淺談電能計(jì)量管理問題與對(duì)策

劉浩

摘要：用電情況的多樣化使得電能計(jì)量管理出現(xiàn)了不適應(yīng)、不匹配，分析了在改造中常見的問題，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用合適的計(jì)量方法和器具。

關(guān)鍵詞：計(jì)量管理；誤差；負(fù)荷；損耗；

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，公民用電需求也在大幅增長(zhǎng)，電能計(jì)量管理在多樣的用電環(huán)境中出現(xiàn)了不適應(yīng)的情況，其計(jì)量方式和器具對(duì)于不同類型的用戶用電情況不匹配，同時(shí)，現(xiàn)有的電價(jià)制度未能對(duì)負(fù)荷調(diào)節(jié)發(fā)揮有效作用，從而造成了大量的電力資源流失。本文根據(jù)近年來在計(jì)量改造中出現(xiàn)的情況，探討在計(jì)量管理中存在的問題，以提高計(jì)量管理水平，防止、減少電力資源流失。

一、計(jì)量管理常見的問題

1.只分類別，不分電壓等級(jí)。執(zhí)行單一的電價(jià)。這不僅沒有體現(xiàn)用電負(fù)荷特性和占用的電力成本。而且使得部分高壓用戶不注意停用備用變壓器，造成能源浪費(fèi)。如我單位生活變電所供出的一條6kV架空線路有十幾戶高壓用戶，接了20多臺(tái)變壓器，總?cè)萘窟_(dá)到10000kVA，每年的總供電量約900萬kW.H，平均負(fù)載率約為10%，每年抄見用戶電量總和約750萬kW.h，回收率約83%，比理論回收率低約10%，相當(dāng)于計(jì)量誤差造成每年電能流失近90萬kW·h。

經(jīng)檢查，該線路大部分變壓器長(zhǎng)期處于輕載狀態(tài)，甚至有的變壓器長(zhǎng)期處于無載狀態(tài)。按照GB/T6451-1999《三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》的技術(shù)參數(shù)計(jì)算，該線路變壓器長(zhǎng)期輕載和空載造成的變壓器損耗每年高達(dá)43.8萬kW·h。

以上事實(shí)表明，因計(jì)量不準(zhǔn)原因，用戶在低載情況下，并沒有承擔(dān)太多的變壓器損耗。因此，用戶不愿停用變壓器或采用適當(dāng)容量的變壓器以降低變壓器損耗。如果對(duì)這部分用戶采用二部制電價(jià)計(jì)費(fèi)，讓用戶承擔(dān)基本電費(fèi)，將會(huì)改變這種局面，用戶將根據(jù)自身用電最大需量調(diào)整變壓器的運(yùn)行情況和用電容量的申報(bào)，供電企業(yè)相應(yīng)地可改變供電方式降低變壓器損耗，或調(diào)整計(jì)量設(shè)施使得計(jì)量準(zhǔn)確，減少計(jì)量損失。

2.為保證用戶的安全用電，按用戶申報(bào)容量安裝計(jì)量設(shè)施。實(shí)際上，電流互感器選用不當(dāng)造成的計(jì)量誤差可達(dá)20%以上。如：一家超市的備用電源在正常情況下只作為照明電源。負(fù)荷約為（8～14）kW，電流大約30A，改造前其電流互感器變比為600/5A.很明顯負(fù)荷電流不到電流互感器額定電流的5%，當(dāng)時(shí)的每月抄見電量不到500kW.H，這與其用電量明顯不符，而將其電流互感器變比更新為100/5A后，每月抄見電量達(dá)到5000kW.h以上，同樣的負(fù)載，計(jì)量結(jié)果相差近10倍。

為分析以上誤差造成的原因，將電能計(jì)量誤差用下面一個(gè)簡(jiǎn)單的公式表示：

式中： --電能計(jì)量的合成誤差； --電流互感器造成的誤差包含數(shù)值誤差和角誤差； --電壓互感器造成的誤差包含數(shù)值誤差和角誤差； --電能表的誤差； --計(jì)量回路的線路造成的誤差。

按照J(rèn)JG313—1994《測(cè)量用電流互感器》檢定規(guī)程的規(guī)定，在額定頻率、額定功率因數(shù)及二次負(fù)荷為額定負(fù)荷的25%～100%以及溫度為（20±5）℃時(shí)，電流負(fù)荷的有功分量和無功分量的誤差在5%～120%之間，S級(jí)的在l%～120%額定電流范圍內(nèi)均不得超過±3%。考慮電流互感器誤差極值3%，加上2級(jí)電能表誤差±2%，即使考慮電流互感器的角差和二次電壓線所造成的誤差應(yīng)不足10%，與通常的認(rèn)識(shí)也相一致。但實(shí)際上，由于電流負(fù)荷在5%以下時(shí).電流互感器的誤差是非線性的，很難保證在JJG313—1994規(guī)定的范圍之內(nèi)，負(fù)荷越小，誤差越大，再加上電能表的輕載誤差，合成計(jì)量誤差就有可能高達(dá)10倍。

上述情況是電流互感器的變比偏大所造成的計(jì)量誤差情況。此外。電流互感器偏小.也會(huì)由于互感器的飽和而造成計(jì)量誤差.使得實(shí)際用電量遠(yuǎn)大于電能表抄見量。

3.不論用電量大小，對(duì)于高壓供電用戶采用高壓計(jì)量。實(shí)際上，高壓供電用戶在變壓器高壓側(cè)計(jì)量的電能數(shù)據(jù)有可能低于低壓側(cè)的計(jì)量數(shù)據(jù)。

在我單位生活區(qū)的計(jì)量改造中，對(duì)大部分高壓供電的用戶將其計(jì)量設(shè)施由變壓器低壓側(cè)改至高壓側(cè)，改造效果特別明顯。但是有一家學(xué)校和一家待停產(chǎn)的單位出現(xiàn)了高壓側(cè)計(jì)量的電能數(shù)據(jù)低于低壓側(cè)的計(jì)量數(shù)據(jù)的情況，按常理，低壓側(cè)計(jì)量比高壓側(cè)計(jì)量少計(jì)變壓器損耗，應(yīng)該比高壓側(cè)的計(jì)量數(shù)據(jù)小，但是由于采用高壓計(jì)量，其計(jì)量誤差增大，出現(xiàn)了低壓側(cè)計(jì)量數(shù)據(jù)高于高壓側(cè)計(jì)量數(shù)據(jù)的不合理現(xiàn)象。

高壓計(jì)量不僅需要用電流互感器CT，還要用電壓互感器PT。兩家單位CT變比為30/5A.PT變比為6000/100V，那么相當(dāng)于電流互感器的變比擴(kuò)大了60倍，也相當(dāng)于在低壓側(cè)安裝450/5A的電流互感器，也就可能出現(xiàn)負(fù)荷電流過小致使互感器產(chǎn)生很大的變比誤差。在學(xué)校和待停產(chǎn)的單位用電負(fù)荷峰谷差異極大，而且大部分時(shí)間處于谷底，并且谷底的負(fù)荷更是遠(yuǎn)低于額定負(fù)荷的5%，這又增大了電流互感器的誤差，加上電壓互感器的誤差，必然導(dǎo)致誤差的進(jìn)一步加大，因而出現(xiàn)了高壓計(jì)量的電能不如低壓計(jì)量的多的情況。因此，對(duì)于高壓供電用戶的計(jì)量選擇高壓側(cè)計(jì)量還是低壓側(cè)計(jì)量應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來定。

4.特殊負(fù)載的計(jì)量沒有選用相應(yīng)的計(jì)量器具，使得特殊負(fù)載用電計(jì)量出現(xiàn)了明顯的誤差。以采用兩只單相有功電能表計(jì)量單相380V電焊機(jī)負(fù)載消耗的電能為例進(jìn)行分析（實(shí)際上三相四線制電能表的計(jì)量原理也與此相同）。示意圖如圖1所示。

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將電能W=Pt中的時(shí)間t略去，只計(jì)算功率。

A相電能表計(jì)量的功率為

B相電能表計(jì)量的功率為

兩只電能表計(jì)量的總功率為

由以上功率計(jì)算式可知，兩只電能表隨 變化轉(zhuǎn)動(dòng)情況，當(dāng)功率因數(shù)小于0.5時(shí)，B相電能表反轉(zhuǎn)。在這種條件下，假設(shè)電能表P1正向走字600kW·h，而電能表P2反向走字200kW.h，則電焊機(jī)負(fù)載消耗的功率為兩者的代數(shù)和，即600+（-200）=400kW.h。

在實(shí)際計(jì)量中發(fā)現(xiàn)，用電子式電能表對(duì)電焊機(jī)用戶進(jìn)行計(jì)量比用感應(yīng)式電能表計(jì)量的電量要大很多。由上述理論計(jì)算可知，像電焊機(jī)這種三相不平衡的負(fù)載極易造成電能表一相正轉(zhuǎn)、一相反轉(zhuǎn)。部分廠家生產(chǎn)的電子式電能表具有止逆功能，因此將需要反轉(zhuǎn)減去的電能沒有減掉，使得表計(jì)的計(jì)量電能比實(shí)際消耗的電能多；而感應(yīng)式電能表具有雙向旋轉(zhuǎn)的功能，但有的感應(yīng)式電能表反向旋轉(zhuǎn)的誤差可能較大，使得計(jì)量的電能比實(shí)際電能要少，甚至電能表反轉(zhuǎn)，個(gè)別用戶發(fā)現(xiàn)了這種規(guī)律，長(zhǎng)期將電焊機(jī)空載運(yùn)行進(jìn)行竊電。

因此，對(duì)于電焊機(jī)或一些特殊負(fù)載的電能計(jì)量應(yīng)結(jié)合各類電能表的計(jì)量特點(diǎn)選擇計(jì)量表計(jì)，盡量采用電子式電能表。

二、建議

以上簡(jiǎn)述了幾種常見的電能計(jì)量問題，還有諧波負(fù)載等特殊負(fù)載的計(jì)量也應(yīng)充分注意，為增強(qiáng)用戶的節(jié)能意識(shí)，改善電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和提高計(jì)量的準(zhǔn)確性，對(duì)社區(qū)電能計(jì)量提出以下幾點(diǎn)參考建議：

1.按照《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》等技術(shù)規(guī)程的要求，規(guī)范計(jì)量器具的管理，合理選擇計(jì)量方式。

2.根據(jù)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》，讓用戶繳納基本電費(fèi)，分擔(dān)電力成本。用戶負(fù)荷不均衡，負(fù)載長(zhǎng)期低于其申報(bào)容量30%的，采用二部制電價(jià)進(jìn)行結(jié)算收費(fèi)。

3.根據(jù)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》，對(duì)高壓供電用戶根據(jù)其用電情況分別采用高壓計(jì)量和低壓計(jì)量。

4.盡可能停用輕載和無載變壓器。用戶負(fù)荷峰谷差異大的高壓供電用戶可根據(jù)其用電情況增加一條低壓進(jìn)線電源，在其用電低谷時(shí)停用變壓器，采用低壓供電和計(jì)量。

5.根據(jù)用戶的負(fù)荷選擇電流互感器。按照《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》的規(guī)定。應(yīng)保證正常運(yùn)行中實(shí)際負(fù)荷電流達(dá)到電流互感器額定電流的60%，至少不小于30%。否則應(yīng)選用高動(dòng)熱穩(wěn)定型電流互感器以減小變比。

6.對(duì)特殊用戶選擇相應(yīng)的計(jì)量表計(jì)。如根據(jù)用戶負(fù)載產(chǎn)生諧波的情況采用具有諧波計(jì)量功能的電能表。

7.對(duì)用戶的負(fù)荷進(jìn)行跟蹤，負(fù)荷變化后應(yīng)及時(shí)調(diào)整計(jì)量器具，特別是電流互感器要根據(jù)負(fù)荷的大小及時(shí)調(diào)整。