時間：2023年11月14日 |來源：Acrel
NB/T 10861-2021《水力發電廠測量裝置配置設計規範》對水力發電廠測量裝置的配置提供了詳細的要求和指導。測量裝置是水力發電廠運作監控的重要組成部分水力發電廠的測量主要分為電量測量和非電量測量。電量測量是指透過電量對電力即時參數進行測量，包括電流、電壓、頻率、功率因數、有功/無功功率、有功/無功電能等；非電測量是指利用變送器轉換非電測量4-20mA或0-5V電訊號，包括溫度、速度、壓力、液位、開度等。本文僅討論測量裝置及功耗水電廠管理系統依標準，不涉及水電廠微機保護配置。
1. 一般規定
1.0.1 為了規範水力發電廠計量裝置的配置設計，確保水力發電廠長期、安全、穩定運行，提高水力發電廠整體綜合經濟效益，制定本規範。
1.0.2 本規範適用於新建、改建、擴建水力發電廠計量裝置的配置設計。
1.0.3 水力發電廠計量裝置的配置設計應積極採用經鑑定的新技術、新產品。
1.0.4 水力發電廠測量裝置的配置和設計應滿足電力系統對電站採集資訊量和資訊收集方式的要求。
1.0.5 水力發電廠計量裝置的配置設計除應符合本規範外，也應符合國家現行相關標準的規定。
2. 術語
2.0.1 電氣測量
透過電的方式測量電氣即時參數。
2.0.2 電能計量
電能參數的測量。
2.0.3 通用電測表
水力發電廠常使用指針式儀表、數位式儀表等。
2.0.4 指針式儀表
根據指針與刻度的關係來指示儀表的測量值。
2.0.5 數位式儀表
在顯示器上可以用數字直接顯示儀表的測量值。
2.0.6 電度表
測量有功和/或無功電能資料的儀器。
2.0.7 智慧交流採樣裝置
交流工頻電能取樣，直接送至資料處理單元處理得到電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功功率、無功功率等參數，並透過標準通訊介面輸出多功能智慧電錶。
2.0.8 感測器
透過直流電流、直流電壓或數位訊號裝置的轉換來測量。
2.0.9 測量儀器準確度等級
測量儀器和/或附件為滿足某些測量要求而設計，以確保允許的誤差和變化極度在規定的限度水平之內。
2.0.10 自動化組件
用於水力發電廠狀態資料監控、動作執行的組件和/或設備。
2.0.11 非電量測量
測量溫度、壓力、速度、位移、流量、液位、振動、擺錘等非電量即時參數。
3、電氣測量和功率測量
電氣測量對象包括水輪發電機/發電電動機、主變壓器、線路、母線、廠用變壓器、直流系統等。圖1為水力發電廠電氣接線示意圖，展示了水輪發電機的電氣接線集、主變壓器、線路和工廠電力變壓器。
圖1 水力發電廠電氣接線示意圖
3.1 水輪發電機/發電機的電氣測量和電能計量
3.1.2 發電電動機靜態變頻起動裝置應測量下列項目。
3.1.3 水輪發電機/發電機應測量有功電能和無功電能。可調相運轉的水輪發電機應測量雙向有功功率；可能進相的水輪發電機應進行雙向無功功率測量；發電機應測量雙向有功功率和雙向無功功率。
3.1.4 對於可以調相運轉的水輪發電機，應測量兩個方向的有功功率；對於可能超前運轉的水輪發電機，應測量兩個方向的功率。發電機電動機應測量兩個方向的有功功率和無功功率。
3.1.5 測量電力系統有功功角時，應測量發電機的功角。
3.1.6 勵磁變壓器高壓側應測量三相電流、有功功率及無功功率。
水輪發電機與勵磁變壓器的監測配置如圖2所示，設備選用如圖1所示。
圖2 水輪發電機電氣測量配置
| 姓名 | 圖片 | 模型 | 功能 | 應用 |
| 交流取樣功率綜合測量儀 |  | APM520 | 三相電流、線電壓/三相相電壓、兩路有功/無功功率、兩路有功/無功電能、功率因數、頻率、諧波畸變率、電壓合格率統計、RS485/Modbus-RTU接口 | 發電機和勵磁變壓器的電氣監控 |
| 直流取樣功率綜合測量儀 |  | PZ96L-DE | 測量勵磁系統中的勵磁電壓、勵磁電流等，並配有霍爾感測器。 | 勵磁電流、電壓測量 |
 | DJSF1352-RN | 勵磁電流、電壓測量 | ||
| 霍爾感測器 |  | AHKC-EKAA | 測量DC0~(5-500)A電流，輸出DC4-20mA，使用DC12/24V電源工作。 | 勵磁電流感測器 |
表1 水輪發電機及勵磁變壓器監測選型
3.2 升壓送電系統電量計量及電能計量
3.2.1 主變計量及電能計量項目應符合下列要求：
1 雙繞組變壓器應測量高壓側的三相電流、有功功率和無功功率，變壓器的一側應測量有功電能和無功電能。
2 三繞組變壓器或自耦變壓器應測量三側三相電流、有功功率、無功功率，三側有功電能和無功電能。自耦變壓器公共繞組應測量三相電流。
3 當發電機組作為一個單元接線但發電機設有斷路器時，應測量低壓側線電壓和三相電壓。
4 應在接觸變壓器兩側測量有功功率和無功功率，並測量有功電能和無功電能。
5 當可以發射和接收功率時，應測量兩個方向的有功功率和兩個方向的有功電能；當可能相位滯後和相位超前運轉時，應測量兩個方向的無功功率和測量兩個方向的無功電能。
圖3 水力發電廠主變電氣測量配置
| 姓名 | 圖片 | 模型 | 功能 | 應用 |
| 交流取樣功率綜合測量儀 |  | APM520 | 三相電流、線電壓/三相相電壓、兩路有功/無功功率、兩路有功/無功電能、功率因數、頻率、諧波畸變率、電壓合格率統計、RS485/Modbus-RTU接口 | 主變壓器高低壓側測量 |
表2 主變監測選型
3.2.2 線路測量項目應符合下列要求：
1 6.3kV～66kV線路宜測量單相電流，條件允許時可測量兩相電流或三相電流。
2 35kV、66kV線路應測量有功功率，6.3kV～66kV線路在條件允許時也可測量有功功率和無功功率。
3 110kV以上線路應測量三相電流、有功功率及無功功率。
4 6.3kV以上線路應測量有功電能和無功電能。
5 當線路有可能發射和接收功率時，應測量兩個方向的有功功率和兩個方向的有功電能。
6 當線路可能出現相位滯後或相位超前運轉時，應測量兩個方向的無功功率和兩個方向的無功電能。
7 當電力系統需要時，應對升壓站線路進行線路功率角測量。
圖4 水力發電廠線路電氣測量配置
| 姓名 | 圖片 | 模型 | 功能 | 應用 |
| 交流取樣功率綜合測量儀 |  | APM520 | 三相電流、線電壓/三相相電壓、兩路有功/無功功率、兩路有功/無功電能、功率因數、頻率、諧波畸變率、電壓合格率統計、RS485/Modbus-RTU接口 | 6.3kV~110kV線路測量 |
表3 線路測量選擇
3.2.3 母線測量項目應符合下列要求：
1 6.3kV以上發電機電壓母線及35kV、66kV母線應測量母線電壓及頻率，同時測量三相電壓。
2 110kV以上母線應測量三路線路電壓及頻率。
3 6.3kV以上母聯斷路器、母聯斷路器、內軸斷路器、外軸斷路器宜測量交流電流，110kV以上宜測量三相電流。
4 應對3/2接線、4/3接線和角接線的每個斷路器迴路測量三相電流。
5 旁路斷路器、母聯或分段及旁路斷路器、35kV以上外軸斷路器應測量有功功率和無功功率，測量有功電能和無功電能。應測量兩個方向的功率並測量兩個方向的有功電能；相位滯後和相位超前運轉時，應測量兩個方向的無功功率和兩個方向的無功電能。
圖5 水電廠母線電氣測量配置
| 姓名 | 圖片 | 模型 | 功能 | 應用 |
| 數位儀器 |  | PZ96L-AV3/C | 測量三相電壓、線電壓、RS485/Modbus-RTU介面。 | 母線電壓測量、本地顯示 |
表 4 總線測量選擇
3.2.4 110kV以上並聯電抗器組應測量三相電流和無功功率，並測量無功電能。6.3kV～66kV並聯電抗器電路應測量交流電流。
| 姓名 | 圖片 | 模型 | 功能 | 應用 |
| 數位儀器 |  | PZ96L-E3/C | 測量三相電流、有功/無功功率、有功、無功電能，RS485/Modbus-RTU介面。 | 反應釜測量、本地顯示 |
表5 反應器測量選擇
3.3 廠用電力系統電氣測量和電能計量
3.3.1 交流電流、有功功率和有功電能應在工廠電力變壓器的高壓側測量。當高壓側不具備測量條件時，可在低壓側測量。
3.3.2 工廠用電工作母線應測量交流電壓。當中性點未有效接地時，
線間電壓和三相電壓；當中性點有效接地時，應測量三個線間電壓。
3.3.3廠區供電線路應測量三相電流，依電能計量的需要，可測量有功電能。
3.3.4 50kVA以上帶照明負載的市電變壓器應測量三相電流。
3.3.5 55kW以上馬達迴路應至少測量單相電流。
3.3.6 當工廠電力變壓器低壓側為0.4kV三相四線制時，應測量三相電流。
3.3.7 工廠電源分段斷路器應測量單相電流。
3.3.8 柴油發電機應測量三相電流、三相電壓、有功功率及有功電能。
圖6 水力發電廠市電系統電測配置
| 姓名 | 圖片 | 模型 | 功能 | 應用 |
| 多功能電能表 |  | AEM96 | 三相電流、線電壓/三相相電壓、有功/無功功率、有功/無功電能、功率因數、頻率、諧波畸變率、RS485/Modbus-RTU介面。 | 能源計量和監控 |
| 數位儀表 |  | PZ96L-AV3/C | 測量三相電壓、線電壓、RS485/Modbus-RTU介面。 | 母線電壓測量 |
| 智慧用電監控單元 |  | ARCM300 | 三相電流、線電壓/三相相電壓、有功/無功功率、有功/無功電能、功率因數、頻率、剩餘電流、4路溫度、RS485/Modbus-RTU介面。 | 饋線測量 |
| 馬達測控裝置 |  | ARD3M | 適用於額定電壓至660V的低壓馬達電路，集保護、測量、控制、通訊、運轉維護於一體。（過流、欠流）、電壓（過壓、欠壓）、缺相、堵轉、短路、漏電、三相不平衡、過熱、接地、軸承磨損、定轉子偏心等繞組老化給予警報或保護控制。 | 電機測量與控制 |
| 防手震裝置 |  | ARD-KHD | 防止電壓暫時失電時接觸器跳閘，電壓恢復後不間斷運行，避免系統受影響。
|
表6 電廠電力系統電氣測量配置選擇
3.4 直流電力系統的電氣測量
3.4.1 直流供電系統應測量下列項目：
1 直流系統母線電壓無降壓裝置。
2 直流系統合閘母線電壓及控制母線電壓設有降壓裝置。
3 充電裝置輸出電壓和電流。
4 電池組電壓和電流。
3.4.2 電池電路應測量浮充電流。
3.4.3 當使用固定式閥控鉛酸蓄電池時，宜以檢查的方式測量單體電池或組合電池的電壓。
3.4.4 直流配電櫃應測量母線電壓。
3.4.5 直流母線絕緣試驗應符合現行產業標準《水力發電廠直流供電系統設計規範》NB/T 10606的相關規定。
3.4.6 當直流電力系統配備微機監控裝置時，常規儀表的測量只能測量直流母線電壓和蓄電池電壓。
3.5 不間斷電源系統 (UPS) 電氣測量
3.5.1 UPS應測量以下項目：
1 輸出電壓。
2 輸出頻率。
3 輸出功率或電流。
3.5.2 UPS主配電櫃應測量進線電流、母線電壓等
發佈時間：2023年12月26日
