摘 要：文章以電力企業(yè)在10kV高壓用戶和0.4kV低壓用戶配電裝置中安裝的用電信息采集終端裝置和計(jì)量裝置為例，簡(jiǎn)單介紹了多功能電能計(jì)量柜設(shè)計(jì)的理論依據(jù)；具體介紹了多功能電能計(jì)量柜的設(shè)計(jì)方案，其中包括柜體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、用電信息采集設(shè)備和計(jì)量設(shè)備的配置方案，內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的技術(shù)條件以及施工工藝方面的具體要求；并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)安裝使用情況進(jìn)行了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析，提出了多功能電能計(jì)量柜設(shè)計(jì)的必要性、總體思路、具體措施。展示了其對(duì)提升供電企業(yè)用戶用電現(xiàn)場(chǎng)管理水平所具有的重要意義。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量柜；負(fù)荷控制柜；計(jì)量裝置；用電信息采集終端裝置

1 概述

目前，供電企業(yè)普遍應(yīng)用用電信息采集系統(tǒng)對(duì)用戶用電信息實(shí)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)、分析來提升其營銷管理水平。用電信息采集系統(tǒng)由主站、通信網(wǎng)絡(luò)和終端組成。其中的終端裝置需要安裝在用戶配電室的負(fù)控柜中，用來讀取、傳輸用戶電能計(jì)量裝置的電壓、電流、電量等信息。所以用戶配電裝置中的用電信息采集終端裝置和電能計(jì)量裝置間存在著一定的結(jié)線。而在原有的典型設(shè)計(jì)中，用戶的電能計(jì)量裝置和用電信息采集終端裝置分別裝在不同柜體中，存在著集約化水平低、安裝接線復(fù)雜導(dǎo)致的誤接線幾率高、建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)成本高等問題，無法滿足電力營銷工作精益化管理要求。所以，需要修改原電能計(jì)量柜設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)一款滿足現(xiàn)場(chǎng)需要的多功能電能計(jì)量柜。

2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

滿足10kV高壓用戶安裝計(jì)量裝置和用電信息采集終端裝置的需求，通過一個(gè)柜體實(shí)現(xiàn)對(duì)兩套裝置的安裝，保證安裝接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、兩套裝置均能長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。滿足0.4kV低壓用戶安裝計(jì)量裝置和用電信息采集終端裝置的需求，通過一個(gè)柜體實(shí)現(xiàn)對(duì)兩套裝置的安裝，保證安裝接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、兩套裝置均能長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 理論依據(jù)

依據(jù)《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)》標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持“實(shí)用性與先進(jìn)性相結(jié)合、普遍性與典型性相結(jié)合、統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合的原則”，充分考慮計(jì)量裝置與用電信息采集終端裝置工作原理、安全運(yùn)行所需安全距離以及裝置安裝、調(diào)試、更換、維護(hù)等多方面因素，將電能計(jì)量裝置與用電信息采集終端裝置設(shè)計(jì)在一個(gè)柜體中。

4 設(shè)計(jì)方案

4.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

該多功能電能計(jì)量柜利用封閉隔板設(shè)有計(jì)量室和負(fù)控室，分別安裝電能計(jì)量裝置和用電信息采集終端裝置，且計(jì)量室和負(fù)控室內(nèi)分別設(shè)有端子安裝板。

10kV多功能電能計(jì)量柜的計(jì)量室和負(fù)控室以上、下方式布置。計(jì)量室和負(fù)控室后側(cè)安裝電壓互感器及電流互感器。

0.4kV多功能電能計(jì)量柜的計(jì)量室和負(fù)控室以左、右方式布置。柜體頂部還設(shè)有封閉儀表室，柜體下部設(shè)有電流互感器安裝室。

4.2 配置方案

（1）計(jì)量方式：10kV多功能計(jì)量柜采用100V，5A計(jì)量（通過專用的電壓和電流互感器接入接線盒，再由接線盒接入計(jì)量表計(jì)）；0.4kV多功能電能計(jì)量柜采用380V，5A計(jì)量，（通過專用的電流互感器接入接線盒，再由接線盒接入計(jì)量表計(jì)）

（2） 采集方式：10kV多功能計(jì)量柜采用100V，5A計(jì)量（通過電壓和電流互感器接入專用的負(fù)控端子排，再由端子排接入負(fù)控采集表及負(fù)控終端）；0.4kV多功能電能計(jì)量柜采用380V，5A計(jì)量，通過電流互感器接入專用的負(fù)控端子排，再由端子排接入負(fù)控采集表及負(fù)控終端）。

（3）計(jì)量表、負(fù)控終端及采集表的選擇：10kV多功能計(jì)量柜采用三相三線制計(jì)量表及相應(yīng)的負(fù)控終端；0.4kV多功能電能計(jì)量柜采用三相四線制計(jì)量表及相應(yīng)的負(fù)控終端。

（4）計(jì)量柜選擇：適用于10kV高壓手車柜KYN28A，固定柜GGX2柜型及0.4kV低壓GGD柜型。

4.3 技術(shù)條件

4.3.1 10kV計(jì)量+采集柜的技術(shù)條件

（1）材質(zhì)：戶內(nèi)型負(fù)控+計(jì)量柜外殼采用2.0mm覆鋁鋅鋼板，外儀表門采用2.0mm冷軋鋼板表面經(jīng)靜電噴涂處理。（2）外型尺寸：10kV高壓計(jì)量柜計(jì)量表放在中室，負(fù)控部分放在上室內(nèi)，各室分別安裝專用的計(jì)量鎖。

計(jì)量室尺寸：900mm（長）*700mm（高）。

采集室尺寸：900mm（長）*800mm（高）。

計(jì)量室與負(fù)控室之間留有過線孔，負(fù)控室另外留有一個(gè)天線的開孔。另外，在負(fù)控室外門需留有用戶操作的窗口，要求開孔對(duì)著負(fù)控終端。

4.3.2 0.4kV計(jì)量+采集柜的技術(shù)條件

（1）材質(zhì)：戶內(nèi)型負(fù)控+計(jì)量柜外殼采用2.0mm覆鋁鋅鋼板，外儀表門采用2.0mm冷軋鋼板表面經(jīng)靜電噴涂處理。（2）外形尺寸：0.4kV低壓負(fù)控+計(jì)量柜計(jì)量表室、負(fù)控終端室放在低壓柜中部左右放置，各室分別安裝專用的計(jì)量鎖。

計(jì)量室尺寸：400mm（長）*450mm（高）。

采集室尺寸：400mm（長）*450mm（高）。

4.3.3 電氣間隙和爬電距離

（1）柜體內(nèi)部的電器元件應(yīng)保持其電氣間隙和爬電距離，柜內(nèi)不同極性的裸露帶電導(dǎo)體之間以及它們與外殼之間的電氣間隙和爬電距離應(yīng)不小于表1、表2的規(guī)定。

表1

（2）計(jì)量柜內(nèi)隔離、開關(guān)及母線的容量按一次設(shè)計(jì)方案圖。

4.3.4 導(dǎo)線連接端子

（1）端子適合連接銅導(dǎo)線，端子應(yīng)使導(dǎo)線可采用螺釘或連接器進(jìn)行連接并應(yīng)連接可靠。（2）相導(dǎo)線、中性導(dǎo)線、保護(hù)線配備接線端子時(shí)，端子數(shù)應(yīng)不少于輸出電路數(shù)，所有用戶連接導(dǎo)線端子的規(guī)格應(yīng)符合GB7251的有關(guān)規(guī)定。

4.3.5 箱體的防護(hù)等級(jí)

柜體的防護(hù)等級(jí)應(yīng)按GB4942.2的規(guī)定予以標(biāo)明。

（1）溫升

各部位的溫升應(yīng)符合表3的規(guī)定

（2）絕緣電阻和介電強(qiáng)度

計(jì)量柜的絕緣電阻和介電強(qiáng)度應(yīng)符合GB7251和表4的規(guī)定。

4.3.6 對(duì)觸電的防護(hù)措施

（1）用絕緣材料密封所有帶電部件應(yīng)牢固可靠。絕緣材料應(yīng)能耐受使用中可能遇到的機(jī)械、電和熱應(yīng)力。（2）防護(hù)擋板和外殼應(yīng)牢固可靠，并有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)符合箱體要求的電氣間隙和爬電距離。（3）保護(hù)電路可由單獨(dú)的保護(hù)導(dǎo)體或?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)件組成，可直接或利用保護(hù)導(dǎo)體連接以保證裸露導(dǎo)電部件之間和保護(hù)電路之間的連續(xù)性。（4）保護(hù)導(dǎo)體的界面按表5的規(guī)定選擇，當(dāng)選擇的導(dǎo)體不是標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)，應(yīng)上靠標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線值。

4.3.7 短路保護(hù)和短路強(qiáng)度

（1）箱體的結(jié)構(gòu)應(yīng)能耐受額定短路電流產(chǎn)生的熱應(yīng)力和電動(dòng)應(yīng)力，額定短路電流值參照GB7251的規(guī)定。（2）箱內(nèi)采用自動(dòng)開關(guān)作為短路保護(hù)，所選擇的短路保護(hù)設(shè)備應(yīng)保證發(fā)生故障時(shí)能立即消除故障而不影響其他支路的正常工作。

4.4 工藝要求

（1）計(jì)量門及負(fù)控柜門應(yīng)安裝計(jì)量專用磁碼鎖；計(jì)量及采集室應(yīng)加設(shè)防盜蓋板，配備施封螺絲。（2）柜體各部件應(yīng)安裝牢固、平整，無焊縫、裂縫、積焊、漏焊；（3）計(jì)量門應(yīng)開有觀察電能表讀數(shù)和銘牌的窗口，采集柜門應(yīng)有操作窗口便于用戶操作。（4）電能表安裝工藝要求：a.電能表應(yīng)固定安裝在電能表支架上，電能表保持端正，電能表盤正對(duì)計(jì)量箱視表窗便于抄表。導(dǎo)線應(yīng)綁扎固定，并保證橫平豎直。b.電能表接線要求。高壓電能表前應(yīng)加專用的接線盒，以方便更換及校核電能表時(shí)使用，電能表接線采用絕緣銅導(dǎo)線，截面要求電流線選用不小于4mm2銅質(zhì)獨(dú)股彩線，電壓線選用不小于2.5mm2銅質(zhì)獨(dú)股彩線，相序標(biāo)志：A相（黃色）、B相（綠色）、C相（紅色）、N（藍(lán)色）。要求電能表的電流線和電壓線不可以經(jīng)過端子，直接由電流電壓互感器二次端接入電度表接線盒。

4.5 負(fù)控終端及采集器安裝工藝要求

（1）負(fù)控終端的電流和電壓取樣取自本段開關(guān)柜的進(jìn)線柜電流及電壓互感器，經(jīng)端子排接入。采集終端要求統(tǒng)一按四輪負(fù)控跳閘配備，增加四個(gè)中間繼電器，完成四輪受控負(fù)荷要求。（2）負(fù)控端子排到負(fù)控終端或采集表的電流線選用不小于4mm2銅質(zhì)獨(dú)股彩線，電壓線選用不小于2.5mm2銅質(zhì)獨(dú)股彩線，相序標(biāo)志：A相（黃色）、B相（綠色）、C相（紅色）、N（藍(lán)色）。其他控制線可以采用不小于1.5mm2銅質(zhì)多股軟導(dǎo)線配制，導(dǎo)線端頭根據(jù)所接元件不同采用不同類型的線鼻子壓制，且壓接要牢靠。（3）端子排電流端子采用專用的實(shí)驗(yàn)端子，用于負(fù)控跳閘的端子采用開關(guān)型端子，其他采用普通電壓端子。端子排要求有適量的備用端子。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

電能計(jì)量柜與負(fù)荷控制柜整合后，節(jié)約一個(gè)負(fù)荷控制柜體，價(jià)值人民幣8000元，某單位2015年共安裝新電能計(jì)量柜292個(gè)，合計(jì)節(jié)約人民幣234萬元。

一個(gè)負(fù)荷控制柜體：8000元；

292個(gè)負(fù)荷控制柜：8000×292≈234萬元。

所以，在用戶配電裝置中采用多功能電能計(jì)量柜減少了用戶在配電裝置安裝、維護(hù)等方面的開支，提高了電力客戶安裝用電信息采集終端裝置的積極性，促進(jìn)了電力市場(chǎng)營銷工作的發(fā)展。

6 結(jié)束語

多功能電能計(jì)量柜的研制是在滿足《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)》標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，充分考慮了計(jì)量裝置與用電信息采集終端裝置的工作原理、安全穩(wěn)定運(yùn)行所需的安全距離、便于安裝和維護(hù)等實(shí)際問題，通過改變用戶配電裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將用戶的電能計(jì)量裝置與用電信息采集終端裝置設(shè)計(jì)在一個(gè)柜體中，簡(jiǎn)化了用電信息采集終端裝置和計(jì)量裝置間結(jié)線，具有集約化水平高、安裝接線簡(jiǎn)單、誤結(jié)線幾率低、建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。它的研制與應(yīng)用提升了供電企業(yè)對(duì)用戶用電信息的在線實(shí)時(shí)管控能力，減少了用戶在配電裝置安裝、維護(hù)等方面的開支，提高了電力客戶安裝用電信息采集終端裝置的積極性，有利于電力企業(yè)對(duì)用戶配電裝置的標(biāo)準(zhǔn)化管理，促進(jìn)了電力市場(chǎng)營銷工作的發(fā)展，有著不可估量的推廣前景。

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作者簡(jiǎn)介：齊紅旭（1974-），女，民族：漢族，籍貫：遼寧，學(xué)歷：本科，職稱：副高級(jí)工程師，研究方向：電能計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)檢定。