电能计量装置基础知识

电能计量装置基础知识
计量班
第一节电能计量装置基本概念
1、术语及定义
电能计量装置：为计量电能所必须的计量器具和辅助设备的总体，包括电能表、负荷管理终端、智能计量终端、集中抄表数据采集终端、集中抄表集中器、计量柜（计量表箱）、电压互感器、电流互感器、试验接线盒及其二次回路等。

负荷管理终端：安装于专变客户现场的用于现场服务与管理的终端设备，实现对专变客户的远程抄表和电能计量设备工况以及客户用电负荷和电能量的监控功能。

配变监测计量终端：安装于10kV公共变压器现场的用于实现配变供电计量和监测的现场终端设备。

配变监测计量终端具备计量和自动化功能。

集中抄表数据采集终端：用于采集多个客户电能表电能量信息，并经处理后通过信道将数据传送到系统上一级（中继器或集中器）的设备。

集中抄表集中器：收集各采集终端的数据，并进行处理储存，同时能和主站进行数据交换的设备。

电能计量柜:对电力客户用电进行计量的专用柜。

计量柜包括固定式电能计量柜和可移开式电能计量
柜，分专用高压电能计量柜与专用低压电能计量柜。

计量表箱:对客户用电进行计量的专用箱。

适合安装电能表、低压互感器、计量自动化终端设备和试验接线盒，适用于10kV高供高计、10kV高供低计和380/220V低压计量方式。

试验接线盒:用于进行电能表现场试验及换表时，不致影响计量和用电的专用接线部件
测控接线盒:用于进行负荷管理终端的现场试验及接线，不致影响计量和用电的专用接线部件。

2、电能计量装置的分类
根据计量电能多少和计量对象的重要性可分为I、II、III、 IV、V5类。

Ⅰ类：月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电能计量装置。

Ⅱ类：月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量装置
Ⅲ类:月均匀用电量10万kW及以上或受电变压器
容量315kVA及以上计用度户，100MW以上发电机(发电量)、发电厂(大型变电所)厂用电、所用电和供电企业部用于承包考核的计量点，考核有功电量平衡的100kV及以上的送电线路计量装置。

Ⅳ类：用电负荷容量为315kVA以下的计用度户，发供电企业部经济指标分析，考核用的计量装置。

Ⅴ类：单相供电的电力用户计用度的计量装置(住宅小区照明用电)。

3、电能计量柜（箱）的一般分类
电能计量柜(箱)是对计费电力用户用电计量和管理的专用柜，简称计量柜（箱），一般分为分体式电能计量柜和整体式电能计量柜。

4、电能计量柜（箱）的主要结构
分体式电能计量柜：其电气一次设备与电气二次设备是分离的，其中，电能计量仪表和控制、信号、试验等辅助单元电气器件装设于一个(或几个并列构成一体)电气、机械结构组合的金属封闭低压柜(箱)，以电缆与电流、电压互感器或电能计量互感器柜相连接。

整体式电能计量柜：其所有的电器设备和器件均装设于一个(或几个并列构成一体)电气、机械结构组合的金属封闭高、低压柜(箱)。

第二节电能表的基础知识
1、电能表的分类
按照工作原理分：机械式电能表、电子式电能表。

按使用的电路分：直流电能表、交流电能表。

按按接入线路的方式分：直接接入电能表、经互感器接入电能表。

交流表按相线分：单相电能表、三相三线电能表、三相四线电能表。

按照用途分：有功电能表、无功电能表、最大需量表、标准电能表、复费率分式电能表、预付费电能表、多功能电能表、按准
确度等级分：0.01、0.05、0.1、0.2、0.2S、0.5S、0.5、1.0、2.0、3.0级等。

2、电能表铭牌标志含义
电能表的铭牌包括其名称、型号、准确度等级、电能计算单位、标定电流和额定最大电流、额定电压、电能表常数、频率。

如： DTSD1088电能表表示：
三相四线全电子式多功能电能表，设计序号为1088。

D: 类别代号--表示电能表
T：组别代号--表示三相四线
S：用途代号--表示全电子式
D：用途代号--表示多功能
1088：设计序号
3、电子式电能表基本知识
1）、电子式电能表的原理
测量的高电压u、大电流i经电压变换器和电流变换器转换后送至乘法器M，乘法器M完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间的平均功率成正比的直流电压U，然后再利用电压／频率转换器，U 被转换成相应的脉冲频率f，将该频率分频，并通过一段时间计数器的计数，显示出相应的电能。

2）、电子式电能表的特点
➢功能强大，易扩展
➢准确度等级高且稳定：
➢启动电流小且误差曲线平整
➢频率响应围宽
➢受外部磁场影响小
➢便于安装使用
➢过载能力大
➢防窃电能力强
➢4、多功能电能表基本知识
1、多功能电能表的特点
➢高可靠、低功耗、长寿命、宽量程、高精度
➢分时计量正反向有功、无功电能、四象限无功电能
➢分时计量正反向有功、无功最大需量及发生时间➢复费率功能
➢具有RS485接口和一个红外通讯接口
➢具有参数自动轮显功能，轮显的参数及时间、顺序可设置
➢实时测量总及A、B、C各相的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素及电网频率
第三节电力互感器基础知识
1、电力互感器的作用
主要作用：
➢可扩大仪表的量程；
➢有利于仪表的规化生产，降低生产成本；
➢用互感器将高电压与仪表回路隔开，保证仪表回路及工作人员的安全。

2、电流互感器工作原理
电流互感器的工作原理和变压器相似，其工作原理为电磁感应原理。

当一次线圈通过被测电流I1，在铁心产生交变磁通，使二次线圈感应出相应的二次电流I2 。

3、电流互感器的分类
1）、按测量原理分：电磁式、光电耦合式、电子式
2）、按一次绕组匝数分为：单匝（母线式、芯柱式、套管式）、多匝式、（线圈式、线环式、串级式）3）、按安装地点分为：户式、户外式
4）、按用途分：（计量用、测量用、保护用）
5）、按绝缘可分为: 干式、浇注式、油浸式、充气式
4、电流互感器接线方式
a):一相式接线；
b):两相V形接线;
c):两相电流差接线；
d):三相星形接线
5、电流互感器使用的注意事项
1）、电流互感器的接线应保证正确性：一次绕组和被测电路串联，而二次绕组应和连接的所有测量仪表、继电保护装置或自动装置的电流线圈串联，同时要注意极性的正确性，一次绕组与二次绕组之间应为减极性关系，一次电流若从同名端流入，则二次电流应从同名端流出。

2）电流互感器的二次绕组绝对不允许开路。

这是因为电流互感器正常工作时，二次电流有去磁作用，使合成磁势很小。

当二次绕组开路时，二次电流的去磁作用消失，一次电流将全部用来激磁，这时，将在二次侧产生超过正常值几十倍的磁通，结果会使铁芯
过热而损坏互感器。

同时，由于铁芯中磁通的急剧增加，在二次绕组上产生过电压，可能达到数百甚至数千伏，将危及人身和设备安全。

因此，为了防止二次绕组开路，规定在二次回路中不准装熔断器等开关电器。

如果在运行中必须拆除测量仪表或继电器及其他工作时，应首先将二次绕组短路。

6、电压互感器的分类
1）按照结构分类：
三相式三相五柱式、单相电压互感器
2）按照安装位置不同：
母线PT:测量母线电压、线路PT:测量线路电压
3）按照原理分类：
电磁式PT （电力变压器型，原理和普通变压器相似,适用于6kV～110kV系统）、电容式PT（电容分压型,适用于110kV～500kV系统）
7、电压互感器使用的注意事项
1）、接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性。

2）、电压互感器二次侧不允许短路。

由于电压互
感器阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。

电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。

在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。

3）、为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。

因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。