淺析電能計量裝置分類及計量方式

電能表是電力企業(yè)中使用普遍的電測儀表。應(yīng)用上分為：廣大用電戶使用和電業(yè)部門自身使用。自全國主要城市(鄉(xiāng)鎮(zhèn))推廣普及“一戶一表”及大部分農(nóng)村電網(wǎng)經(jīng)過改造后，電能表的擁有量直線上升。
電能表(以下稱電表)不同于其他電測儀表，是《計量法》規(guī)定的強制檢定貿(mào)易結(jié)算的計量器具。隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電業(yè)部門本身的重要經(jīng)濟指標(biāo)如發(fā)電量、供電量、售電量、線損等電能計量裝置(以下稱計量裝置)，也日益增多。
裝置分類
現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程規(guī)定，運行中的計量裝置按其所計量電能多少和計量對象的重要性分為5類。
Ⅰ類：月平均用電量500萬kW及以上或受電變壓器容量為10MVA以上的高壓計費用戶；200MW及以上的發(fā)電機(發(fā)電量)、跨省(市)高壓電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間的互饋電量交換點，省級電網(wǎng)經(jīng)營與市(縣)供電企業(yè)的供電關(guān)口計電量點的計量裝置。
Ⅱ類：月平均用電量100萬kW及以上或受電變壓器容量為2MVA及以上高壓計費用戶，100MW及以上發(fā)電機(發(fā)電量)供電企業(yè)之間的電量交換點的計量裝置。
Ⅲ類：月平均用電量10萬kW及以上或受電變壓器容量315kVA及以上計費用戶，100MW以上發(fā)電機(發(fā)電量)、發(fā)電廠(大型變電所)廠用電、所用電和供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計量點，考核有功電量平衡的100kV及以上的送電線路計量裝置。
Ⅳ類：用電負荷容量為315kVA以下的計費用戶，發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟指標(biāo)分析，考核用的計量裝置。
Ⅴ類：單相供電的電力用戶計費用的計量裝置(住宅小區(qū)照明用電)。
計量方式
我國目前高壓輸電的電壓等級分為500(330)、220和110kV。配置給大用戶的電壓等級為110、35、10kV，配置給廣大中小用戶(居民照明)的電壓為三相四線380、220V，獨戶居民照明用電為單相220V。
供電局對各種用戶計量方式有3種：
(1)高壓供電，高壓側(cè)計量(簡稱高供高計)
指我國城鄉(xiāng)普遍使用的國家電壓標(biāo)準(zhǔn)10kV及以上的高壓供電系統(tǒng)，須經(jīng)高壓電壓互感器(PT)、高壓電流互感器(CT)計時。電表額定電壓：3×100V(三相三線三元件)或3×100/57.7V(三相四線三元件)，額定電流：1(2)、1.5(6)、3(6)A。計算用電量須乘高壓PT、CT倍率。10kV/630kVA受電變壓器及以上的大用戶為高供高計。
(2)高壓供電，低壓側(cè)計量(簡稱高供低計)
指35、10kV及以上供電系統(tǒng)。有專用配電變壓器的大用戶，須經(jīng)低壓電流互感器(CT)計量。電表額定電壓3×380V(三相三線二元件)或3×380/220V(三相四線三元件)。額定電流1.5(6)、3(6)、2.5(10)A。計算用電量須乘以低壓CT倍率。10kV受電變壓器500kVA及以下為高供低計。
(3)低壓供電，低壓計量(簡稱低供低計)
指城鄉(xiāng)普遍使用，經(jīng)10kV公用配電變壓器供電用戶。電表額定電壓：單相220V(居民用電)，3×380V/220V(居民小區(qū)及中小動力和較大照明用電)，額定電流：5(20)、5(30)、10(40)、15(60)、20(80)和30(100)A用電量直接從電表內(nèi)讀出。10kV受電變壓器100kVA及以下為低供低計。
低壓三相四線制計量方式中，也可以用3只單相電表來計量，用電量是3只單相電表之和。
為達到正確計量，高壓計量裝置要根據(jù)電力系統(tǒng)主接線的運行方式配置。如為了提高供電可靠性，城鄉(xiāng)普遍使用的10kV配電系統(tǒng)，是采用中心點不接地運行方式，應(yīng)配置三相三線二元件電表。為了節(jié)約投資和金屬材料，我國500、220kV的跨省(市)高壓輸電系統(tǒng)，目前普遍使用自耦式降壓變壓器，是中心點直接接地運行方式，應(yīng)配置三相四線三元件電表。城鄉(xiāng)普遍使用的低壓電網(wǎng)是帶有零線的三相四線制供電，要供單相照明(220V)、三相動力(380V)，同時用電，同時計量的應(yīng)配置的三相四線三元件電表以防止漏計。一般居民生活照明用電配置單相電表。
功能介紹
電表除分單相、三相外，還有有功表、無功表之分。目前制作精度分為：0.5、1.0和2.0級。
我國目前還普遍使用的感應(yīng)式電表，已沿用百年歷史以上。功能單一、精度低、磨損件多，已不適應(yīng)電力事業(yè)迅速發(fā)展的管理需要。
城市擴大，表數(shù)量多，再用人工抄表，顯然落伍。因此，不論單相、三相電表內(nèi)要有專用接口的集抄功能。為了充分利用電網(wǎng)低谷電源，現(xiàn)在不但工礦企業(yè)實行峰谷電價，大城市居民生活用電也已實行峰谷電價，實踐證明，優(yōu)惠殷實。
浙江電網(wǎng)居民生活用電，高峰電價比平時電價高出3分(0.56元/kW·h)，而谷電價只是峰電價的50％(0.28元/kW·h)，很受居民歡迎。
市區(qū)大量居民申請裝峰谷表，兩年來，全省主要城市已發(fā)展13萬戶，只能分處實施。因此表內(nèi)要有分段記時功能。所有用電戶，在消耗有功功率同時也在消耗無功功率。而無功功率消耗多少和發(fā)供電企業(yè)的設(shè)備利用率緊密相關(guān)，因此大用戶在計量中必須實行功率因數(shù)調(diào)整電費等。
近年來，由于微電子技術(shù)發(fā)展快，電子式(靜止式)電表應(yīng)運而生。由于功能多、精度高、無磨損、壽命長、免維修等優(yōu)點，受到供電局歡迎，已大規(guī)模普遍使用。
國產(chǎn)高精度多功能三相電子式電表，已具有正確計量，反相有功、無功電量(1只表可當(dāng)4只表用)、還有最大需量、多費率、測量功率因數(shù)等功能。輔助功能有年、月、日、時間，光電隔離數(shù)據(jù)傳輸接口(RS485)和遠方抄表脈沖輸出接口，三相電壓，相序指示等。
管理及其他
關(guān)于電表的制作、檢測，國家有一套嚴(yán)格、詳細的標(biāo)準(zhǔn)。但計量裝置的正確運行反映在現(xiàn)場。所以現(xiàn)場周期檢定(輪換、抽檢、現(xiàn)場比對)，就顯得十分必要。根據(jù)有關(guān)規(guī)程，為保證計量裝置現(xiàn)場正確運行，新投運、改造后的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類高壓計量裝置應(yīng)在1個月內(nèi)進行首次現(xiàn)場試驗。Ⅰ類電表至少3個月，Ⅱ類電表至少6個月，Ⅲ類電表至少每年現(xiàn)場檢驗(比對)1次。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高電表三四年，Ⅴ類電表4～6年要開展周期輪換。
Ⅴ類電表數(shù)量大，裝置面廣，以前規(guī)程規(guī)定每5年輪換1次，由于工作量太大，絕大多數(shù)供電企業(yè)做不到，每年的電量不明損失可觀?，F(xiàn)在電表驟增，按新規(guī)程，可以抽檢。采取同一廠家，型號的單相電子式電表，可按上述輪換周期，到期抽檢10％，如達到技術(shù)要求，則其他類型電表，允許再延長使用１年。待第2年再抽檢，不滿足技術(shù)要求時，要全部輪換。
計量裝置是由電表、CT和RT二次接線等組成，這些相關(guān)計量器具也應(yīng)正確安裝按期檢查。
特別提示：
(1)正確理解電表容量
現(xiàn)廣泛使用寬容量電表，目的是為了改善電表超過銘牌標(biāo)定電流數(shù)倍仍能正確計量，提高電表過載能力。但在實際配置中忽略標(biāo)定電流和最大電流的概念(括號內(nèi)為最大電流)。以前用無寬容量電表時，在設(shè)計中允許電表短時過載1.5倍電流。雖然現(xiàn)在有2倍、4倍甚至6倍寬容量電表，但在配置電表時，按最大電流配表是不妥的。如用戶申請用電容量為三相10kW，配置三相20A非寬容量電表，在實際使用中，短時超過50%負荷時，電表還在設(shè)計允許范圍內(nèi)運行。 而配置三相5(20)A寬容量電表時，其最大負載電流只允許20A。如再過載或電動機經(jīng)常起動時就有可能燒表。現(xiàn)各地已發(fā)生多起配表不當(dāng)而發(fā)生燒表事件。正確配置應(yīng)按最大電流的50%配表，以防燒表。用戶負荷電流為50A以上時，宜采用經(jīng)低壓CT接入式的接線方式配表。
(2)電子式電表不允許過載運行
用脈沖轉(zhuǎn)換機械計度器計量的各種電子式電表，絕不能允許嚴(yán)重過載運行。否則即使不發(fā)生燒表，也會發(fā)生少計電量。因為經(jīng)光電輸出的脈沖是一個占空為50%的方波，按步進方式推動計度器齒輪計度。嚴(yán)重過載時會造成“脈沖重疊，步進亂套”而造成少計電量，且一時很難發(fā)現(xiàn)。