高壓負荷控制分析論文

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摘要：隨著社會主義市場經濟的不斷發展，社會需求普遍增長，拉動了電力需求的持續擴大，而電力的生產供應相對于需求顯得日益緊缺，于是，對用電負荷進行科學化管理就成為迫切需求……

關鍵詞：高壓負荷控制電量控制多功能計量設備設計要求功能實

隨著社會主義市場經濟的不斷發展，社會需求普遍增長，拉動了電力需求的持續擴大，而電力的生產供應相對于需求顯得日益緊缺，于是，對用電負荷進行科學化管理就成為迫切需求。另一方面，供電行業已完成企業化改造，電力已經成為一種完全意義上的商品，供電企業為維護自身的經濟利益，降低不合理的線損，有必要依據用戶資信等級的差別實行不同方式的電量控制措施。

供電部門以此為考慮，在已經成功實現對低壓計量設備的革新后，計劃對高壓計量設備進行技術革新。為此，我公司投入大量資金、技術和工時，全力開發出了能實現負荷控制和電量控制的新型高壓計量設備（以下簡稱“本柜”）。

一、高壓負荷控制、電量控制多功能計量設備的設計要求

1.結構設計要求

1.1本柜的設計應首先滿足普通計量柜的基本要求：柜體的拼柜通用性、柜體全封閉、單個鉛封實現對全部面板的閉鎖。

1.2負荷控制、電量控制功能實現的結構保證：無論對負荷進行控制還是對電量進行控制，都需要由二次控制線路以及相關設備實現，由于配電設備位于用戶現場，遠離供電企業，保證二次控制線路以及相關設備不被人為破壞是首要考慮。同時，由裝置實施的強制跳閘，如不對導致跳閘的狀態進行符合預設要求的調整，則不可進行合閘操作。

2.負荷控制設計要求

結合湖北省供電公司的具體需要，本柜需采用目前該公司已經在低壓計量設備中推廣的上海協同WJ301系列雙向終端作為負荷控制裝置，配合供電企業負荷控制主站、中繼站，實現對用戶用電負荷科學化管理。

3.電量控制設計要求

本柜應采用IC卡式預付費終端，同時配合售電軟件作為電量控制裝置。供電企業可在營業部門建立IC卡預付費系統作為電量控制主站，由此可有效制止大量存在的拖欠大額電費卻仍能繼續用電的怪現象，良好地維護供電企業的經濟利益，強化電力作為一種商品的市場屬性。

二、負荷控制、電量控制的功能實現

1.結構設計要求的實現

根據對基本設計要求的分析，為保證負荷控制、電量控制能不受阻礙地實現，就必須在本柜裝設并封入電源主開關以及電源電壓互感器。只有采取這樣的措施才能徹底保證控制功能的實現在結構方面不被人為阻礙，除非是涉嫌違法的暴力破壞。

考慮拼柜通用性：就需要考慮母排走向、母排位置、相間距離等問題，據此，我們認為電源主開關只宜選擇與所拼柜型通用的主開關。那么，KYN28A-12中置柜的計量柜我們選擇VS1手車式真空斷路器；XGN2-12箱型高壓柜的計量柜我們選擇VS1固定式真空斷路器；HXGN15-12六氟化硫環網柜的計量柜我們選擇FLN36或FLN48六氟化硫負荷開關；HXGN17-12環網柜的計量柜我們選擇FKN12壓氣式或FZN25真空式負荷開關。這樣就保證了拼柜的通用性，使本柜的適用范圍保持在很廣泛的范圍內，既可用于新建配電項目的建設，也可用于舊有配電項目的改造。

至于柜體全封閉：我們采取相應的結構措施將本柜的后封板、頂板、底板、左右側板全部封閉，并從結構上保證不能從外部打開。

由于供電企業要求單個鉛封實現全部面板的閉鎖，那么就決定了我們對不同的面板必須進行聯鎖。這方面我們采取多個步驟的措施：a）機械聯鎖：由于鉛封必須封在計量儀表室面板上，于是我們將上下面板進行機械聯鎖，保證在儀表室面板未打開的情況下另外的面板不能打開。b）電磁閉鎖：電源取自電源PT，一旦電源PT失電，通過電源切換轉而從計量PT取電源，繼續維持閉鎖，以保證供電企業維護人員的人身安全。c）開門報警：如非授權人員打開儀表面板或其他面板，均可進行報警并通過電臺向供電企業報告。

2.負荷控制設計要求的實現

供電企業通過本柜采用的負荷控制裝置，可對用戶用電功率進行數據采集，并對用戶最大負荷進行門限設定；該裝置可實現智能化的電力負荷管理，對電力負荷可實施分時段控制。當用戶超過門限值且處于負荷控制時段之內，由該裝置發出固定頻率的報警。如果用戶收到報警后馬上采取措施降低負荷至低于門限值，則報警自動消除。如報警次數達到預設值，則該裝置自動進行第一輪的跳閘動作。

根據用戶實際情況以及供電企業與用戶達成的協議，第一輪所跳之開關可為電源進線柜主開關，也可設置為各級次出線柜開關。如實施第一輪跳閘后，該裝置仍處于報警狀態，則依次進行后繼輪次的跳閘，直到負荷低于門限值，消除報警。

負荷控制電源采自本柜電源PT，為保證電源開關電動控制跳閘所需的功率，PT極限輸出應達到500VA以上。

3.電量控制設計要求的實現

供電企業通過本柜所采用的IC卡式預付費終端作為電量控制裝置，在營業部門建立IC卡預付費系統作為電量控制主站，該系統可預設催費報警門限值和跳閘門限值。用戶使用IC卡通過一定方式購買一定的電量后，在該電量控制裝置IC卡插口刷卡輸入后，即可使用已購買的電量。當裝置中余額低于報警門限值后，發出報警信號。一旦所購買電量已用盡或達到預先設定的跳閘門限值，跳主開關，并將其閉鎖，使之不能合閘。用戶只有重新購買電量，并申請供電企業相關部門解鎖并合閘，才能恢復供電。

三、技術特色

綜合分析市場需要、設計要求，以及各項經濟指標，我們開發了負荷控制/電量控制多功能高壓計量設備。目前已經完成樣機的制作以及第三方試驗站的型式試驗，開始投入量產。根據對整個項目的技術經濟分析，對本設備進行了初步的技術總結：

1.良好的普適性

我們設計的本多功能計量柜具有應用范圍廣，能接受用戶非標定制的特點，也就是普適性。它既能應用于新建項目的建設，又可用于舊有項目的改造，并可根據實際需要進行非標定制。

另一方面，我們充分認識到，計量柜應從屬于原有開關柜排列。于是，我公司對拼柜通用性等方面給予了充分的考慮，以確保不致破壞原有排列。

2.優秀的互換性

由于本柜需要實現負荷控制和電量控制，就有必要在本柜裝入可對供電電源進行直接通斷的主開關。這樣，主開關的性能保證就是不得不考慮的問題了，為了確保本柜不對用戶用電造成影響，本柜所選用的主開關必須是行業常用的主開關，這樣才能充分保證一旦出現事故，可在第一時間內排除主開關性能損壞造成的影響。

3.閉鎖的可靠性

供電企業在每臺計量柜上只使用一個鉛封，于是，為確保供電企業售電以及用戶用電安全，我們實施了對柜體的全封閉，并對所有面板以及維護通道進行了可靠的聯鎖。以KYN28A-12型多功能計量柜為例：

供電企業鉛封位于儀表門，而下門和后門屬于維護通道，我們在下門立柱內加設機械聯鎖板，聯鎖板的控制端位于儀表門內。只有儀表門打開，并且提起聯鎖板，才可打開下門；同時，我們對后門進行特殊制作，后門關上后，通過架設在柜中的聯鎖桿鎖閉后門，在聯鎖桿為打開的情況下，后門從外部不可打開。并且，我們還將后門的聯鎖桿與下門的聯鎖桿相關聯，更確保了機械聯鎖的可靠性。

另一方面，我們在下門聯鎖板上端裝設了閉鎖電磁鐵，如果柜內有電，閉鎖電磁鐵吸合，即使打開儀表門，也無法打開下門，這就充分保證了供電企業維護人員的安全。

其他如XGN2-12、HXGN17-12、HXGN15-12等柜型的計量柜，我們均根據實際情況采取了不同的聯鎖措施，充分保證了柜體的安全和供電維護人員的安全。

3.充分的可擴展性

依據供電企業的實際需求，并根據我公司的技術分析，我公司認為：根據實際需求的不同，負荷控制、電量控制等措施所需要的終端設備就會不同，我公司在設計時候對此方面進行了充分的考慮，作為可擴展的措施，以便供電企業依據自身需要做出選擇：

a）充足的控制終端安裝位置

我公司對本柜的儀表室可擴展性能進行了重點考慮，供電企業可以有選擇性地安裝負荷控制終端、IC卡預付費終端、計量電度表、綜合監控終端等，我們從結構上保證充足的安裝位置和操作的方便性。

b）可選擇的門禁控制系統

本產品在擁有可靠的機械閉鎖、聯鎖以及電磁閉鎖的同時，還可擴展安裝各種不同的身份識別系統，以最大限度保障供電企業的供電安全。供電企業可根據自身需要進行定制。

4.完善的控制機制

本產品控制機制相當完善，可完整實現供電企業負荷控制、電量控制的要求：

負荷控制終端可持續對用電功率進行數據采集和比對，如果功率超過報警門限值，即由該終端發出每分鐘一次的報警，此時用戶值班人員應立即采取措施降低負荷直到低于門限值。如果報警到一定次數后，負荷仍未降低，則由終端發出指令開始第一輪次的跳閘動作，如仍未能達到要求，則依次進行后繼輪次的跳閘動作，直至負荷低于門限值。最后一個輪次的跳閘動作對象為本柜主開關，此時相當于切斷所有負荷電流，強制用戶降低負荷。

電量控制終端可通過持續對用電電量進行統計，并隨時與預設的最大可使用電量進行比對。一旦用電電量達到預設的報警門限值（該門限值應設為接近并小于最大可使用電量），則進行聲光報警通知用戶進行再購電。如果用電電量達到最大可使用電量，則直接對本柜主開關進行跳閘動作，并隨即閉鎖主開關，使之無法合閘。只有用戶進行再購電并將數據輸入電量控制終端，主開關才能解除閉鎖，此時用戶才可進行合閘。

本柜在儀表面板設置合閘按鈕，負荷控制終端跳本柜主開關后，用戶降低負荷后可進行合閘操作；并設置兩個分閘指示帶燈按鈕，據此可讓用戶分辨出何種原因導致的跳閘，用戶在進行合閘動作前應解除指示；同時設置有蜂鳴器，在分閘同時進行報警。

本柜上下門、前后門(封板)聯鎖機制同樣非常完善。當供電維護人員完成一次開門維護作業后，應首先可靠關閉后門或后封板，然后才可關閉前下門。如果后門或后封板未可靠封閉，前下門將無法關閉。前下門可靠關閉后才可關閉上門，如下門未可靠封閉，上門同樣無法關閉。也就是說，我們將柜體面板、維護通道實施了系統化的封閉，從程序上可保證封閉的可靠性。