高压远程计量技术在大型煤炭企业用电管理中的应用

一、计量管理现状

1、计量管理方式

我国多数大型煤炭企业电网的网络结构复杂、用户种类多、计量装备落后、管理难度较大。电网除了直供矿井生产的专供线路之外，还有数量庞大的高压线路“T”接用户，这些用户大多采用的是高压供电低压计量方式，即 6KV 电压供电至用户用电地点，在用户变压器低压侧安装低压计量电表箱进行计量。

存在问题

由于线路“T”接用户用电点主要分布在线路两侧，每月供电营销部门安排专人到用电点现场抄表。用户低压计量电能表全部安装在变压器低压侧出口处，这样的计量管理方式存在以下问题：

（1）存在窃电的管理漏洞。高供低计方式由于计量电能表、互感器全部在低压侧，给偷漏电等违法行为造成了可乘之机，个别用户私自开启表箱，在电能表二次电流端子上打短接，有的甚至干脆将电能表二次电压线去掉偷窃电量，管理上的缺陷每年给国有企业造成的经济损失十分严重。

（2）计量不准确问题。因计量电能表安装在变压器低压侧，变压器损耗没有计入电能表，营销部门每月计算用户电量时还要按估算值附加变压器损耗，但用户变压器的实际总损耗会随着用电负荷、变压器自身的铁损而变化，所以造成计量结果与实际用电量不符。

（3）存在安全风险。由于高压低计计量方式的电表箱安装的地点往往距离高压设备较近，每次抄表或开启电表箱需要二人以上监护作业，以防止意外事故发生。另外抄表工作还受到天气影响，遇到大风、雷雨恶劣气候时，为了保证人身安全，需暂停抄表工作。此外由于部分用户变压器安装位置较高，工作人员需要登高抄录电能表，这就造成一定的安全风险。

综上所述，高供低计的计量方式已不适应现代企业的发展要求，研究新型计量技术已成为电力部门的共识，高压远程计量技术成为解决“T”接用户计量问题的关键“钥匙”。经过两年的科学管理，义煤集团在企业电网对高压远程计量技术进行了推广应用，收到了良好效果。

二、高压远程计量技术方案

1、高压远程计量技术原理

高压远程计量技术方案的核心就是：把计量装置从用户变压器的低压侧转换到变压器的高压进线侧。在高压侧安装电流互感器和电压互感器，通过电流互感器和电压互感器高压侧的电流、电压值转换为二次侧的小电流和低电压，测控回路把电流、电压的数值输送给多功能电子式电能表，电能表进行计量计算后，再远程输送到集抄终端进行自动计量汇总，从而实现电量的远程计量。

2、高压远程计量装置组成

高压远程计量技术的主要实现装备就是高压远程计量装置，目前已发展为较为成熟的成套设备。高压远程计量装置由组合式互感器、多功能电子式峰谷电能表、无线集抄终端三部分构成。

（1）组合互感器

高压无线抄表计量装置内有高压电压、电流组合式互感器。电压互感器将高压回路或低压回路的高电压转变为低电压（一般为 100V），供给仪表和继电保护装置实现测量、计量、保护等。电流互感器将高压回路的大电流转变为小电流（一般为 5A），供给仪表和继电保护装置实现测量、计量、保护等作用。作为计量装置的重要组成部分，多使用0.5或 0.2 级电压互感器与电流互感器。目前高压组合互感器采用环氧树脂全浇注工艺，绝缘性能好，且安装十分方便。

（2）多功能电子式峰谷电能表

远程高压抄表计量装置因需要电能表上 485 通讯接口向外传送数据，所以需要在无线高压抄表计量装置上安装具有 485 通讯接口的多功能电子式峰谷电能表，其 485 通讯接口需符合部颁《电力行业标准（DL/T 645—1997）》规约或威胜规约。通过多功能电子式峰谷电能表内 GPRS 数传模块，经无线网络将电表所有的线路电压、电流、在用功率、最高负荷等运行数据传输到监控中心。

（3）自动集抄系统

现代网络技术、计算机技术、通讯技术为无线抄收系统的实现创造了技术条件。基于 GSM 的 GPRS 网络远程抄表系统利用现有中国移动或中国联通的 GSM 网，不需另建新的网络传输系统，抄表不受空间、距离和时间的限制，仅需要一部集抄终端装置和一张电话卡。由于GPRS 通信是基于IP 地址的数据分组通信网络，配电中心计算机主机配置固定的 IP 地址，各个电表数据采集点采用 GPRS 模块和该主机进行通信。用户的用电数据由 GPRS 电表经过协议封装后发送到中国移动的GPRS 数据网络，通过 GPRS 数据网络将数据传送至配电数据中心，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接，数据传输可靠准确。电能计量自动集抄系统能实现计量数据的自动采集、传输和处理，有效克服了传统人工抄表模式的效率低和精准度低的缺陷。

3、高压远程计量功能

（1）自动抄录功能：按照设定的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统会自动采集抄录电表内的数据。

（2）电量冻结功能：通过设置可以冻结任意用户电能表或任意时刻电能表数据，为结算电费提供依据。

（3）设备管理功能：系统具备开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警、倾斜或移动报警等功能，结合移动公司的短信平台，可根据具体内容发短信给相关的管理人员，如结合智能开关可对欠费用户进行远距离停电拉闸等功能。

（4）集抄系统功能：由于 GPRS 具有实时在线特性，能够满足系统对数据采集和传输实时性的要求；GPRS 覆盖范围广，在无线 GSM/GPRS 网络的覆盖范围之内，都可以完成对电表的控制和管理；系统的传输容量大，能和每一个电表数据采集点保持实时连接；数据传送速率高，GPRS 网络传送速率理论上可达 115.2kbit/s，完全能满足本系统数据传输速率的需求；系统扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求，适合矿区用户分散的特点。

4、高压远程计量装置安装条件

（1）做好现场勘查。首先对拟安装用户计量点现场查看，根据环境条件应尽可能的选择合适计量点和计量装置。

（2）选用高压计量装置 CT 变比。要确保用户正常负荷时 CT 一次电流达到额定值的 30% 以上，尽可能选择复式变比 CT，同时对未使用的变比档实施防窃电措施，这样可以根据用户负荷的发展情况合理选择使用变比，提高计量的准确性。

（3）高压计量装置检查项目。包括：高压瓷套管或硅橡胶套安好无裂纹和损伤；各部分螺丝是否坚固，二次接线是否牢固；绝缘电阻测定、工频耐压试验；高压计量箱前应安装配置相应电压等级、试验合格的氧化锌避雷器。

三、实施效果

义煤集团高压远程计量技术的研究与应用，利用无线抄表装置进行计量管理，不仅具有前期投资少、见效快，后期升级、维护成本也很低的优点，更重要的是消除了抄表作业的安全风险，有效规避了用电管理漏洞，节约了企业的人力、物力和财力，收到了良好的社会效益和经济效益，有效提升了大型煤炭企业用电管理水平，在同类企业电力系统具有广阔的推广应用前景。

结束语

在运行过程中，还需加强高压远程计量装置的后期管理，要建立健全计量装置资料，建立电能表、电流互感器、电压互感器设备台帐。要制定装置的抽检制度，定时或不定时对装置中电能表、互感器进行检验，并检查二次回路接线，以便能及时发现和处理存在问题。下一步在技术发展方面，系统可考虑在智能断路器配合下，实现预付费功能，电力用户先充值后用电，进一步提升用电管理效能。