7.3 电测量仪表与绝缘监视装置

 一. 电测量仪表

电测量仪表是指对电力装置回路的运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表以及作计费或技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。

 为了监视供电系统一次设备（电力装置）的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的电测量仪表。

 电测量仪表按其用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两类。前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表；后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电能表（又称电度表）。

(一) 对常用测量仪表的一般要求

 (1) 常测仪表应能正确地反映电力装置的运行参数，能随时监测电力装置回路的绝缘状况。

 (2) 交流回路仪表的精确度等级，除谐波测量仪表外，不应低于2.5级；直流回路仪表的精确度等级，不应低于1.5级。

 (3)1.5级和2.5级的常测仪表,应配用不低于1.0级的互感器。

 (4) 仪表的测量范围（量限）和电流互感器电流比的选择，宜满足电力装置回路以额定值运行时，仪表的指示在标度尺的2/3处。对有可能过负荷运行的电力装置回路，仪表的测量范围，宜留有适当的过负荷裕度。对重载启动的电动机及运行中有可能出现短时冲击电流的电力装置回路，宜采用具有过负荷标度尺的电流表。对有可能双向运行的电力装置回路，应采用具有双向标度尺的仪表。

(二) 对电能计量仪表的一般要求

 (1) 月平均用电量在1000MW·h及以上或变压器容量为2000kVA及以上高压侧计费的电力用户电能计量点，应采用0.5级的有功电能表。月平均用电量小于1000MW·h而大于100MW·h或变压器容量为315kVA及以上高压侧计费的电力用户电能计量点，应采用1.0级的有功电能表。在315kVA以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点、75kW及以上的电动机以及仅作为企业内部技术经济考核而不计费的线路和电力装置，均应采用2.0级有功电能表。

 (2) 在315kVA及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点和并联电力电容器组，均应采用2.0级的无功电能表。在315kVA以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点及仅作为企业内部技术经济考核而不计费的电力用户电能计量点，均可采用3.0级的无功电能表。

 (3) 0.5级的有功电能表，应配用0.2级的互感器。1.0级的有功电能表，1.0级的专用电能计量仪表，2.0级计费用的有功电能表及2.0级的无功电能表，应配用不低于0.5级的互感器。仅作为企业内部技术经济考核而不计费的2.0级有功电能表及3.0级的无功电能表，宜配用不低于1.0级的互感器。

 总之，对常测仪表和计量仪表的要求，均应符合GB/T50063-2008《电力装置的电测量仪表设计规范》的规定。

(三) 变配电装置中各部分仪表的配置要求

 (1) 在工厂的电源进线上，或在经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有功电能表和无功电能表，而且应采用经供电部门认可的标准的电能计量柜。为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。

 (2) 变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点非直接接地的电力系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。

(3) 35～110/6～10kV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。6～10/3～10kV的电力变压器，在其一侧装设电流表、有功和无功电能表各一只。6～10/0.4kV的电力变压器，在高压侧装设电流表和有功电能表各一只；如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电能表。

(4) 3～10kV的配电线路，应装设电流表、有功和无功电能表各一只。如果不是送往单独经济核算单位时，可不装设无功电能表。当线路负荷在5000kVA及以上时，可再装设一只有功功率表。

(5) 380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未装电能表时，低压侧还应装设一只有功电能表。

(6) 低压动力线路上，应装设一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电能表。对负荷平衡的三相动力线路，可只装设一只单相有功电能表，实际电能按其计量的3倍计。

(7) 并联电容器组的总回路上，应装设三只电流表，分别测量三相电流；并应装设一只无功电能表。

图7-6是6～10kV高压线路上装设的电测量仪表电路图。

图7-7是低压220/380V照明线路上装设的电测量仪表电路图。

图7-6  6～10kV高压线路电测量仪表电路图

a)接线图            b)展开图

TA-电流互感器  TV-电压互感器  PA-电流表  

PJ1-三相有功电能表  PJ2-三相无功电能表  WV-电压小母线

图7-7  220/380V照明线路电测量仪表电路图

TA-电流互感器  PA-电流表  PJ-三相四线有功电能表

 二. 绝缘监视装置

 绝缘监视装置用于非直接接地的电力系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。

  6～35kV系统的绝缘监视装置，可采用三个单相双绕组的电压互感器和三只电压表，接成如图2-15c的接线，也可采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器，接成如图2-15d的接线。接成Y0的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。当一次电路某一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表读数指零，其他两相的电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障。但是这种绝缘监视装置不能判明具体是哪一条线路发生了故障，所以它是无选择性的，只适于出线不多的系统及作为有选择性的单相接地保护（参看第六章第五节）的一种辅助指示装置。图2-15d中电压互感器接成开口三角的辅助二次绕组，构成零序电压过滤器，供电给一个过电压继电器。在系统正常运行时，开口三角的开口处电压接近于零，继电器不动作。当一次电路发生单相接地故障时，将在开口三角的开口处出现近100V的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光信号和音响信号。

图7-8  电压互感器中的零序磁通分布（只画出互感器的一次绕组）

 a) 三相三芯柱铁心    b) 三相五芯柱铁心

图7-9  6～10kV母线的电压测量和绝缘监视电路

 TV-电压互感器  QS-高压隔离开关及其辅助触点  SA-电压转换开关

PV-电压表  KV-电压继电器  KS-信号继电器  WC-控制小母线

 WS-信号小母线  WFS-预告信号小母线