负荷同时率计算出专线所带最大负荷.对企事业单位等用户报装配电变压器,可根据用户所报负荷和实际勘察情况计算出该变压器所带最大负荷,从而选择相应容量的配电变压器.
2.确定用电类型
对不同的用电情况进行分类是电力计量优化设计的前提.不同类型的用电客户,用电情况也千差万别,综合分析各种用电客户的实际情况基本可以将用电客户分为以下几种类型：日常用电型、不间断用电型、季节性用电型、间歇性用电型、阶段性用电型和不确定性型等七种用电类型.以上七种用电方式中只有不间断用电型客户用电负荷相对稳定,基本无变化,如自来水供应等二十四小时不间断生产的电力客户.其他类型用电客户的用电负荷总是会出现比较大的变化,比如季节性用电的农田灌溉,甚至有些住宅小区用电负荷季节性变化都很大,夏季和冬季时,空调和电暖气用电负荷较大,春秋季节,天气凉爽,用电负荷也降到了最小,这也是比较典型的季节性用电类型.日常用电型的客户大部分是办公大楼、学校、住宅区等,这些客户用电十分有规律,一般是上午上班时间打开电脑、空调等各种用电设备,用电负荷快速增长并达到相对稳定的状态,下班时间多数用电设备短时间内关闭,用电负荷迅速降低；住宅小区的用电特点是,用电高峰一般都集中在中午十二点左右和晚上七点左右,其余时间用电负荷较小.阶段性用电的客户如钢厂、泵站等.它们是分阶段用电的,产能受销售或需求影响,开机时间无规律,但是一旦开机,其用电负荷会保持在一个平稳的区间；还有间歇性用电型客户,如石油行业的抽油机等,这种用电类型用电负荷基本是不断变化且没有规律的；此外还有不确定性用电,如大型活动场馆等,此类用电类型平时处于长时间空载运行或轻载运行,当有大型活动需要时才运行至正常负荷区间.以上几种用电客户用电时间和用电负荷大小的变化是比较大的,这就要求计量用电流互感器的计量范围必须足够大、计量精度必须足够高,否则在长期空载运行或轻载运行的过程中会造成计量丢失或计量失准.
3.选择计量用电流互感器的变比
（1）根据负荷情况确定计量用电流互感器的变比.对公司所属变电站出线,根据估算出的负荷情况,可计算出满负荷时该条线路的电流值,从而确定计量用电流互感器的变比.对用户配电变压器,根据变压器的容量计算出满负荷时的电流值,从而确定电流互感器的变比.选定电流互感器的变比时尽量兼顾最大和最小负荷,当不能兼顾大小负荷时,就要宁大勿小,因为超负荷时的漏电量,比低负荷时要大的多,如果设计小的变比,一旦超负荷,电量损失的就更严重.
（2）根据负荷变化范围确定计量用电流互感器的变比范围.不同用电类型的客户,其负荷变化的范围也不尽相同,如果是连续生产的企业,用电负荷变化不大,只要确定最大用电负荷,配用合适变比的电流互感器,其用电负荷是不会超出或低出电流互感器的准确计量范围的.当用电单位的配电变压器容量很大或有多台变压器时,用电负荷从一台低负荷运行到多台满负荷运行或从最大负荷到最小负荷,用电负荷会在较大范围内变化,如果按多台变压器的总容量确定电流互感器的变比,当全部变压器的运行负荷之和在总容量的20%～120%时,计量的准确性就很高,然而当全部变压器的运行负荷之和在总容量的20%以下或120%以上时,就会出现计量不准确的现象.由此可见,选择计量用电流互感器的变比时要统筹考虑用电负荷的变化范围,以防止或减少低负荷和超负荷时的漏计量问题,那就必须根据负荷电流变化范围选取一种计量范围宽的多变比电流互感器,即复合变比型电流互感器.这种互感器就是同时具备两个或两个以上变比的电流互感器,其中大变比一般是小变比的2～5倍,这样就可以在用电负荷较小时,让其运行在电流互感器的小变比,用电负荷较大时让其运行在大变比,以减少因超负荷或低负荷造成电流互感器的计量失准,从而导致的漏电或窃电.4.实现复合变比转换的自动化
这篇论文来源 http://www.sxsky.net/jiaoxue/020771816.html
一是在实际电力计量过程中,当用电负荷增加到一定量,需要更换电流互感器的变比时,必须先停电才能从小变比换到大变比,不可能随着用电负荷的变化频繁更换电流互感器的大小变比.因此,用人工更换电流互感器变比的办法是不现实的.二是在更换了电流互感器的变比后,用电的倍率也发生变化.因此运行在不同变比时,计量电量不能真实反映实际用电量；为了得到准确数据就要使用两套计量装置来分别计量电量,这样在同一线路上使用两套或多套计量装置,这种方法可操作性不高.三是既使更改了电流互感器的变比,计量装置也不能计算出在某个变比下电流互感器的运行时间,因而无法准确计算出用电量.
针对以上问题,宁阳县供电公司在设计计量系统时采用复合变比电流互感器自控转换计量装置,这种装置是一种智能化自动转换变比的计量装置,与复合变比电流互感器配套使用,在运行过程中,会随时检测线路电流的变化,当线路电流增加到电流互感器小变比额定电流值时,即可转换到电流互感器的大变比运行,当线路运行电流下降到电流互感器大变比额定电流值的20%时,又自动转换到电流互感器的小变比运行,这样就完成了一个转换过程.在整个计量过程中,因在自动转换装置内部电路中已将两个不同变比的倍率调整成同一倍率,所以在整个变比转换过程中不需要分别记录运行时间,在整个过程计量用电量时,均可按一个统一的倍率计算实际用电量,从而实现了复合变比电流互感器的自动计量,宽范围计量.这种计量方式,在保证了电流互感器计量精度的同时,解决了电流互感器在低负荷和超负荷时的漏计量,因此,这种计量方式非常适用于日常型用电、季节性用电和负荷变化较大的电能计量客户,来杜绝低负荷
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