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浅析新型三相全电子式电能表的多项功能及其应用


浅析新型三相全电子式电能表的多项功能及其应用
黄靖博 (淮北矿业集团公司朔里煤矿,安徽·淮北 235052)

【摘

要】本文从防窃电、谐波记录、无功的测量与管理等方面浅析新型

三相全电子电能的功能与应用。 【关键词】防窃电;谐波记录;无功管理;全电子式电能表

1 引言 随着国民经济和

社会的快速发展,以及人民生活水平的不断提高,整个全 社会由于安全、经济、优质用电的要求,用电的数量和质量也越来越高。电力这 种清洁能源已成为人类社会赖以生存和经济发展必不可缺少的一部分, 且人类的 所有活动几乎都与电有着密切关系的。 当今生产的一种智能型高科技全电子式电能表,它具备许多种功能。例如 可以同时计量正/反向有功电能(明显一定量的防窃功能)、正/反向无功电能、 四象限无功电能,并且具有多费率控制,负荷曲线记录,各相失压、过压、频率 超限记录,数据 LCD 显示等多种功能与用途。为了实现电能防窃兼顾其他一些 用途,最好选择全电子式电能表作为计量器具。 在全电子式电能表主程序流程中,主要包括初始化、数据校验、负荷曲线 修补和事务处理等内容。而日常事务处理流程,却集中体现了多功能表的大部分 主要功能,即包括费率处理、计量数据采集及处理、自动抄表、电能脉冲输出、 校表模块和掉电检测及处理模块等。现就三相全电子式电能表在应用中的“防窃 电、谐波治理、无功管理”三项用途进行探讨。 2 防窃电功能

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2.1 电能被窃的影响 窃电一直是困扰着供电企业健康发展的突出问题,它不仅给企业造成了一 定的经济损失, 且严重扰乱了正常的供用电秩序, 造成了一定性的电力设施损坏, 形成重大的安全事故隐患,直接威胁着企业的安全。早几年,不少煤矿对外转供 和生活区供电就是如此,经过多年治理,虽然大环境明显得到了改善,但小范围 的窃电现象依然存在,主要集中在表计上。 2.2 窃电的形式 随着科学技术的不断进步,技术型窃电也随之得到了发展,在近几年来发 现占有的比例越来越大。窃电的一个明显标志就是:主要与计量设施有关。很多 窃电用户都是通过破坏计量装置的准确性,以达到窃电目的。 窃电的形式主要集中在以下几个方面:1)计量回路内任何位置切断电能表 的一、两相或三相电压,使电能表少计。2)在三相四线计量回路内切断电能表 的连接零线,使电能表少计。3)将一、两相或三相电压互感器二次侧开路,使 电能表少计。4)在计量回路内,将一、两相或三相电流互感器二次侧电流短路, 使电能表少计。5)在计量回路内接入与正常计量无联系的电压或电流,使电能 表多计、少计或反计电能。6)在计量回路内,改变一、两相或三相电流互感器 极性、变比。7)有的机械表改动传动齿轮的传动变比,从而达到少计电量的目 的;而电子表则调整计数脉冲从而也能达到少计量的目的。 2.3 防窃措施 对于全电子式电能表来说,其表尾的接线端子没有感应式电能表的电压小 钩,这也有利于防窃电;电子式电能表的电流回路设计为锰铜片构成,其电阻值 低,在回路中一般不起分流作用,也能起防窃电作用;全电子式电能表计数器本 身具有防倒计量功能, 无论电流回路是正向接入, 或者反向接入, 都能正向计量, 这也有利于防窃电。 3 谐波记录功能

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3.1 谐波的影响 随着电力负荷的日趋增大,控制设施的不断增大,以及一些供用电性质发 生了很大的变化,造成了电能质量的变坏,使得电网的污染加重,给发、供、 用 电等电气设备带来很多危害, 特别是电气化铁路的运营和一些电力负荷产生谐波 电源,其影响更大。煤矿井下变频绞车的应用,安装稍有不当,就会给瓦斯监测 设备带来很大的干扰和影响。因此,谐波问题应引起电力部门的高度重视,对产 生谐波源的电力工业用户应进行限制或治理。 3.2 谐波的危害 在供用电系统中,谐波的危害主要有以下几个方面:1)增加了发、输、供 和用电设备的附加损耗,使设备过热,降低设备的效率和利用率。 2)对继电保 护、自动控制装置的工作与可靠性影响较大。3)导致测量、计量仪器的指示与 计量失准。4)干扰通信系统的工作,对有关测控、传感元件有影响。5)对用电 设备的影响。在应用 IEEE-519 标准时,应注意它只适用于用户系统与公用供电 系统之间的限制要求(但不涉及用户系统内局部电源质量的问题),大多数谐波 是在用户设备产生,不是在公用电网上产生。 3.3 谐波治理思路 针对现有的供电网络中的电力污染情况,要进行仔细分析,寻求最佳解决 方案。解决方法:将局部重组电网结构,分离或隔离产生电力污染的设备;对使 用电源净化滤波设备进行治理(电压谐波是由电流谐波产生的,有效地抑制电流 谐波就会使电压畸变达到要求的范围)。投资安装电源净化滤波装置,除了能提 高电源品质外,还能取得节能的效果。 3.4 谐波治理型电能表技术参数 现在有的电能表功能已具备以下特点:1)监测参数:总有功电量、总感性、 容性无功电量、基波有功电量、谐波有功电量、最大需量;2)测试通道:测试 通道为三相电压、三相电流;3)电压、电流测量范围:0—64V、112V、240V、 400V,电流:0~50A;4)频率:48-52Hz;5)技术指标:电网频率误差:≤0.02 Hz;6)电压(电流)谐波含有率误差:≤0.1%;7)电压偏差误差:≤0.2%;8)电
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压波动误差:≤0.2%;9)等效闪变值误差:≤0.1%;10)三相电压不平衡度误差: ≤0.2%。 这类电能表采用了先进的 DSP(数字信号处理)技术和独特的实时高速电 能算法,在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能保证电能计量的准确。 它的主要谐波分析功能为: 测量 A、 C 三相电压、 B、 电流的总谐波畸变率及 2-31 次谐波含有率及相应次谐波电流值。 谐波监测功能: 主要参照 GB/T/14549-93 《电 能质量公用电网谐波》标准,对总谐波及 2-16 次谐波电压和谐波电流值进行监 测。在被监测量超过限值时,电表产生谐波超限状态,并谐波超限事件做记录。 在操作时,可对每一个监测量可单独设置限值。如前 30 次谐波超限事件记 录。此记录包括超限开始时间、结束时间、超限时间、超限期间被监测量的最大 值最小值及平均值。海量数据存储器的功能:最大存储空间 2 兆字节,可扩充到 4 兆字节。具有极高的过载倍数,电流从 1%In 到 600%In 并满足精度使用要求。 4 无功的测量与管理 在电力系统中,电压则是电能的主要质量指标,其质量直接影响电力系统 安全、稳定、经济运行,甚至生产企业的产品质量。无功功率的流动,会造成线 路电压损失增大与电能损耗的增加。当系统缺乏无功功率时,就会造成低功率因 数运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。所以,无功功率是影响电 压质量及有关问题的重要因素。随着电能表厂家制造技术水平和工艺的不断提 高,当前有的同类产品已超过国外同类产品,价格相比为三分之一左右。若能合 理布局、安装、使用智能型三相电能表,既能节约一定量电能,也能减少很多管 理人员,并使科学管理水平再上新台阶。 【参考文献】 [1] 防治窃电应用技术与实例[M].中国水利水电出版社 [2]国际电工委员会谐波标准简介[M].中国电力出版社. [3]供电企业电能损耗与无功管理手册[M].中国电力出版社. 【作者简介】黄靖博,男,高级工程师。现在淮北矿业集团公司朔里煤矿从事节 能技术工作。地址:安徽省淮北市朔里,朔里煤矿,邮编:235052。
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