谭清;张军;贾海菠;张磊;白雪峰
【摘 要】结合关口电能表现场校验工作经验,针对校验项目,即常规检查、电能表运行状态下工作误差的测定、计量二次电压和电流回路接线正确性的检查、计量差错与不合理计量方式的检查、智能型电子式电能表其他计量功能检测等,探讨了现场校验的具体方法.对关口电能表现场校验要求的条件、电能表现场校验标准装置的正确使用方法、现场校验安全措施进行了详细叙述,并建议相关管理部门尽快制定适应智能型电子式电能表现场校验的技术规范,用以指导该类型关口电能表现场校验工作.
【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2013(031)004
【总页数】6页(P7-12)
【关键词】关口计量;关口电能表;智能型电子式电能表;现场校验;标准装置;准确度
【作 者】谭清;张军;贾海菠;张磊;白雪峰
【作者单位】内蒙古超高压供电局,内蒙古呼和浩特010080;内蒙古超高压供电局,内蒙古呼和浩特010080;内蒙古国电能源投资有限公司准大发电厂,内蒙古呼和浩特010300;内蒙古超高压供电局,内蒙古呼和浩特010080;内蒙古超高压供电局,内蒙古呼和浩特010080
【正文语种】中 文
【中图分类】TM933.4
0 引言
关口电能表对于电网企业的关口计量工作意义重大,由于关口计量的电量非常大,所以定期对关口电能表进行现场校验,是保障关口电能表准确可靠运行的重要技术管理措施。
关口电能表在现场运行时,会出现各种各样的缺陷和故障,例如电能表内参数的设置错误、电能表超差和接线错误、电能表电压回路失压和电流回路断流、不合理的计量方式、通信中断等故障,任何错误或故障都会影响关口计量的准确性和贸易结算的公正性。因此需要采用科学的现场校验方法进行关口电能表的校验。
为了保证关口电能量计量数据的准确、可靠,目前内蒙古电网关口计量点基本配置了高精度智能型电子式电能表。该电能表准确度高,具有计量正反向有功电量、四象限无功电量、分时计量、谐波电量、需量、存储负荷曲线、失压计时报警、电量远传抄表等基本功能。关口电能表除了具有传统的现场校验检查功能外,还应具有包括相应计量方面的检查和测试功能。本文对关口电能表的现场校验项目、校验方法及电能表现场校验条件、电能表现场校验标准装置功能、技术要求进行详细分析。
1 关口电能表现场校验依据
目前电能表现场校验依据的校验规程和技术规范,仍是针对机电式电能表的JJF 1055—1997《交流电能表现场校准技术规范》[1]和SD 109—1983《电能计量装置检验规程》[2],其中,JJF 1055—1997早在2005年就被停止执行,国家还未制定适用于智能型电子式电能表现场校验的技术规范。为了保证正确开展关口电能表现场校验工作,电能计量技术管理机构可参照DL/T 448—2000《电能计量装置技术管理规程》[3]、JJG 596—1999《电子式电能表》[4]、SD 109—1983《电能计量装置检验规程》、DL/T 614—2007《多功能电能表》[5]等规程和结合现场实际编制的电能表现场校验方法及作业指导书[6],作为关口电能表现场校验的依据。
2 关口电能表现场校验检查项目
关口智能型电子式电能表现场校验检查项目不同于机电式或一般的电子式电能表,除了常规检查、电能表运行状态下工作误差的测定、计量二次电压和电流回路接线正确性的检查、计量差错与不合理计量方式的检查等现场校验项目外,还应包括关口电能表日历和时钟、表内电池异常情况、电能表电压回路失压和电流回路断流记录、各费率电量累计与总电量是否相等、费率时段设置、事件和编程记录、负荷曲线、最大需量、电能表的结算日及电能表通信故障的检查。上述关口电能表现场检查项目可根据关口计量对象的不同,对不常使用的计量功能检查项目作适当的增减调整,但必须在关口电能表现场校验记录中注明。
3 电能表现场校验标准装置及检验条件
3.1 电能表现场校验标准装置
电能表现场校验标准装置是关口电能表现场校验的核心设备,目前使用的智能型电能表现场校验标准装置的技术和功能,虽然能满足关口电能表现场校验的基本功能要求,但仍需根据关口电能表计量功能的现场校验需求不断完善和改进。电能表现场校验标准装置的准确度等级、测量基本功能应满足以下要求。
(1)电能表现场校验标准装置的准确度等级应比被校电能表至少高3个准确度等级。为保证关口电能表的现场校验数据的正确性,电能表现场校验标准装置应每3个月在试验室进行1次误差数据比对,使用频次较高的应适当增加比对次数。
(2)电能表现场校验标准装置除了具有同时测定主、副电能表实负荷工作状态下的误差功能外,还应具有同时测量电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、相序、相位,错接线判别,校验谐波电能表,检测电能表通信故障,校准电能表时钟,数据存储等功能。
(3)电能表现场校验标准装置电压输入范围30~450 V,电流输入范围0.05~10 A,并能根据运行负荷自动改变电压、电流量限,其中,电压量限可在30~450 V切换,电流量限可在0.3~10 A切换,以保证关口电能表误差测定的准确度及计量二次回路接线检查的正确性、安全性。
(4)电能表现场校验标准装置应有完整标志,电压、电流极性和相别标示清晰,电压、电流端钮及辅助电源插座、开关和输入脉冲底座等与面板固定牢固,且内部接线可靠。标准装置与被试电能表试验接线盒或试验接线端子之间的连接导线应有良好的绝缘,中间不允许有接头,并应有明显的极性和相别标志。
(5)电能表现场校验标准装置与被试电能表之间电压回路的连接导线、试验接线盒或接线端子间的电压降(相对于计量二次额定电压比值的百分数),应小于被试电能表准确度等级指数的1/10。
3.2 关口电能表现场检验条件
DL/T 448—2000[3]中规定的关口电能表现场检验条件,是保证准确测定关口电能表运行状态下工作误差的极限条件。如果现场检验条件不满足规定要求,则会影响对关口电能表误差的正确判断。关口电能表现场检验条件要求如下:
(1)电压对额定值的偏差不应超过±10%。
(2)频率对额定值的偏差不应超过±5%。
(3)现场环境温度应在0~35℃。
(4)接入电能表现场校验标准装置的最小电流应不低于其设置档位电流值的20%。
(5)现场负载功率应为实际的经常负载。当负载电流低于被检电能表标定电流的10%(S级电能表可放宽为5%)或功率因数低于0.5时,不宜进行误差测定。
关口电能表通常均安装在常温的保护小间内,系统电压、频率波动很小,所以温湿度、电压、频率偏差基本不会影响关口电能表现场检验结果。但是现场负载功率和功率因数变化非常大,负载电流低于被检电能表标定电流的5%(S级)或10%以及功率因数低于0.5的情况经常出现。建议出现这种情况可进行误差测量和二次回路接线检查,但校验检查结果仅作参考,不能作为误差测定的结论,以免发生计量纠纷。
4 关口电能表现场校验方法
4.1 运行状态下的常规检查
关口电能表大都用于关口贸易结算和网内经济核算,而且计量的电量都很大,因此对常规检查项目要格外重视,不能出现漏项,一旦漏项就有可能发生计量差错。
关口电能表常规检查项目可在电能表现场校验装置通电预热期间进行,以节省现场校验时间。一般采用目视和按动电能表面板上的2个显示按键的方法进行检查。
4.1.1 目视检查项目
目视检查的项目主要有外观、封印(包括出厂封印)、检定合格标记是否完好,有功功率和无功功率光脉冲输出及LED报警指示灯显示是否正常,计量二次接线和表内参数设置操作的措施是否受到非授权人员改变和破坏等。
4.1.2 按动显示按键检查项目
按动显示按键检查的项目主要有电能表显示屏显示内容和字迹是否清楚完整,显示按键功能是否正常,日历和时钟显示的日期和时间是否正确,表内电池是否异常,电能表告警记录和失压、断流记录等,具体检查的方法如下。
4.1.2.1 日历和时钟的检查
关口电能表日历和时钟显示的日期时间应与公历日期时间一致,显示的时间与北京时间相差不得大于3 min/a。对日历和时钟的检查可通过与电能表现场校验装置显示的日期和时间比对来进行,比对的前提是电能表现场校验装置显示的日期和时间经过预先校准,其日计时误差不大于0.05 s。每次检查时若发现电能表的日历时钟与北京时间相差在3 min以内,应使用电能表校时软件对电能表时钟进行校准;若相差在3 min以上时,应及时更换电能表。
4.1.2.2 显示屏显示内容及显示按键功能检查
关口电能表具有自动循环显示和按键轮显2种模式。自动循环显示内容是否清楚,可在电能表运行状态下通过目视的方法检查。按键轮显内容和按键功能检查,可在电能表按键显示模式下同时进行,切换显示按键至全屏显示状态,观察全屏显示内容,然后按住某一显示按键2 s,进入预先设置好的显示项目子菜单,依次切换显示按键检查子菜单显示内容是否清楚完整。
关口电能表显示屏显示内容不完整或出现显示字体连笔、缺段、少段及按键功能失灵等现象就会影响计量数据的正确读取。当发现有影响计量数据正确读取的缺陷时,应及时更换电能表。
4.1.2.3 电池异常检查
关口电能表电池异常检查,可通过切换显示按键至电池异常显示项目进行检查。由于电能表长时间断电或电池使用时间接近寿命期,就会造成电池电量耗尽或异常情况的发生,所以当发现电池有异常情况时,应及时更换电池,为防止更换电池过程中导致电能表日历和时钟显示的日期和时间无效,在更换电池前,应保证电能表与测量电压或辅助电源处于连接状态。
4.1.2.4 告警和失压、断流记录检查
关口电能表内部发生影响正确计量、被测数据不正确、通信异常的故障时,电能表显示屏上会有1个“FF”(告警字符)在闪烁,告警指示LED灯持续发光,表明电能表出现异常。通常,告警输出持续存在,直至消除了导致电能表出现报警的异常情况告警信号才会消失。但电能表出现异常的告警信息会保存在电能表事件记录寄存器内。
关口电能表告警和失压、断流记录的检查可通过切换显示按键至电能表事件记录菜单进行查看,对影响计量结果的告警事件,失压、断流次数及起止时间都应详细记录,作为电量更正的依据。
4.2 关口电能表的误差测定和计量二次回路接线检查
4.2.1 应注意的事项和要求
关口电能表实际运行负荷下误差测定和计量二次回路接线检查,是利用电能表现场校验装置在校验和测量过程中实现的,现场校验前和现场校验过程中应注意以下几点:
(1)首先应确定关口的负荷性质、功率输送方向,以便于分析计量回路二次接线。同时要保证输入电能表现场校验标准装置的电压、电流为正相序,流入的电流极性为正极性。
(2)电能表现场校验标准装置应采用辅助电源或内部蓄电池供电,尽量不采用电压互感器二次电压供电,以避免现场校验过程中操作不当造成计量二次电压回路短路或影响关口电能表误差测定的准确性。
(3)应对电能表现场校验标准装置状态、试验接线及接入的辅助电源进行检查,确认工作状态良好、接线正确后,才能开机工作。
(4)接入电压以及开合电流试验端子短连片时,应监视电能表现场校验标准装置电压、电流显示情况,接线和监视人员要前后呼唤应答,以防止在检验过程中发生计量二次电流回路开路、电压回路短路的情况。
(5)根据被检电能表常数和准确度等级合理选择校验脉冲数,一般0.5S级以上等级电能表校验脉冲数应不少于20个,当负载电流低于被检电能表标定电流的20%时,可适当减少校验脉冲数。
(6)采集被检电能表脉冲时,应从被检电能表有功功率、无功功率LED光电脉冲输出口或固态继电器脉冲输出口采集,不建议采用手动采集脉冲方法,以保证关口电能表误差测定的准确性。
4.2.2 关口电能表实际运行负荷下的误差测定
关口电能表实际运行负荷下的误差测定采用标准电能表法。在相同的功率和运行条件下,将电能表现场校验标准装置与被检电能表采集的电量脉冲进行比较,得出被检电能表在实际负荷点的误差。
电能表现场校验标准装置接通辅助电源开机后,先接好电流线并打开试验接线盒或试验端子电流短连片(打开电流短连片时必须通过装置的电流指示值监视接通情况),然后接通电压线进行预热,具体预热时间按照标准装置使用说明书中要求执行。
当电能表现场校验标准装置预热稳定后,应在现场运行负荷相对稳定状态下,测定电能表实际负荷下的误差。至少做2次测量,取平均值作为测量结果。若误差的测量结果接近其基本误差限值时,应再做2次测量,取这2次和前几次测量结果的平均值作为最终测量结果。当电能表误差超过规定值时,不得对其误差进行调整,应及时更换电能表。
4.2.3 计量二次回路接线检查
计量二次回路接线检查一般在测定关口电能表实际负荷误差前进行。电能表现场校验标准装置通电后,读取电压、电流、功率、功率因数、相序、相角等数据,然后根据关口的负荷性质、功率输送方向及二次接线相量图,分析判断电能表的计量二次回路接线是否正确。如发现接线错误,应先经关口电能计量装置管理部门确认,然后按现场检查分析结果更正电能表计量二次回路接线,并重新检查、核对更正后的电能表计量二次回路接线的正确性。如果经分析不能确定电能表二次计量回路接线错误,则应申请停电进行接线检查。
当负荷电流低于电能表现场校验标准装置允许最小电流值时,计量二次回路接线检查可采用三相图形化钳形相位伏安表进行,由于钳形相位伏安表电压和电流测量分辨率高于电能表现场校验标准装置,一般电压分辨率可达0.01 V,电流分辨率可达0.001 A,只要通入钳形相位伏安表的电流达到10 mA以上就可以准确测量电压和电流间的相角。检查电能表接线方法与采用电能表现场校验标准装置检查接线方法相同,不再详细叙述,但要注意接线检查应在电能表尾部接线端进行,以免发生误判断。
4.3 关口电能表其他计量功能的检查和核对
关口电能表其他计量功能可采用电能表专业技术服务软件(例如MAP120软件)进行检查和核对,具体方法如下。
4.3.1 核对分时电量累计与总电量是否相等
通常,关口电能表计量的分时电量累计与其计量的总电量应相等,但有时电能表内时钟异常或出现其他故障,也会影响分时电量的准确计量,造成分时电量累计与总电量不相等的现象,给电费结算带来困难,因此应对其进行详细核对。核对方法主要有2个:通过电能表现场校验装置串行口(RS232转RS485)与电能表RS485口通信的方式抄录分时电量与总电量,然后进行核对;利用电能表专用技术服务软件记录抄录分时电量与总电量,然后进行核对。如果分时电量累计与总电量的相对误差大于0.2%时,应检查原因,必要时更换电能表。
4.3.2 检查分时费率时段
检查关口电能表分时费率时段,主要是为了防止在电能表运行期间修改其内部设置参数时出现错误改变分时费率时段的情况。检查时可利用电能表专用技术服务软件,读出表内所设的分时费率时段,与电力部门规定的时段进行核对。如分时费率时段设置不正确,应记录分时费率时段,并对分时电量进行更正,同时修改为电力部门规定的时段。
4.3.3 检查最大需量寄存器设置
关口电能表最大需量寄存器设置的检查内容包括最大需量测量周期、滑差间隔、复位时间、单向或双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间。利用电能表专用技术服务软件读出关口电能表最大需量寄存器设置的内容和贮存的数据,进行逐项检查,发现异常情况时应及时更正。
4.3.4 检查负荷曲线
关口电能表负荷曲线的检查内容主要包括被测参数设置、记录时间间隔、通道数目及被测量负荷曲线的数据,发现设置参数和数据异常时,应及时更正,或者更换电能表。
4.3.5 检查关口电能表的结算(冻结时间)日
关口电能表的结算(冻结时间)日检查内容包括每月的总电量、各费率电量结算抄表日与每月负荷代表抄表日的设置是否正确,当设置与电力部门规定的时间设置不符时,应及时进行更正。
如果电能量计费主站已具备上述相关计量功能,现场校验时可只针对电能量计费主站不具备的计量功能端进行检查和核对。
4.4 检查计量差错与不合理计量方式
4.4.1 计量差错
(1)关口电能表内设置的互感器变比、倍率参数与联用的计量电压、电流互感器实际变比、计费倍率不符;
(2)电压互感器计量二次回路空气开关或计量二次回路接触不良;
(3)电流互感器计量二次回路接触不良或开路。
4.4.2 不合理的计量方式
(1)电流互感器的变比设置过大,致使电能表经常运行在其标定电流的30%以下;
(2)电能表与保护、远动、测量等二次设备共用1组电流互感器;
(3)电压、电流互感器安装在电力变压器不同电压侧,接在不同母线的电能表共用1组电压互感器。
一经发现存在上述计量差错与不合理的计量方式,应按电力部门的相关规定[1,6]及时处理或更正,并填写更正情况报告。
4.5 现场校验结果的处理
(1)当关口电能表现场校验检查项目的结果满足相关计量规程、规范要求的,计量人员可将有效期、校验人员等项目填入合格证内,并粘贴在关口电能表的明显位置,以证明其在合格状态。
(2)当关口电能表的工作误差接近或超过其误差限值时,应及时更换电能表,并详细填写现场校验和换表记录,以备计算和更正电量时参考。
(3)当关口电能表其他计量功能出现异常时,应及时更正,并填写更正情况记录。
(4)对于现场检验电能表发现的计量差错和不合理计量方式,应及时更正,并填写更正情况记录。
(5)电能表现场检验原始记录由电能表现场校验仪自动保存,现场校验工作完成后应立即核对电能表现场检验原始记录,确保保存的原始记录正确无误。
4.6 现场校验结束后的操作
(1)关口电能表现场校验结束后应及时恢复被校电能表试验端子连接片和试验接线。具体操作方法是先拆电压试验线,合上电流试验端子短连片(合上时用装置仪表监视回路情况),当电能表现场校验标准装置显示的电流值均为0,确认试验回路无电流后,拆除电流试验接线,然后收线,关闭装置电源,清理现场。
(2)在撤离现场前,由工作负责人检查确认关口电能表的电压、电流、电能表输出脉冲和LED告警灯指示是否正常,确认无问题后撤离现场。
(3)关口电能计量装置的现场检验数据应及时上传并存入营销信息系统,并对其历次现场检验数据进行分析,以考核其计量误差和计量功能变化趋势。
5 现场校验安全措施
关口电能表现场校验一般都是在现场运行状态下进行的,所以现场校验工作的安全最为重要,现场校验安全措施主要有以下几方面。
(1)现场校验人员不能少于2人,其中,现场工作负责人应由有经验的人员担任,电能表现场校验人员应具备必要的电气知识和操作技能,能正确分析电能表现场校验结果以及操作电能表现场校验装置。
(2)为了保证关口电能表现场校验工作中的人身安全和电气设备的安全,现场校验人员必须严格遵守电业安全工作规程,办理第二种工作票,并认真履行工作票所列安全措施和安全注意事项。
(3)在现场校验过程中,必须采取有效措施保证关口电能表电量示值和计量数据的安全性。对电能表进行任何操作,都不能出现因误操作而导致计量电量示值和计量数据丢失的现象,否则造成关口电量丢失,影响准确计量。
6 建议
关口电能表是关口贸易结算及经济考核的依据,根据关口电能表的计量性能和功能特点,采取正确的现场校验方法是保证关口电能表校验质量的重要保证。为进一步规范关口电能表现场校验工作,保证电能表现场校验过程中人员和设备安全及现场校验检查质量,建议国家有关管理部门尽快制定适应智能型电子式电能表现场校验的技术规范,用以指导关口电能表现场校验工作。
7 结语
通过上述对关口电能表现场校验方法的探讨,在现场校验关口电能表时,应该了解被试关口电能表的工作环境、工作状态、计量对象、计量方式,并按符合相关计量规程要求的校验程序和校验方法开展现场校验工作,这样才能使关口电能表现场校验工作日趋完善。
参考资料:
[1]辽宁省技术监督局.JJF 1055—1997交流电能表现场校准技术规范[S].北京:中国计量出版社,1998.
[2]中国水利电力部.SD 109—1983电能计量装置检验规程[S].北京:中国电力出版社,1983:19-22.
[3]电力行业电测量标准化技术委员会.DL/T 448—2000电能计量装置技术管理规程[S].北京:中国电力出版社,2001.
[4]全国交流电量计量技术委员会.JJG 596—1999电子式电能表[S].北京:中国计量出版社,2001:1-19.
[5]电力行业电测量标准化技术委员会.DL/T 614—2007多功能电能表[S].北京:中国电力出版社,2007:1-18.
[6]内蒙古超高压供电局.内蒙古超高压供电局电能计量现场作业指导书[S].呼和浩特:内蒙古超高压供电局,2013.下载本文