高压线路电能计量方法技术探讨

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摘要：介绍10kV高压线路传统电能计量方法的原理，详细描述10kV线路高压电能表计量的原理，并探讨两种不同计量方法的优缺点。

关键词：10kV线路；电能计量；计量装置；高压电能表

1传统10kV计量装置

1.1传统计量装置概述。我国配电网主要采用中性点绝缘10kV线路，计量点统一于10kV高压侧。计量采用“高压电压互感器+高压电流互感器+多功能电能表”组成的电能计量装置构成，装置的整体计量误差与电流、电压互感器的准确度、接线方式（TV二次压降）及电能表的准确度有关。1.2传统电能计量装置存在的主要问题。1.2.1高低压之间绝缘要求带来的问题。由于低压电能表与高压系统通过电压、电流互感器实现隔离，所以必须使用有效的绝缘方法和材料实现一、二次之间的电气绝缘。由此带来了如下几点问题：（1）互感器体积大和绝缘材料的大量消耗。高压电压、电流互感器，为保证绝缘要求而采用大窗口铁芯，导致互感器体积大；绝缘介质采用绝缘纸、漆、胶带或者绝缘油，体积大需要使用较多的绝缘介质和绕组需要大量的铜导线。（2）绝缘技术自身带来的安全问题。传统高压电压、电流互感器采用电磁测量技术，往往存在铁磁谐振隐患，也将会影响电力系统的安全运行。（3）高压电流互感器无法在线检定。高压下对电流互感器在线检测的成本太高，电力系统不得不在离线或者停电状态下对电流互感器进行校验来替代，这样就与实际带负荷运行时存在计量误差。1.2.2无法标定装置整体准确度等级。传统计量装置的综合误差包括三大部分：电压、电流互感器的合成误差、PT二次压降和电能表的误差。传统方法只能对上述各环节单独进行测试，无法标定整个计量装置的准确度等级，电压、电流互感器单独进行误差测试时一般不考虑实际负载，在实验室检定过程中只施加其设计负荷进行测试，运行过程中实际二次负荷变化大，是影响电压、电流互感器误差的最主要因素。1.2.3计量系统可靠性问题。传统计量装置由多个环节构成，其工作可靠性容易受到较多因素的影响。目前出现比较多的情况是PT失压引起计量系统瘫痪，造成大量的电力损失，难以对漏计的电量进行纠错和追补。1.2.4铁磁谐振给系统带来安全隐患。传统计量装置中的电压互感器在10kV中性点不接地（或小电流接地）系统运行时，容易诱发铁磁谐振而发生谐振过电压，造成开关设备、电压互感器、避雷器等设备损坏，引起继电保护与自动装置误动作，甚至诱发电力事故。铁磁谐振是电力系统安全运行的一大隐患。

2高压电能表

2.1高压电能表概述。高压电能表突破了传统的“电磁式传感取样＋低压三相电能计量”技术路线，将高压一次侧和二次侧相融合，形成高压电能整体直接计量方案，对高压电能计量系统的整体计量准确度等级进行标定。针对10kV配电网户外的电能计量，高压电能表采用非传统互感器技术及超低功耗大规模集成电路技术。高压电能表将电压采样、电流采样及电能计量全部集成于高压侧的表体之中，一体化程度高，其主要优点有：（1）实现了高压计量系统整体精度标定，计量精度高。（2）电能计量、数据存储均在高压侧完成，防窃电性能优越。10kV高压线路电能计量方法技术探讨刘飞翔（湖南省计量检测研究院,长沙410000）摘要：介绍10kV高压线路传统电能计量方法的原理，详细描述10kV线路高压电能表计量的原理，并探讨两种不同计量方法的优缺点。关键词：10kV线路；电能计量；计量装置；高压电能表DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.191（3）在实现准确计量的同时，减少铜材、铁材的使用，从而大量减少铜损，铁损和自身损耗，可以大大降低线路因铁芯互感器易出现铁磁谐振故障的事故率。（4）高压侧的表体完成了电能计量的所有功能，采用无线方式与低压进行通讯，没有二次连线，大大降低了现场作业难度和接线错误率。（5）低压终端使用国网集中器（下行采用微功率无线通讯模块）便可以实现与高压表体的通讯，将数据本地显示并远传。高压表体与低压终端之间采用无线通讯，有效距离达到100m，终端安装位置灵活。2.2工作原理。产品工作原理如图1所示。2支电压传感器分别跨接在AB和CB相间，通过电压传感器可以分别获得AB和CB的线电压信号uAB、uCB。分别将A相母线和C相母线穿过位于高压表体两侧的穿心CT，获得两相电流iA、iC。采样的电压、电流信号送至位于A相和C相的计量电路，计量电路通过绝缘的通讯方式实现数据的通讯。通过两表法计算得到总功率：，对时间积分后便可获得电能。电能的计量、处理、存储全部在10kV高压侧完成。

3结语

详细介绍了10kV高压线路传统计量方式的原理及存在的问题、高压电能表计量方式的原理及优点。对两种计量方式进行了对比，高压电能表计量方式在计量准确性、安全性、可靠性及使用便利性方面都有明显优势。

参考文献：

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[3]孙禔,舒开旗,刘建华.电能计量新技术与应用[M].中国电力出版社,2010.

作者:刘飞翔 单位:湖南省计量检测研究院