数字化变电站贸易结算计量装置配置方案

Vol.27No.6　　　　　　　　　　　　　　第27卷第6期河北电力技术　　　　　　　　　　　Dec.2008　　　　　　　　　　　　　　HEBEIELECTRICPOWER　　　　　　　　　　　　2008年12月

数字化变电站贸易结算计量装置配置方案

TradeSettlementMeteringSystemConfiguration

SchemeofDigitalElectricSubstation陶　鹏1,高惠青2,葛洪健3,史　轮1,岳国义1

(1.河北省电力研究院,石家庄　050021;2.河北省电力勘测设计研究院,石家庄　050031;

3.沧州供电公司,河北　沧州　061001)

摘要:介绍数字化变电站电能计量装置的构成,指出目前数字化变电站计量系统作为贸易结算存在的主要问题,结合国内数字化变电站计量装置的现状,。

关键词:;;;感器

Abstract:Electricmeteringsystemsofdigitalelectricsubsta2tionareintroduced.Themainproblemsofusingdigitalelec2tricsubstationmeteringsystemsastradesettlementarepointedout.Combinedwiththesituationofcivildigitalsub2stationmeteringsystems,somelayoutprogramsareoffered.Keywords:digitalsubstation;electricpowermeteringdevice;tradesettlement;electronictransducer

。

),它是利用(简称“电子式互感器”电磁感应原理的Rogowski绕组以及串行感应分压

器实现的混合式交流电流电压互感器,原理见图1

。

中图分类号:TM933.4文献标志码:B

文章编号:100129898(2008)0620018203

图1　电子式互感器原理

1　概述

数字化变电站的计量装置完全不同于传统变电

站的计量装置,它采用数字化电流(电压)互感器取代传统互感器,光缆代替电缆,是进行系统运行测量、系统运行控制、设备运行保护和电能计量的信息采集和传输设备。

贸易结算计量用互感器和电能表属于国家规定的强制检定计量器具,对其进行检定的计量标准需要合法的量值溯源,其检定方法也应依据国家规程或行业标准。IEC61850标准中有数字化变电站通信网络和系统的总体要求、功能建模、数据建模、通信协议、项目管理和一致性检测等一系列标准。

电子式互感器的接口设备主要包括合并单元和扩展仪用传感器单元ITU。合并单元的主要功能是同步采集多路ECT/EVT输出的数字信号后按照标准规定的格式发给二次设备,其中包括光电式电能表。合并单元与二次设备的接口遵循IEC618502921串行单向多路点对点连接,即当向输入通

道数大于12路的合并单元发送采样数据时,可参照IEC618502922重新组织并发布。电子式互感器将

转换来的电压、电流信号发给合并器,再由合并器将这些数字信号送入光电式电能表,以实现变电站的电能计量。

电子式互感器具有以下优点:

a.Rogowski绕组实现的大电流传送,使电子

2　装置的构成

数字化变电站计量装置由电子互感器、光电式电能表、合并器、光纤传输通道等几部分构成,下面

式互感器具有无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特性好等优点,有利于新型保护原理的实现及提高保护性能,并解决了传统电压互感器可能出现

收稿日期:2008208201作者简介:陶　鹏(1979-),男,助理工程师,主要从事电力电测、计量方面的工作。

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铁磁谐振的问题。

b.采集器处于和被测量电压等电位的密闭屏蔽的传感头中,采集器和合并器通过光纤相连,数字信号在光缆中传输,增强了抗EMI性能,数据可靠性大大提高。

c.电子式互感器通过光纤连接互感器的高低压部分,简化了绝缘结构。以绝缘脂替代了传统互感器的油或SF6,互感器性能更加稳定,同时避免了传统充油互感器渗漏油现象,也避免了SF6互感器的SF6气体对环境的影响,无需检压检漏,运行过程中免维护。

d.的燃烧爆炸等事故;,e.,若出现通信故障或光电互感器故障,保护装置将会因收不到正确的校验码数据而判断出互感器异常。2.2　光电式电能表

a.传统的变电站计量装置二次回路中传输的

是模拟信号,而数字化变电站中的电子式互感器二

次回路均为光纤传输的数字信号,因此无法直接使用传统的标准互感器对其进行误差检测。

b.由于目前没有法定计量机构认可的标准光电式电能表,投入运行后,无法对其进行周期检测,因此不能满足DL/T448-2000的相关要求。

c.由于电子式互感器及光电式电能表的计量标准无法向上级进行溯源,也缺少检定或检验所依据的规程,。因此数字4　配置方案

4.1　几种配置方案比较

4.1.1　数字化装置和传统装置并列运行

电子式互感器、合并器、光电式电能表和传统电流互感器、电压互感器以及传统二次电缆和传统电能表并列运行,传统电能计量装置作为贸易结算计量装置。该方案中,贸易结算的计量装置有溯源性,有合法的检定规程,不会引起贸易纠纷,只是设备较多,投入增加,设备安装布置困难。4.1.2　将贸易结算计量点设置在出线对侧由于传统变电站以出线侧作为贸易结算点,所以在出线的对侧设贸易结算计量点,并不增加贸易结算点的数量,只需要给用户增加相应的线路损耗电量,适用于专线用户。该方案实现了全站的数字化系统,在站内不需要设置传统的计量装置。但如果出线对侧用户较多,则需要相对增加计量点,且对用户加收线路电量损耗存在一定的困难。4.1.3　电子式互感器内部增加传统计量绕组

通过在电子式电流互感器内部增加一组传统式的计量绕组,将贸易结算的电量用传统的电能表进行计量。该方案无需增加过多设备,即可实现传统的计量系统。目前贸易结算主要设在变电站的低压侧,这样只需要增加相应的传统电压互感器即可。但无法实现全站数字化。目前加入传统计量绕组的电子式电流互感器精度只能达到0.5级,不能满足规程要求的计量准确度。4.1.4　直接采用传统的计量装置

在贸易结算用的变电站低压侧直接使用传统式互感器及电子式电能表。该方案符合现行计量法律法规及相应的规程要求,但无法实现(下转第22页)

?19?

在数字化变电站中采用的光电式数字三相多功

)与传统的三相多功能电能表(简称“光电式电能表”

能电能表的工作原理完全不同,光电式电能表所接收的信号是光纤以太网传送的数字化电流、电压信号,而不是传统的57.7V/100V的电压信号,或者是5A/1A的电流信号。

光电式电能表接收到光纤以太网传送的数字化电压电流信号后,实时运算系统对该数据进行处理,处理后产生的各类数据实时存入相应的存储器,并通过液晶显示接口进行动态显示。根据有功功率和无功功率产生的脉冲输出用于电量的采集,信号指示灯用于监测电能表的工作状态是否正常,按键用于逐项翻看电能表内所有数据。

光电式电能表获取数字化的电流电压瞬时值后,由计算得到所需的电量值。由于数字计算过程理论上不会产生任何误差(实际可能产生的误差为浮点数运算时有效位误差,为计算机系统固有误差,与电能表型号无关,这种误差小于1/10000),所以不规定精度等级。

3　装置检定存在的问题

DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规

程》规定,贸易结算用计量装置必须定期进行误差测试,保证贸易结算的公平性。数字化变电站计量装置检定主要存在以下问题:

启动前,先手动检查勺管全行程是否灵活。由于表盘远操作行程指示是执行机有效转动角度的百分数,所以表盘指示开度为勺管行程指示位置,不是全程相符,但起始和终止必须一致。3.2.3　泵组参数试验

电动机经过空转试验,轴瓦温度及振动值合格后,连接电机与液力偶合器联轴器,试验空负荷下液力偶合器轴瓦温度、振动、主油泵出口压力、润滑油压参数,确保合格。连接液力偶合器与给水泵联轴器,按给水泵启动操作规程启动给水泵。将液力偶合器勺管置于0%、25%、50%、75%、100%4个位置,每个位置试转30min,给水泵出口压力、油温,,,电流、,4.2　经济效益

加装前后给水泵电机输入功率对比见表1。

表1　加装液力偶合器前后给水泵电机输入功率对比

机组负荷/MW

60708090100110

电机输入功率/kW

加装前加装后

159817151779187020132090

132914801600169518632039

运转时间/h

543255

　　,则加装液力

4。按0.25,31.33万元。

61.94万元,每年净收益31.33万元,第1年累计净现金流量为-30.61万元,第2年累计净现金流量0.72万元,回收期Tp为1.98年,即只需1.98年就可将投资收回。

4　运行效果与经济效益分析

4.1　运行效果

24号给水泵加装液力偶合器后于2006年11月6日调试投运,经过1年多的运行使用,效果较好。

a.在满足机组负荷需要的情况下,无论从实测

5　结束语

随着电力装机容量不断增加,电力市场的竞争

日益激烈,单机容量中小型机组参与调峰深度不断增加,在深度调峰时定速给水泵节流损失更大,所以有必要将给水泵由定速运行改为调速运行,实现节能降耗的目的,而加装液力偶合器是投资省,见效快的一种有效途径。在马头电厂24号给水泵液力偶合器投运初期,曾出现了输出端轴瓦温度高、勺管调节特性不好等问题,通过对轴瓦检修调整,缩短勺管拐臂,使得勺管调节特性曲线变得平缓,接近线性,给水泵自动调节投入后运行平稳。

本文责任编辑:丁　力

数据分析,还是从日常运行数据及报表统计数据分

析,24号给水泵加装液力偶合器后,其耗电量显著减小,节能效果相当明显,同时改善了运行操作和调节性能。

b.24号给水泵加装液力偶合器实现了变速调节,不但能达到节电的效果,而且在一定程度上能改善给水泵的运行磨损和振动,有益于延长给水泵的使用周期。

(上接第19页)全站数字化。

4.1.5　变电站内和用户侧同时设置计量点

5　结束语

国内现有数字化变电站贸易结算点设置,虽然

一般都符合现行计量法律法规以及相应规程规定的要求,但也需要通过传统计量装置与数字化计量装置的长期比较,来考核数字化计量装置的稳定性、可靠性,为今后制定相应的规程积累数据资料。