高压负荷控制分析论文

摘要：随着社会主义市场经济的不断发展，社会需求普遍增长，拉动了电力需求的持续扩大，而电力的生产供应相对于需求显得日益紧缺，于是，对用电负荷进行科学化管理就成为迫切需求……

关键词：高压负荷控制电量控制多功能计量设备设计要求功能实

随着社会主义市场经济的不断发展，社会需求普遍增长，拉动了电力需求的持续扩大，而电力的生产供应相对于需求显得日益紧缺，于是，对用电负荷进行科学化管理就成为迫切需求。另一方面，供电行业已完成企业化改造，电力已经成为一种完全意义上的商品，供电企业为维护自身的经济利益，降低不合理的线损，有必要依据用户资信等级的差别实行不同方式的电量控制措施。

供电部门以此为考虑，在已经成功实现对低压计量设备的革新后，计划对高压计量设备进行技术革新。为此，我公司投入大量资金、技术和工时，全力开发出了能实现负荷控制和电量控制的新型高压计量设备（以下简称“本柜”）。

一、高压负荷控制、电量控制多功能计量设备的设计要求

1.结构设计要求

1.1本柜的设计应首先满足普通计量柜的基本要求：柜体的拼柜通用性、柜体全封闭、单个铅封实现对全部面板的闭锁。

1.2负荷控制、电量控制功能实现的结构保证：无论对负荷进行控制还是对电量进行控制，都需要由二次控制线路以及相关设备实现，由于配电设备位于用户现场，远离供电企业，保证二次控制线路以及相关设备不被人为破坏是首要考虑。同时，由装置实施的强制跳闸，如不对导致跳闸的状态进行符合预设要求的调整，则不可进行合闸操作。

2.负荷控制设计要求

结合湖北省供电公司的具体需要，本柜需采用目前该公司已经在低压计量设备中推广的上海协同WJ301系列双向终端作为负荷控制装置，配合供电企业负荷控制主站、中继站，实现对用户用电负荷科学化管理。

3.电量控制设计要求

本柜应采用IC卡式预付费终端，同时配合售电软件作为电量控制装置。供电企业可在营业部门建立IC卡预付费系统作为电量控制主站，由此可有效制止大量存在的拖欠大额电费却仍能继续用电的怪现象，良好地维护供电企业的经济利益，强化电力作为一种商品的市场属性。

二、负荷控制、电量控制的功能实现

1.结构设计要求的实现

根据对基本设计要求的分析，为保证负荷控制、电量控制能不受阻碍地实现，就必须在本柜装设并封入电源主开关以及电源电压互感器。只有采取这样的措施才能彻底保证控制功能的实现在结构方面不被人为阻碍，除非是涉嫌违法的暴力破坏。

考虑拼柜通用性：就需要考虑母排走向、母排位置、相间距离等问题，据此，我们认为电源主开关只宜选择与所拼柜型通用的主开关。那么，KYN28A-12中置柜的计量柜我们选择VS1手车式真空断路器；XGN2-12箱型高压柜的计量柜我们选择VS1固定式真空断路器；HXGN15-12六氟化硫环网柜的计量柜我们选择FLN36或FLN48六氟化硫负荷开关；HXGN17-12环网柜的计量柜我们选择FKN12压气式或FZN25真空式负荷开关。这样就保证了拼柜的通用性，使本柜的适用范围保持在很广泛的范围内，既可用于新建配电项目的建设，也可用于旧有配电项目的改造。

至于柜体全封闭：我们采取相应的结构措施将本柜的后封板、顶板、底板、左右侧板全部封闭，并从结构上保证不能从外部打开。

由于供电企业要求单个铅封实现全部面板的闭锁，那么就决定了我们对不同的面板必须进行联锁。这方面我们采取多个步骤的措施：a）机械联锁：由于铅封必须封在计量仪表室面板上，于是我们将上下面板进行机械联锁，保证在仪表室面板未打开的情况下另外的面板不能打开。b）电磁闭锁：电源取自电源PT，一旦电源PT失电，通过电源切换转而从计量PT取电源，继续维持闭锁，以保证供电企业维护人员的人身安全。c）开门报警：如非授权人员打开仪表面板或其他面板，均可进行报警并通过电台向供电企业报告。

2.负荷控制设计要求的实现

供电企业通过本柜采用的负荷控制装置，可对用户用电功率进行数据采集，并对用户最大负荷进行门限设定；该装置可实现智能化的电力负荷管理，对电力负荷可实施分时段控制。当用户超过门限值且处于负荷控制时段之内，由该装置发出固定频率的报警。如果用户收到报警后马上采取措施降低负荷至低于门限值，则报警自动消除。如报警次数达到预设值，则该装置自动进行第一轮的跳闸动作。

根据用户实际情况以及供电企业与用户达成的协议，第一轮所跳之开关可为电源进线柜主开关，也可设置为各级次出线柜开关。如实施第一轮跳闸后，该装置仍处于报警状态，则依次进行后继轮次的跳闸，直到负荷低于门限值，消除报警。

负荷控制电源采自本柜电源PT，为保证电源开关电动控制跳闸所需的功率，PT极限输出应达到500VA以上。

3.电量控制设计要求的实现

供电企业通过本柜所采用的IC卡式预付费终端作为电量控制装置，在营业部门建立IC卡预付费系统作为电量控制主站，该系统可预设催费报警门限值和跳闸门限值。用户使用IC卡通过一定方式购买一定的电量后，在该电量控制装置IC卡插口刷卡输入后，即可使用已购买的电量。当装置中余额低于报警门限值后，发出报警信号。一旦所购买电量已用尽或达到预先设定的跳闸门限值，跳主开关，并将其闭锁，使之不能合闸。用户只有重新购买电量，并申请供电企业相关部门解锁并合闸，才能恢复供电。

三、技术特色

综合分析市场需要、设计要求，以及各项经济指标，我们开发了负荷控制/电量控制多功能高压计量设备。目前已经完成样机的制作以及第三方试验站的型式试验，开始投入量产。根据对整个项目的技术经济分析，对本设备进行了初步的技术总结：

1.良好的普适性

我们设计的本多功能计量柜具有应用范围广，能接受用户非标定制的特点，也就是普适性。它既能应用于新建项目的建设，又可用于旧有项目的改造，并可根据实际需要进行非标定制。

另一方面，我们充分认识到，计量柜应从属于原有开关柜排列。于是，我公司对拼柜通用性等方面给予了充分的考虑，以确保不致破坏原有排列。

2.优秀的互换性

由于本柜需要实现负荷控制和电量控制，就有必要在本柜装入可对供电电源进行直接通断的主开关。这样，主开关的性能保证就是不得不考虑的问题了，为了确保本柜不对用户用电造成影响，本柜所选用的主开关必须是行业常用的主开关，这样才能充分保证一旦出现事故，可在第一时间内排除主开关性能损坏造成的影响。

3.闭锁的可靠性

供电企业在每台计量柜上只使用一个铅封，于是，为确保供电企业售电以及用户用电安全，我们实施了对柜体的全封闭，并对所有面板以及维护通道进行了可靠的联锁。以KYN28A-12型多功能计量柜为例：

供电企业铅封位于仪表门，而下门和后门属于维护通道，我们在下门立柱内加设机械联锁板，联锁板的控制端位于仪表门内。只有仪表门打开，并且提起联锁板，才可打开下门；同时，我们对后门进行特殊制作，后门关上后，通过架设在柜中的联锁杆锁闭后门，在联锁杆为打开的情况下，后门从外部不可打开。并且，我们还将后门的联锁杆与下门的联锁杆相关联，更确保了机械联锁的可靠性。

另一方面，我们在下门联锁板上端装设了闭锁电磁铁，如果柜内有电，闭锁电磁铁吸合，即使打开仪表门，也无法打开下门，这就充分保证了供电企业维护人员的安全。

其他如XGN2-12、HXGN17-12、HXGN15-12等柜型的计量柜，我们均根据实际情况采取了不同的联锁措施，充分保证了柜体的安全和供电维护人员的安全。

3.充分的可扩展性

依据供电企业的实际需求，并根据我公司的技术分析，我公司认为：根据实际需求的不同，负荷控制、电量控制等措施所需要的终端设备就会不同，我公司在设计时候对此方面进行了充分的考虑，作为可扩展的措施，以便供电企业依据自身需要做出选择：

a）充足的控制终端安装位置

我公司对本柜的仪表室可扩展性能进行了重点考虑，供电企业可以有选择性地安装负荷控制终端、IC卡预付费终端、计量电度表、综合监控终端等，我们从结构上保证充足的安装位置和操作的方便性。

b）可选择的门禁控制系统

本产品在拥有可靠的机械闭锁、联锁以及电磁闭锁的同时，还可扩展安装各种不同的身份识别系统，以最大限度保障供电企业的供电安全。供电企业可根据自身需要进行定制。

4.完善的控制机制

本产品控制机制相当完善，可完整实现供电企业负荷控制、电量控制的要求：

负荷控制终端可持续对用电功率进行数据采集和比对，如果功率超过报警门限值，即由该终端发出每分钟一次的报警，此时用户值班人员应立即采取措施降低负荷直到低于门限值。如果报警到一定次数后，负荷仍未降低，则由终端发出指令开始第一轮次的跳闸动作，如仍未能达到要求，则依次进行后继轮次的跳闸动作，直至负荷低于门限值。最后一个轮次的跳闸动作对象为本柜主开关，此时相当于切断所有负荷电流，强制用户降低负荷。

电量控制终端可通过持续对用电电量进行统计，并随时与预设的最大可使用电量进行比对。一旦用电电量达到预设的报警门限值（该门限值应设为接近并小于最大可使用电量），则进行声光报警通知用户进行再购电。如果用电电量达到最大可使用电量，则直接对本柜主开关进行跳闸动作，并随即闭锁主开关，使之无法合闸。只有用户进行再购电并将数据输入电量控制终端，主开关才能解除闭锁，此时用户才可进行合闸。

本柜在仪表面板设置合闸按钮，负荷控制终端跳本柜主开关后，用户降低负荷后可进行合闸操作；并设置两个分闸指示带灯按钮，据此可让用户分辨出何种原因导致的跳闸，用户在进行合闸动作前应解除指示；同时设置有蜂鸣器，在分闸同时进行报警。

本柜上下门、前后门(封板)联锁机制同样非常完善。当供电维护人员完成一次开门维护作业后，应首先可靠关闭后门或后封板，然后才可关闭前下门。如果后门或后封板未可靠封闭，前下门将无法关闭。前下门可靠关闭后才可关闭上门，如下门未可靠封闭，上门同样无法关闭。也就是说，我们将柜体面板、维护通道实施了系统化的封闭，从程序上可保证封闭的可靠性。