电能计量管理(精选8篇)
工作中的五率包括:校验率、轮换率、高压电能表调前合适率、故障差错率和PT二次回路压降测试率。
2、电能计量管理系统一、通用的电能计量管理平台电能计量管理系统在当前流行的Windows9X/2000/NT操作系统下采用性能先进的PowerBuilder工具开发,支持Oracle、Sybase、SQLServer等各种大型数据库和各种计算机网络。
电能计量管理系统以电能计量器具台帐管理为核心,不仅包括器具安装、轮换、缺陷、报废、检定等运行情况管理,而且包括计量人员管理与计量标准器管理。另外与电费管理、业扩报装管理有数据接口,可保持系统一致性。
二、电能计量管理系统主要功能1.系统设置:对电能计量管理系统中涉及的计费电表类型、计量器具代码、供电企业的科室、班组、分组等进行统一分类编码。
2.代码管理:分为标准代码和用户代码管理。标准代码指有关上级部门和标准机构指定的代码,主要包括计量器具的标准分类、电源分类、检定类型、检定周期、装置类别、装置种别等的代码。用户代码指用户自行定义的有关代码,包括变台形式、表计生产厂家、检定人、表计型号等。
3.登记建卡:对新购器具和已经存在的计量器具进行登记管理。内容包括器具的生产厂家、类型、精度、检定类型、检定周期等,安装情况,使用情况,报废情况等。同时对供电企业使用最多的电能表、电压电流互感器等器具输入该器具的用户、连接的配变、相别、倍率等详细信息。
4.运行管理:自动生成部门计量器具轮换报告,对器具更换产生的剩余电量进行计算,建立与“电费电量管理系统”的接口。
①、器具轮换:对器具按其轮换周期进行轮换管理。
②、器具缺陷:登记器具缺陷情况,对缺陷换表情况进行处理。
5.器具检定管理:对器具按其检定周期进行检定管理,记录检定情况。
6.标准器具管理:对计量标准器进行入库、状态管理。
7.计量人员管理:对计量专职、兼职人员情况进行管理。
8.综合报表管理:对器具入库、运行情况进行综合统计,生成各类管理报表。
1 控制电能计量表误差存在的重要性
自从电力普及以来, 人们日常生产生活就离不开对电的需求了。电能作为一种“非可见”的能源资源, 统计其使用量的方式是通过电能表的计量来实现使用额度的。
电能与人们生活休戚相关, 利用电能计量表计量人们日常生产生活中使用电能的多少去进行相应的费用收取是供电部门与用电客户进行结算的主要方式, 但是在对用户电能使用量进行统计结算时, 电能计量表产生的误差不仅会影响到用户的利益, 同时也会从经济效益上对供电部门产生一定的损害。当在统计过程中出现误差时, 会导致计量表计量出来的数值有大有小, 当计量表数值计量多了的时候, 会影响到供电部门的经济效益, 长此以往的受损积累, 更是对供电部门效益的严重伤害。总的来说, 电能计量表在电能统计时存在误差的大小不仅影响了供电部门的经济效益, 还影响了用户在电力使用中的权益以及在与用电部门双向交易中的平等性, 更会对供电部门后续的发展产生严重影响, 因为供电部门也需要靠收取人们的电费去维持供电的相关服务。
近年来, 随着国家对电力行业的大力支持, 我国的供电、计电体系不断完善, 电力市场也不断发展, 对电能表计量的准确度有了更高要求。研究电能表计量在电能数据统计上存在的误差问题成为保障供电部门和用户两者之间和谐关系与共同利益的重要课题, 控制电能表计量误差在当下已是越来越重要, 解决电能表计量误差存在的问题已是当务之急。
2 造成电能表计量误差存在的主要因素
2.1 电流、电压、温度的变化
造成电能计量表在数据计量时产生误差的首要原因是电能表中电流、电压以及温度的变化。电能表中的电流与外界线路上的电流量存在差异, 这会导致电能表所显示的用电度数与用户自身所消耗的用电度数完全不一样, 造成电能表计量误差的存在。同理, 由于电能表中的所加载电压与外界线路上产生的电压是不同的, 所以造成了电压表中转动滑轮比例的改变, 导致电能表计量上出现偏差, 最终造成电能表计量上的误差产生。除此之外, 电能表内温度的变化也是主要影响因素之一, 因为电能表内部是用一定温度的, 但是同时电能表内部又有电流通过, 这样会造成电能表内部温度的改变, 随着温度改变又会反作用于电能表中的电流与电压, 最后导致计量误差的产生。
2.2 电能表同一线路中电压的不对等
电能表内部同一线路中电压的不对等是影响电能表计量精确度的次要原因。这里有两种情况会导致误差的存在:第一种是当电能表内的附件很多存在差异时, 由于附件在同一线路上, 同一个电压与电流在通过时会使诸多不一样的附件产生不均衡的影响, 进而使转动滑轮产生改变而导致误差的发生;第二种是当电能表中的附件一样时, 同一个电压与电流在通过时不会对一样的附件产生不同影响, 但是在电压不对等时, 转动滑轮还是会发生改变, 依旧影响计量的精确度。
2.3 电能表设置位置的倾斜
电能表安装时不注意固定导致电能表设置的倾斜也是电能表计量误差存在的重要原因。电能表在正常工作的状态下受到意外的震动或者碰动, 导致电能表位置的倾斜而影响到计量表原本的正常运作状态, 进而影响电能表的计量。由于电能表内部元件在安装时不够牢固, 或电能表使用时间较长, 元件老化, 因此在受到外界意外触碰时容易脱落, 这些都是影响计量准确度的重要因素。此外, 还有一个因素是电能表内部设置的转动滑放置因电能表倾斜而随之出现倾斜, 导致增大了转动滑轮在轴承中的位移, 同时也增大了电能表计量误差的范围。因为电能表计量所规定的计量标准, 计量时能承受的最大误差只有当通过的电流小于40%标定电流的时候, 此时电能表因位置倾斜所造成的计量误差完全在可忽略不计的范围内。所以在进行电能表安装时, 应该仔细的检查转动滑轮的摆放位置是否在电能表的中间位置, 防止倾斜所造成的误差存在。
3 控制电能表计量误差存在的策略
在分析了造成电能表计量误差存在的主要因素之后, 控制电能表误差存在的问题就有了针对性的解决策略。通过相关问题采取相应措施, “对症下药”才能“治标”又“治本”, 对于改善电能表计量的误差状况, 促进供电部门经济效益的提高, 完善对用户的服务体系是十分有意义的。
3.1 认真检查电能表的性能及运行状态
要想有效的控制电能表计量的误差, 首要的是注意在细节方面的考量与检测。在对电能表进行误差修正时, 应该认真检查电能表的运行状况及其性能。直接观察电能表的运行状态、对电能表进行性能上的检测试验、对性能的转动滑轮进行测验等都是检查电能表能否正常工作的方法。
3.2 提高检测人员的专业素质, 增强他们的责任心
上述所说的检测方法离不开专业电力工作者的技术支持。有时电能表检测不精确是由于检测人员的粗心大意导致的。这就要求提高检测人员的专业素养与专业水平, 增强他们的工作责任心, 因为检测人员最重要的工作就是维护电能表的正常运行。
3.3 采用较低负荷的电能表进行计量
选择较低负荷的电能表进行计量的优势在于可以将用户在单位时间内消耗的电能以及吸收的谐波数量完全统计, 不仅可以减小误差产生概率, 而且计量效果较为精确。
3.4 电能表内部元件要到达相应标准
有时候, 造成电能表计量存在误差的问题是由于电能表内部元件在出厂之前没有达到相应的标准就被投入到使用中, 元件不达标甚至会造成整个电能表工作的瘫痪, 更不用说严重影响电能表的计量准度了。所以在对电能表进行计量误差修正时, 应该采用严格标准, 使其符合国家规范要求, 为用户节约成本。
4 结束语
随着我国电力系统的不断完善, 研究出准确精度更好、控制误差更强的电能表计量器已是当务之急。这对于促进我国电力市场的可持续发展, 保障人民群众与供电企业的共同利益, 提高检测工作者的检测效率都具有重要意义。
摘要:随着用电规模的增大与用电量的增加, 电能计量表在电力工作中所起到的作用越来越关键, 这是关系到群众与企业共同利益的重要环节。但是在利用电能表进行电能统计时, 由于各方面的因素, 总是会存在定的计算误差, 这些误差有可能影响到供电企业与用电用户的合作关系, 所以电力工作者应该重视误差存在的问题。文章主要分析了电能表电能计量误差存在的原因, 并针对这些问题提出些简要的策略。
关键词:电能表,电能计量,误差,分析
参考文献
[1]王健.如何提高电能计量的准确度[J].农村电气化, 2010 (3) .
[2]王榕模, 张萌, 姜洪浪, 等.电能计量设备现状、发展方向及新技术应用[J].仪表技术, 2010 (2) .
[3]黄.浅析影响电子式电能表计量准确的干扰因素及解决措施[J].江苏现代计量, 2008 (5) .
【关键词】电能;计量;管理;探讨
目前人们对电能的依赖程度越来越大,电网设计更为复杂,规模不断扩展,给电力部门电能计量管理提出了新的要求,为此电力部门应注重运用新的电能计量技术构建智能化变电站,不断提高电能计量管理水平。
1.构建智能化变电站电能计量系统
1.1智能化变电站电能计量组成
智能化变电站电能计量系统由众多电气元件和传感器组成,例如,符合IE6044-8、IE6044-7标准要求的电子式电压互感器、同步时钟GPS同步信号以及合并单元等,其中合并单元与电子式电压互感器之间的数据传输格式采用IE6044-7标准要求的FT3格式,另外一些模拟小信号的信息传输采用合并单元内采样方式。工作时系统中的合并单元将采集来的数据进行合并处理,并按照IEE802.3规定要求将其以100Base-FX方式向外界传输。
1.2智能变电站电能计量工作原理
智能变电站电能计量严格遵守IEC61850-9-1标准设计应用服务数据单元,其内部包含采样计数器、采样值状态字、采样率等信息,并按照一定的规则对这些数据进行处理。
另外,为了达到和传统电子式互感器的接入系统计量数据保持一致的目的,可将应用服务单元中要求的额定电流、额定电压定义为传统电子互感器的二次侧转化,这样便可计算出电网频率、无功功率、不同元件的电流、电压。
1.3智能变电站电能计量表检错纠错设计
智能变电站电能计量表在传输采样值时,如CRC校验发生差错或信号受到外界干扰容易导致一次侧的模拟量与二次侧表计数字量的映射发生差错,进而丢失采样点。为避免这种不良情况的发生,计量表的计量算法具备对丢点进行补偿处理的功能,该功能一般通过牛顿插值法或拉格朗日插值法实现。具体采用何种方法应综合分析丢点前后的数据信息,并参考采样计数器中的信息。实践论证,通过对丢点后与利用差值补偿后电能计量误差分析,结果两种情况的功率误差相差8%,由此可知完整的采样能明显提高电能计量表的准确性。
1.4智能化变电站电能计量系统误差分析
智能化变电站电能计量系统与传统计量系统相比在防止线路干扰,减小表计到互感二次侧间的传输损耗具有较大优势,它不再将内部ADC、TA、TV转换引起的误差涵盖在内。
智能化变电站计量系统与传统的计量系统相比准确度有了很大的提升。另外,以数字方式输入的表计能够记录与合并单元相连的光纤连接事件信息,同时还能记录连接在表计外部的电源连接事件信息,从而给表计的自我维护和故障诊断提供了良好的数据参考。
1.5智能变电站的电能表
1.5.1电能表原理分析
设计智能变电站的电能表时运用了较为流行设计方法:采用中央处理器和数据信号处理器相融合的框架,实现了数字信号处理器较强数据处理功能,和中央微处理器能够管理复杂事务能力的结合。从网络接口芯片获取有关合并单元的信息,然后将其传输给处理单元实现电能相关信息的计算,并将其和中央微处理器提供的数据进行交换,进而完成较为复杂的人机交互、数据处理、表计显示等。具体流程如图1所示:
1.5.2电能表的运用的技术与性能指标
该系统中的电能表采用的处理芯片为DSP,其运行速度能够达到600MISP,并且功耗非常小,同时运用了工业级接口处理芯片。运用的技术包括电子式互感器相角补偿技术,而且计量算法为自主式。
1.6智能化变电站电能表检测系统
智能化变电站电能表检测系统由辅助电源、误差采集模块、高精度模拟输出设备、PC机等部分构成,其中高精度模拟输出由6路同步DA输出系统组合而成,能够达到16位精度标准要求。该设备的控制主要由PC机中安装的上位机软件负责,能够输出满足IEC60044-7标准的高精度信号信息。同时利用误差采集器对表计的脉冲输出进行采集,然后由数据处理系统将该信息传输给上位机进行误差检验,最后将采集而来的脉冲信息与理论脉冲信息进行对照计算出表计的误差值大小。
2.提高电能计量管理其他措施
电力企业除了构建智能变电站系统加强电能计量管理外,还应综合使用其他管理措施,实现进一步提高电能计量管理水平的目的。
2.1推广应用智能电表
智能电表不管在采集用户用电信息还是在防止电损方面,与传统电能表相比有较大优势。智能电表集成了自动控制、数据处理、电能计量等多种功能,能够及时检查用户用电信息,并将其反馈给用电管理部门,为用电管理部门进行合理的供电调度提供有效的参考信息。另外,智能电表能够有效组织窃电行为的出现,最大限度的较少电能的不必要损失,维护电力企业以及用电管理部门的权益。
2.2注重PT二次降压测试
PT二次降压能够给电能计量造成严重的影响,导致电能的大量流失。为此用电管理部门应结合负责区域的电网情况,定期测试PT二次降压情况,尤其针对压降降低较为显著的用户应采用有效措施及时进行调整,避免电能的流失,提高用电管理部门的经济效益。
2.3注重用电管理终端的推广
用电管理终端与电能表结合起来使用,能够监测和控制用户负荷情况,实现预付费管理和自动抄表功能,能够大大降低抄表人员的工作量,提高用电管理部门的工作效率,为此用电管理部门应结合实际情况,推广应用用电管理终端。
3.总结
电能计量管理对促进电力部门的长远、稳步发展具有重要作用,为此应结合用户供电需求,积极寻找提高电能计量管理的新方法,通过构建智能化变电站、推广应用智能化电表以及用电管理终端等,推动电能计量工作的迈向新的台阶。 [科]
【参考文献】
[1]陈星.关于加强电能计量管理措施探讨[J].科技创新与应用,2013(23).
[2]杨清.电能计量管理的现状与问题探讨[J].通讯世界,2013(11).
1总则
本办法规定了供电公司电能计量标准的管理内容及工作要求,适用于市供电有限公司电能计量标准的管理。
3职责与分工
3.1营销部
组织制定公司系统电能计量标准的配置、更新、改造规划和计划;组织建立公司电能计量量值传递体系。
3.2电能计量中心
建立、使用、维护公司电能计量标准;制定并实施本中心电能计量标准、设备的配置、更新、改造计划;开展公司电能计量标准量值传递和量值溯源工作。
3.3计量检定班
组织制定公司电能计量标准建标、复查、更换、封存、撤消及恢复等工作;负责提交电能计量标准申报材料,由省公司营销部电能计量中心统一报送主持计量标准考核部门办理相关手续。
4管理内容及要求
4.1总体要求
4.1.1电能计量中心应按照电能量值传递体系,建立相应的电能计量标准,有效开展电能计量标准量值传递和量值溯源工作。
4.1.2公司电能计量标准量值应溯源至省质量技术监督局。
4.1.3电能计量中心应明确计量标准负责人,负责本中心电能计量标准的建标、复查以及电能计量标准的使用、维护、溯源和相关技术档案的管理工作。
4.1.4电能计量标准应按照《计量标准考核规范》(JJF 1033)要求,经过考核合格并取得《计量标准考核证书》后才能开展检定工作。
4.1.5电能计量中心应按照《计量标准考核规范》和相关计量检定规程和技术规范要求制定计量标准建标、复查计划及计量标准装置、标准器和主要配套设备的周期检定(检测)和期间核查计划,以确保计量标准量值准确可靠。
4.2电能计量标准的建立
4.2.1新建电能计量标准应具备以下条件:
4.2.1.1计量标准器及配套设备应根据计量检定规程和相关技术规范要求合理配置,并经有效溯源取得计量检定或校准证书;电能计量标准应当经过一段时间试运行,并经重复性及稳定性考核合格。
4.2.1.2实验室应根据计量检定规程或技术规范的要求和实际工作需要,配备必要的设施和监控设备,并对温度、湿度等参数进行监测和记录。
4.2.1.3相应的检定项目至少配备两名持《计量检定员证》的检定人员。
4.2.1.4按照《计量标准考核规范》(JJF 1033)要求制定完善的管理制度。
4.2.2新建电能计量标准应按照《计量标准考核规范》(JJF 1033)要求填写《计量标准考核(复查)申请书》和《计量标准技术报告》,上报省公司营销部电能计量中心。
4.2.3电能计量标准建标考核由省公司营销部电能计量中心组织安排,电能计量中心配合主持计量标准考核部门开展建标考核工作。
4.2.4新建电能计量标准经考核合格,并由主持计量标准考核部门发给《计量标准考核证书》后,方可正式投入使用。
4.3电能计量标准的使用
4.3.1使用中的电能计量标准应具有有效期内《计量标准考核证书》。电能计量标准器及主要配套设备均应有连续、有效的检定或校准证书。
4.3.2电能计量标准实验室环境条件应满足相关计量检定规程或技术规范的要求。
4.3.3电能计量标准应配备完整的使用说明书、操作规程及相关作业指导书等,上述技术资料的存放位置应方便操作人员的取阅。
4.3.4电能计量标准发生异常、故障时,应立即停止使用,直至修复并通过检定或校准表明能正常工作后,方可重新使用。电能计量标准异常、故障及维修等情况应有相应的记录。
4.3.5电能计量中心实验室内的电能计量标准不得外借。特殊情况需外借电能计量标准器及配套设备时,需经电能计量中心负责人许可并办理借用手续。标准器及配套设备归还时,应对设备进行全面检查,确定完好后方可接收。
4.3.6现场用电能计量标准器及主要配套设备在领出前和返回后应检查其完好性,在运输过程中应采取防震、防雨、防潮措施。
4.3.7电能计量中心每年应进行一次电能计量标准设备清点工作,并做好相应记录,确保设备台账完整且与实物相符。
4.4电能计量标准的维护
4.4.1电能计量标准应按照《计量标准考核规范》(JJF 1033)
要求建立完整的技术档案,并由专人负责档案的保管及档案信息的实时更新。技术档案应包含以下内容:
4.4.1.1计量标准考核证书
4.4.1.2计量标准考核(复查)申请书
4.4.1.3计量标准技术报告
4.4.1.4计量标准的重复性试验记录
4.4.1.5计量标准的稳定性考核记录
4.4.1.6计量标准履历书
4.4.1.7国家计量检定系统表
4.4.1.8计量检定规程或技术规范
4.4.1.9计量标准操作程序
4.4.1.10计量标准更换、封存或撤销申报表
4.4.1.11计量标准器及主要配套设备使用说明书
4.4.1.12计量标准器及主要配套设备的检定或校准证书
4.4.1.13检定人员的资格证明
4.4.1.14实验室相关管理制度
4.4.1.15检定原始记录及相应检定证书副本
4.4.2电能计量标准器及主要配套设备应按计量检定规程和相关技术规范要求定期送检,送检应由专业人员负责,并做好运输途中的防震、防雨、防潮工作。检定后应按照相关规定粘贴电能计量器具彩色标志。
4.4.3电能计量中心应按照期间核查计划和相关作业指导书要求开展电能计量标准器期间核查工作。
4.4.4每套电能计量标准均应明确专人负责日常保管和维护工作。
4.4.5电能计量标准每年至少开展一次重复性、稳定性考核和测量不确定度验证。当重复性、稳定性考核不合格或测量不确定度验证结果异常时,应立即停止计量标准的使用,直至修复并通过检定或校准表明能正常工作后,方可重新使用。
4.4.6使用中的电能计量标准,应在《计量标准考核证书》有效期届满前 6 个月提出复查申请,上报省公司营销部电能计量中心。
4.4.7电能计量标准复查考核由省公司营销部电能计量中心统一组织安排,电能计量中心配合主持计量标准考核部门开展复查考核工作。
4.4.8电能计量标准经复查考核合格后,方可在主持计量标准考核部门核定的《计量标准考核证书》延长有效期内继续使用。
4.5电能计量标准的更换、封存、撤消和恢复
4.5.1电能计量标准的更换应根据以下三种情况分别办理相关手续:
4.5.1.1更换计量标准器或主要配套设备后,如果计量标准的不确定度或准确度等级或最大允许误差发生了变化,应按新建计量标准向省公司营销部电能计量中心提交建标考核申请材料。
4.5.1.2更换计量标准器或主要配套设备后,如果计量标准的测量范围或开展检定的项目发生变化,应按复查计量标准向省公司营销部电能计量中心提交复查考核申请材料。
4.5.1.3更换计量标准器或主要配套设备后,如果未发生上述两种情况,则只需填写《计量标准更换申报表》并提供相关技术资料,上报省公司营销部电能计量中心。
4.5.2电能计量标准在有效期内,因计量标准器或主要配套设备出现问题,或计量标准需要进行技术改造或其他原因而需要暂时停用或不再使用的,应向省公司营销部电能计量中心提交申请,办理封存或撤销手续。
目前所采用的计量电能方式,在谐波情况下并不能准确反映被计量用户实际所消耗的电能,而谐波在电网中是广泛存在的,必须应用合理的技术手段来对现有的计量表计和计量方式进行改进。
1.对电能计量表的改进措施
因为目前大多数用户均为非线性用户,能够测量出用户向系统中发出的谐波功率,以及他们从系统中吸收的谐波功率,是准确计量的关键部分。只有准确计量用户发出和吸收的谐波功率才能够准确对用户的用电水平和其对电网所造成的影响进行评价。 为了能够准确地计量用户吸收和发出的谐波应该在电能表技术中引入谐波源的判断和
识别技术目前主要有基于功率潮流和谐波阻抗的谐波源辨识和检测的方法,如功率潮流法、临界阻抗法、微分方程法、基于最小二乘法以及基于全球定位系统(GPS)等谐波源辨识方法。应用这些谐波源辨识技术在电能计量中,则能够对用户所吸收和发出的谐波功率进行更准确的计量。
针对冲击性负荷,由于数字式计量表中所采用的FFT在时域中没有局部变化的能力,所以可以考虑将具有良好时-频局部变化特征的小波变换应用在电能表中,两种方法结合使用,以计量在冲击性负荷的情况下,用户所消耗的实际电能。
2.对计量方式的改进措施
1 谐波计算的意义和背景
如何精确的计算谐波电能, 电流传输过程中谐波电能造成的消耗又应该由谁来承担, 以及这部分在传输过程中耗损的电流应该使用怎样的计价标准, 并且这个过程中所发生的冲击电流符合的问题也没有得到任何的重视, 但是这些问题却都是亟待相应的对策来解决。所以, 有部分学者针对这一现象提出了在电流的计费过程中, 应该考虑到电能质量的因素。
本篇文章通过电能测量的过程来进行分析, 并且仔细研究了在谐波的影响之下对家庭的数字式的电能表所造成的计量差异以及暂态情况之下的电能准确计量问题, 针对用户对电能的使用过程中有使用电能转换等问题, 对目前的电能计费模式提出了以下几点建议。
2 有功电能计量模型
一段时间内的有功电能可以表示为
式中:P——平均有功功率;T——计量时间。只要计算出某段时间有功功率的平均值, 就可以得到这段时间的有功电能。在此以三相四线制对称系统为模型, 讨论有功功率 (电能) 的计量。在理想三相对称电路中, 存在一个特殊的特性:任意时刻三相瞬时功率之和等于三相电路中的平均有功功率。但是, 当电路中含有谐波分量时, 任意时刻的瞬时功率之和可以表示为电路中的平均功率与功率的交流分量之和。有功功率是瞬时功率在一个周期内的平均值, 因此只要求出瞬时功率就可求出有功功率。
3 有功电能的误差分析
全数字式电能表有功电能检测框图。为了满足采样定理, 在检测通道上, 通常要用到前置低通滤波器。前置低通滤波器的截止频率可按需要设定。前置滤波器的使用不可避免地带来了测量误差。其一, 由于同频率的电压、电流会产生有功电能, 因此对高频分量的滤除有可能去掉一部分有用信息。但由于高频分量的不确定性, 这个误差是没有办法估计的。其二, 前置滤波器的使用必然会使不同频率的信号分量产生不同的相移, 改变了功率因数角, 产生计量误差。按传统计算有功功率的方法。
下面探讨前置滤波器对有功功率的测量造成的误差。首先讨论理想状态下的情况。电压电流的有效值均为1, 阻性负载, 选择前置滤波器为两阶巴特沃思模拟滤波器, 截至频率为1000Hz。
研究发现, 实际的有功功率为3, 由于前置滤波器有动态响应过程, 会产生一定的相位延时, 因此在积分时会产生一定的误差, 在开始的一个周期中经过前置滤波器算出的有功功率为2.93, 相对误差达到2.3%, 误差相当大。不除以时间, 只算积分, 产生的绝对误差为0.0014。两个周期的结果, 经过前置滤波器算出的有功功率为2.965, 不除以时间的绝对误差仍然为0.0014, 但有功功率的相对误差缩小了一半。由此可以看到0.0014是由前置滤波器所产生的延时造成的, 并且有功功率的相对误差随着积分周期数的增加以2的指数规律递减。因此5个周期求一次有功功率, 相对误差减小到0.14%, 就已经能满足0.2级电能表的要求了。如果考虑实时性, 可以将相位延时误差在数据处理模块中进行补偿。各次谐波均会产生不同相移, 处理方法可与基波下的处理方法相同。
再考虑含有高次谐波的情况, 电压、电流的频率成分相同, 含有50Hz、2800Hz。50Hz的基波有效值为1, 2800Hz的谐波有效值为0.1, 为方便计算取相位均相同。前置滤波器为两阶巴特沃思模拟滤波器, 截至频率为1000Hz。
可以发现, 实际有功功率为3.03, 经过前置滤波器后计算的有功功率为2.966。由于基波产生的误差为0.07, 因此谐波经过前置滤波器后有功功率由0.03衰减到了0.006。假如将基波产生的误差进行补偿, 则由于滤波所产生的误差接近0.2%, 满足计量要求。但这个误差是会变化的, 高次谐波的频率越接近前置滤波器的截止频率, 幅值相对于基波的比例越大, 以及高次谐波的占有率越大都会使这个误差变大。
4 关于电能计量与计费问题的讨论
总的功能和谐波功率便是代数之合, 现目前绝大多数厂家对于谐波电能耗损应该如何计费没有一个明确同意的标准, 从而导致了目前各个厂家之间的有功电量计算的电表存在着相当大的差异。现在市场上的供电系统通常使用的都是感应式的电能表以及电子式的电能计量表。感能式的电能计量表在工作的过程中, 它的运作原理构成就决定了电压以及电流必须理想的环境状态之下才能够有优良的工作性能。这是由于感能式的电子计量表示属于非线性的, 只有电能表中存在谐波之时, 改电能计量表既不是电能基波所产生的有功也不属于基波与各个层次的谐波在单独的用功时所产生的电能量之和, 而电子式的电能表, 由于其所使用的电能计算方法相当不统一, 各式各样, 种类繁多, 并且电子式的电能表之中, 大多数都属于直接模糊的计算出一个总体的有功值, 但是这些都不能够完整的反应出用电用户的所真正使用的电量。
5 结论
对于具有冲击性的电能负荷来说, 由于在电流传输的过程加大了线路对电流的容量, 从而导致了电网中的电压不稳定, 发生波动, 同时会引发电能的计量表出现计量误差, 数值不精确。所以, 在对这些负载进行计量时, 分别要从动态以及稳态进行测量, 在过程中药使用电能基波功率、电能谐波功率以及电能动态功率进行分开计算, 针对每个测得的数据, 使用不同的收费价格和政策。要完全的将稳态与动态电能进行分开计量和计费的问题, 就必须要解决在电能的质量测定的技术性因素。真正实现电能计价的精确化, 需要电力业界以及全社会的共同努力, 在发展过程中不断的研究出更加公平合理性收费标准和政策。
摘要:如何计算电力市场条件下, 计算谐波能量和瞬态能量, 谐波能量和瞬时功率, 谁承担能耗的损失, 而这部分的损失采纳的怎样计费标准, 是亟待解决的问题。首先分析了组成的瞬时功率, 从而得到有功功率公式, 然后将预过滤器对电能计量影响的程度, 瞬态情况下的电能计量问题和用户类型到对电能的转换所产生的便后, 最后针对有用功的计费问题提出了一些建议。
【关键词】电能;计量工作;管理;计量法
随着社会生产力和生产关系的发展,电力营销市场也出现了根本性质的变化,其由原来的卖方市场逐步向买方市场转变,与此同时要求电能计量检验部门要以第三方的身份做出公平、公正的工作立场,并且在工作的过程中要不断的引入新技术、新理念,确保计量管理工作能够适应时代发展潮流的新要求。就目前社会发展现状分析而言,我国的电力计量工作和管理模式不尽规范和合理,各地纷纷以本地的原有的管理方式和实际情况为基础建立了一项新的管理模式。
1.电能计量概述
1.1电能概念
电能是国民经济发展中工业、商业以及人民生活中的主要能源之一,我们具有想象得到在现在社会中,一个没有电的社会是什么样子的。新世纪,电能在现代化社会应用越来越广泛,不管是从工商业、交通运输业还是农业以及日常的人们生活与生产,都离不开电力资源的支持与配合。电能的生产和其他产品不同,其主要的生产和传输特点在于由发电厂进行发电,在通过电力部门进行电力分配和供应,最后通过这三个部门连接形成一个系统、全面的供电系统。在供电工作中若要保证电力输送的连续、可靠完成,就必须确保这三个系统紧密相连,缺一不可。
1.2电能计量管理概念
电能计量管理是以突出电能计量的管理作为主要的保证作用来对电力计量工作进行管理的,是以法制与体系管理相结合形成的一种综合性管理模式和管理技术,也是现代化电能计量工作中提高电力输送系统和水平的主要途径。在目前的电力计量工作中是一种以紧密结合计量器具的研制为主,以实施计量标准和计量标测为要求、以计量用户为核心和以计量设备的全部控制为目的的关里模式,在通常情况下,这种管理方式又是一种行政管理模式和管理手段,更是在此基础上实现总体水平,提高计量管理的若干工作活动。在目前的电力计量管理工作中,其工作核心是以电力计量装置为主的,是以用户利益和关键的,同时这种电力企业工作与未来社会发展息息相关、紧密相连,所以在工作中单独的认为其是电力部门内部管理就显得片面了,因此我们在工作中应当将社会、企业以及用户等各方面利益都紧密的联系起来,形成一个统一的整体,进而促进管理模式的健康、健全发展。
2.行政管理发展过程及现状
电能计量工作本身就是一种具有着一定特殊性能的电力工作,其在电力管理工作中一直以来都是代表着国家和政府对电力管理工作提出的新要求、新方法,因此此项工作一直由电力部门的电测机构进行。
1985年9月6日《计量法》颁布后,中国的计量工作揭开了新的篇章。根据《计量法》的要求,计量工作必须纳入法制管理的轨道,计量法规体系和相应的计量监督、技术保障、计量单位等都必须与国际惯例接轨,才能适应中国参与国际经济贸易大循环的需要。随着经济体制改革的深入,建立社会主义的市场经济需要规范市场计量行为,净化市场环境,强化市场监督,这样才能保护国内外消费者利益。科学技术的进步,国民经济的迅速发展,对计量工作提出了更高的要求。企业经营机制的转换和现代企业制度的建立,也迫切需要加强计量基础工作,以提高产品质量,增强产品在国际市场上的竞争能力。
国家质量技术监督局就授权问题多次召开系统内的专题研讨会统一思想,提出三条原则:计量系统有能力的地方,校表工作自己干;计量系统只有部分能力的地方,联合电力企业合作校表;计量系统没有能力的地方,授权电力企业校表。
2001年1月,国家计量局以第15号令发布《法定计量检定机构监督管理办法》,同时颁发了《法定计量检定机构考核规范》。按该管理办法的规定,电力部门电能计量检定机构即不具有法人资格,也不是独立建制。很显然,如果要取得政府计量监督管理部门的授权,就必须对现有体制进行改革以满足授权条件。2006年开始,各省电力公司纷纷先将原各省电力科学研究院下属的计量电测室改制为电能计量检测中心,依旧担负着各供电公司标准计量装置的量值传递的上源和技术管理工作。而各市局供电公司下属的电能计量管理所组织成立以了电能计量检测所或电能计量检测中心。并统一在各省质量技术监督局以《法定计量检定机构考核规范》的要求下,进行考核。考核合格后,出具了正式的电能计量检定授权证书,以此作为各电能计量检测所的合法检测的依据。这种行政管理方式是现行的较普遍的电能计量行政管理模式。
3.技术管理发展过程及现状
1982年水利电力部颁发《电能计量装置管理规程(试行)》(以下简称《管理规程(试行)》),实施计量装置改革的过程中,在电能计量装置的改造和电力改革的前提下,为了避免重复变换和不必要的浪费,一般通过各种手段和措施来防止用户偷电的存在。对电能计量装置的管理明确提出了以下要求:
(1)电能计量装置的准确性除与电能表有关外,还与计量用电压、电流互感器以及有关的二次回路等有关。
(2)规范了电能计量装置管理、检定的场所和设备依在具备的基本条件。
(3)对电能计量装置的分类、准确度等级配置,以及电能计量装置的主要器具及计量方式等提出了技术要求。
(4)1982年前电力企业未设专职人员管理电能计量工作,管理比较松散,又没有统一要求,所以也不被重视。为改变这种状况,《管理规程(试行)》中首次提出了设置电能计量专职管理岗位,配备专职人员。《管理规程(试行)》颁发后,各级电力部门均设置了电能计量专职管理岗位,配备了电能计量专职人员,并明确了电能计量专职人员的职责。
《中华人民共和国计量法》颁布后,一系列配套的管理规定发布实施,有关制造、检定电能计量器具的国家标准和行业标准也相继颁发施行,对电能计量装置管理提出了新的要求。《技术管理规程》适应了我国社会主义市场经济和电力体制改革形势的需要,明晰了管理权限及职责,积极采用了国际标准和国际先进的管理模式,提高了电能计量装置的技术管理水平,保证了电能计量装置的准确、可靠和电能量值的统一。
《技术管理规程》在编制过程中,主要参照了《电力法》及其配套法规、《计量法》及其配套法规、发达国家的管理经验、部门新产品的技术指标和运行统计数据;同时,尽量做到与现行相关标准的协调一致。
4.结束语
1.报装中的管理
用户供电方案应按照《中华人民共和国电力法》第二十七条、《电力供应与使用条例》中第六章规定:供用电双方应签订供用电合同,其中要求就计量方式问题要明确规定采用什么样的计量装置、安装的位置、如何安装;计量管理的责任(维修和保护责任)及计量装置产生误差的纠正办法的要求,在报装方案时,给予明确;例如在电能计量方式上应明确电能计量装置的装设地点、装设电压等级、电能表类型及专用互感器及二次回路等“用电计量装置表”的内容。2.设计审定中的管理
电能计量装置的设计审定的基本内容包括用户的电能计量方式、电能表与互感器的接线方式、计量器具的准确度等级、专用互感器及二次回路专用互感器的额定二次负荷及额定功率因数、电流互感器额定一次电流、电能表的标定电流、电能计量柜、电能表的安装条件、高压互感器及其高压电气设备的电气间和安全距离等;主要依据SDJ9《电测量仪表装置设计技术规程》、GBJ63电力装置的电测量仪表装置设计规范》。3. 电能表及互感器的选择
在设计时要遵循电能计量装置的技术要求进行选择。在农村,特别强调以下方面:
(1)准确度:由于农电大多数是IV类负荷,有功电能表选2.2级,无功电能表选3.0级,电压互感器选0.5级,电流互感器选0.5级或o.5S级。
(2)二次导线的选择:二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。连接导线的截面积由计算确定:电流二次回路,应按电流互感器的额定二次负荷来计算,但至少应不小于4(2.5)mm 2;电压二次回路应按电压降来计算,但至少应不小于2.5mm2。
(3)一次电流的确定:应保证其在正常运行的实际负荷电流达到额定值的60%左右,至少应不小于30%。(4)电压互感器二次回路压降应不大于额定二次电压的0.5%。
(5)关于安装电能柜的要求:对10kV以下三相线路供电的用户要配置全国统一标准的电能计量柜;35kV供电的用户宜配置专用互感器柜或电能计量柜,35kV以上线路供电的用户,应有电流互感器专用的二次绕组和电压互感器的二次回路,并不得与保护、测量回路共用。
(6)居民用户电能表选择:电能表额定容量的大小,根据用户负荷的高低来选择。用电负荷上限应不超过电能表的额定容量,下限应不小于电能表允许误差规定的负荷电流值。
【例5-1】 某家庭有彩电1台、80W,微波炉1台、800W,40W电灯泡5只,洗衣机1台、400W,电炊具800W。试问应配多大的电能表。
解 计算使用功率:P=80十800十5×40十400十800=2280(W)计算同时系数为1时,通过电能表的电流值:I = =10.4 答:可配单相220/6(12)A的电能表。
例5-2】 某动力兼照明用户,装电灯容量为1kW,电动机动10kW,用电的功率因数按0.8考虑,同时系数为1。试问选用多大的电能表? 解 计算三相电流: I= P / UIcos∮
=(1000+10000)/ ×380×0.8=20.8(A)
答:应选取一只三相四线3×220/380V,25A的电能表或3台30/5A电流互感器及3只5A的电能表。安装后的验收
(1)电能计量方式符合设计要求;(2)电能计量装置的接线正确、安装工艺质量尤其是接点、触点、熔断器等的接触良好;
(3)测量一、二次回路的绝缘电阻应合格,有电压互感器和电流互感器的单位要进行二次回路压降或二次回路负荷的测试;
(4)计量器具有有效期内的合格标志;(5)计量装置的接地系统; 运行中的管理
农村供电所电能计量管理,运行中的主要工作内容是掌握本地区和所辖范围电能计量装置中电能表、互感器的规格、形式和数量;根据本地区和所辖范围,对电能计量装置管理的业务安排制定计划,认真执行电能计量装置的周期轮换和检修任务,及时处理故障差错等。1.电能表的管理
(1)检定依据:根据DL448-91《电能计量装置管理规程》、SD109-83《交流电能表检定规程》进行。
(2)室内检定:包括新装和运行中定期轮换的电能表。农村用电中,电能表的检定一般要求用精度比被校表的准确度高3倍的校验装置(如:在检定2.0级表时,检定装置等级为0.6级),在规定的实验条件下,运用恰当的方法及必要的调整确定电能表准确度的等级。
检定内容:①直观检查;②启动试验;③潜动试验;④测定基本误差;⑤绝缘强度试验;⑥走字试验;⑦需量表需量指示器试验。重要项目是测定基本误差(检定方法可依据有关规程)。
由于电能表的检定是在规定条件下进行的,对安装和使用时中的表计都要满足规程中或生产厂家对安装条件的要求,使表计在实际运行中依然能保证其准确度的要求。要充分考虑如频率、电压、波形、温度、倾斜、自热等对影响电能表运行的外部主要因素,其中温度、倾斜、自热与安装的环境直接有关。
(3)轮换周期:执行规程中关于安装式电能表第IV类电能计量装置的规定,如2.0级。
(4)现场检验:按规定的检验周期,在电能表安装现场用实际负荷对其进行检验。实际负荷要求为:通入标准表的电流不低于其标定电流的20%,现场的负荷应为实际的经常负荷,当负载电流低于被检表的10%或功率因数低于0.5时,不宜进行误差测定。
现场检验条件还要符合对电压、频率、温度等的要求。检查内容:①在实际运行中测定电能表的误差;②检查是否有计差错,计量方式是否合理;③检查电能表与互感器二次回路连接是否正确。为满足现场检验的需要。许多厂家还生产了不同类型的现场检验设备,如ST9040E多功能电能表等。2.互感器的管理
1)依据DL448-91《电能计量装置管理规程》、JJG313-94《测量用电流互感器》、JJG314-94《测量用电压互感器》的规定进行检定。
2)实验室检定内容:①外观检查;②绝缘电阻的测定;③工频电压试验;④绕组极性的检查;⑤退磁(电压互感器不做);⑥误差测定。检定方法可依据上述规程。
由于互感器的检定是在规定条件下进行的,对安装和使用时中的互感器都要满足规程中或生产厂家对安装条件的要求;要充分考虑如频率、电压、波形、温度、外界电磁场、二次回路的实际负荷等对影响互感器运行的外部主要因素。其中外界电磁场、二次回路的实际负荷与安装的环境直接有关。
3)轮换周期:按DL448-91的规定,互感器的轮换(现场检验)周期:至少每10年轮换一次,或现场检验一次;低压电流互感器,至少每20年轮换一次。目前,根据JJG313-94和HG314-94两个规程的要求,标准用的互感器室内检定周期一般为2年。
3.通过电能计量进行窃电行为的判定和处理
在《电力供应与使用条例》第三十一条明确规定禁止窃电行为并规定涉及计量装置的以下行为属于窃电行为:(1)绕越供电企业的用电计量装置用电;
(2)伪造或者开启法定的或授权的计量检定机构加封的用电计量装置封印用电;(3)故障损坏供电企业用电计量装置;
(4)故意使供电企业的用电计量装置不准或者失效。
在发现上述窃电行为时根据《中华人民共和国电力法》第七十一条规定:“盗窃电能的,由电力管理部门责令停止违法行为,追缴电费并处应交电费5倍以下的罚款;构成犯罪的,依照刑法相关条款追究刑事责任。”另外,在《刑法》第二百六十三条、第二百六十四条、第二百六十九条也都有明确的规定。农电计量管理人员要认真维护电力企业供电的权益,堵塞漏洞,对查获的窃电者,应对予制止,并可当场中止供电。窃电者应按所窃电量补交电费,并承担补交电费3倍的违约使用电费。拒绝承担窃电责任的,应报请电力管理部门依法处理。窃电数额较大或情节严重的,应提请司法机关依法追究刑事责任。因违约用电或窃电造成供电企业供电设施损坏的,责任者必须承担供电设施的修复费用或进行赔偿。因违约用电或窃电导致他人财产、人身安全受到侵害的,受害人有权要求违约用电或窃电者停止侵害,赔偿损失,供电企业应予协助。主要的故障及原因
1.电能计量装置发生故障的重点(1)互感器变比差错;
(2)电能表与互感器接线差错;(3)倍率差错;
(4)电能表的机械故障和电气故障(包括卡字、倒转、擦盘、跳字、潜动);(5)电流互感器开路或匝间短路;
(6)电压互感器熔丝断开或二次回路接触不良;(7)雷击或过负荷烧毁电能表或互感器;
(8)因计量标准器具失准造成大批量电能表、互感器的重新检定。2.电能表运行常见故障分析
电能表在投入运行时,由于运输、装接、雷击、湿潮热等影响及装配工艺、修理技术等原因,会出现一些故障,主要故障原因如下:
(1)过热烧坏。在统计故障退表中,60%以上是端钮盒烧毁。故障原因是长期过负荷使用,内引线在内接线端上未紧固,外引线端上、下螺钉未拧紧等引起局部发热,直到绝缘破坏,造成对地短路。
(2)计度器故障。故障表中30%为计度器的各类故障。主要是:①进位故障,在进位时发生卡字,尤其在轻载时造成圆盘呆滞或停转。②组装差错,包括齿轮轴、横轴连接片变形、铭牌或刻度盘松动脱落、传动轮组装错位、计度器传动比与铭牌常数不符;洗涤剂使用不当,使有关零件腐蚀生锈、部分紧固镙钉松动等造成。(3)表响(噪声)。表响对计量精度的影响不大,但产生的噪声对环境有影响,产生的主要原因是:①铁芯组装不紧凑;②电压线圈或防潜舌片及元件上的调整装置,漏磁气隙内所嵌的铜片、各类紧固螺钉松动;③转盘静平衡不好、上、下轴承不同心或宝石轴承等安装配合不好;④当上轴针的固有频率与50Hz相近时产生的谐振。
(4)预防电能表在无负荷时表空转。产生的主要原因有:①防潜装置失灵;②防潜钩松动、位移或断裂;③电磁元件安装不对称、倾斜;④轻补偿力矩过大;⑤三相相序与调整时的相序不一致。
(5)灵敏度不合格。表计起动不灵敏或不起动。主要原因是:①工作气隙中有铁屑等杂物;②转盘不平整,起动时有轻微碰盘;③转动部分安装或调整不合理或元件变形;④防潜动力矩调整过大;⑤计度器呆滞;⑥表计密封性差,致使蜗杆、轮、轴承等有油垢。计量装置的接线检查
计量装置的接线检查是为了保证经过修校调整准确的电能表在接入电路后计量准确的必要条件,主要检查互感器的极性、三相电压互感器接线组别、二次连接导线接线的正确。在带电检查时,应注意遵守安全工作制度,特别注意电流互感器绝对不允许开路;电压互感器绝对不允许短路。当与保护共用互感器二次回路,必要时,要请保护人员协作。
常见退补电量的计算实例
1.因计量装置误差超出范围的退补电量×K×B 式中G--电能表的实际误差值,负值表示表慢、应为补交电量,正值表示表块、为退电量;
K--电流、电压互感器倍率乘积;B--退补月数,起讫时间查不清时,电客用户最多6个月退补。2.电能表潜动退补的电量(kWh)3.因电能计量装置故障时的退补电量 如卡盘、卡字、电压线圈不通、电压互感器熔丝断等,并分如下情况进行处理。
照明用户应补电量= ×事故日数×(原表正常前1个月抄表电量/这个月的抄表用电日 数+换表后至抄表日的抄用电量/换表后至抄表日用电日数)
新装照明用户应补电量=自更换电表至抄表日用电量/用电日数×事故日数-故障期已交电量 3只电能表中1只或2只出现故障时,按下列公式计算应补电量: 1只故障应补电量=2只正确电能表当月电量/2-故障表电量
2只故障应补电量=1只正确电能表当月电量×2-2只故障表电量
1只三相电能表或3只单相电能表全部发生故障停止运行时,月用电量比较正常的按照
照明用户或新装照明用户办理,即月用电量不正常时,可根据用户的产品产量以及有关用电 记录等计算。
4.跳字应退电量按下式计算
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