智能電能表負荷開關(guān)情況綜述

摘 要：根據(jù)2012年國家智能電能表系列標準的修訂內(nèi)容，關(guān)于智能電能表型式、功能以及技術(shù)要求方面做了進一步的明確規(guī)定，為部署開展智能電網(wǎng)的“全覆蓋、全采集、全費控”奠定技術(shù)基礎(chǔ)。基于修訂版內(nèi)容中負荷開關(guān)方面的突出變化，文章針對單、三相智能電能表負荷開關(guān)方面的相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合實際工作中即將產(chǎn)生的影響和變化作以下綜述，以便于智能電能表設(shè)計、生產(chǎn)、驗收和使用者以及檢定裝置設(shè)計、生產(chǎn)單位作相應參考。

關(guān)鍵詞：智能電能表；負荷開關(guān)；拉閘；合閘

引言

在單、三相智能電能表型式規(guī)范（單相智能電能表的環(huán)境條件、規(guī)格要求、顯示要求、外觀結(jié)構(gòu)、安裝尺寸、材料及工藝等型式要求）附錄圖中，明確規(guī)定了單相費控智能電能表、三相遠程費控智能電能表（不包括三相智能電能表和三相本地費控智能電能表）原文：“注4：內(nèi)置開關(guān)時標注“ ”，外置開關(guān)時不標注。”明示了在智能電能表銘牌上，可以直觀的區(qū)分智能電能表負荷開關(guān)的內(nèi)、外置方式。

1 負荷開關(guān)內(nèi)、外置方式的選擇原則

當采用內(nèi)置負荷開關(guān)時電能表最大電流不宜超過60A。跳閘輸出接口（適用于外置負荷開關(guān)的電能表）應滿足Q/GDW 1354-2012的要求。

1.1 負荷開關(guān)的技術(shù)要求

負荷開關(guān)技術(shù)要求符合IEC 62055-31：2005，負荷開關(guān)類型選擇Uc2。三相負荷開關(guān)應采用一體化設(shè)計。

（1）采用內(nèi)置負荷開關(guān)的電能表進行開關(guān)操作時應有相應的硬件或軟件的消弧措施，其出口回路應有防誤動作和便于現(xiàn)場測試的安全措施。電能表在擴展的工作電壓范圍內(nèi)，負荷開關(guān)應能正常工作。

（2）采用外置負荷開關(guān)的電能表可采取以下兩種方式之一實現(xiàn)對外置負荷開關(guān)的控制。

a.從電能表跳閘控制端子5和6（三相電能表為13、14和15）輸出一對（三相為兩組）無源無極性控制開關(guān)信號，開關(guān)節(jié)點容量為交流250V、2A。開關(guān)節(jié)點的非激勵態(tài)為閉合，激勵態(tài)為斷開（亦可由供需雙方協(xié)議商定）。當控制開關(guān)處于非激勵態(tài)時，外置負荷開關(guān)閉合，允許用戶用電；當控制開關(guān)處于激勵態(tài)時，外置負荷開關(guān)斷開，中斷用戶供電。

b.從電能表跳閘控制端子5（三相電能表為13）直接輸出一個交流電壓控制信號，該控制信號引自該電能表供電線路的相線，驅(qū)動能力應不小于20mA。控制信號的非激勵態(tài)輸出電壓應為供電電壓的90%至100%，激勵態(tài)輸出電壓應為供電電壓的0%至25%。當控制信號處于非激勵態(tài)時，外置負荷開關(guān)閉合，允許用戶用電；當控制信號處于激勵態(tài)時，外置負荷開關(guān)斷開，中斷用戶供電。表內(nèi)的跳閘控制開關(guān)宜采用電磁繼電器。該控制輸出回路應具備長時間過載和短路保護能力。過載和短路保護機構(gòu)的動作電流閾值應不大于100mA。

以上兩種控制方式，目前各大電能表生產(chǎn)廠家采用的還都是第一種負荷開關(guān)控制方式。第二種方式由于涉及到跳閘控制端子由原來的無源無極性控制開關(guān)信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯虞敵鲆粋€交流電壓控制信號，致使原來使用中的輔助端子中的跳閘控制端子帶強電，給使用者以及電能表測試人員帶來一個操作習慣上的較大變化，存在較大的安全風險。且相應的電能表檢定裝置由于原有輔助端子電路板僅能承載40V及以下電壓，需要針對改變作檢定裝置的相應改造，涉及改造范圍較大。

1.2 智能電能表負荷開關(guān)補充要求說明

（1）電壓線路在參比電壓的80%～115%時，負荷開關(guān)控制電路應能保證負荷開關(guān)正常工作。

（2）當采用外置負荷開關(guān)時，如開關(guān)控制信號為脈沖方式，脈沖寬度應有一定的冗余，推薦脈沖寬度400ms。

（3）為適應現(xiàn)場實際需要，采用外置負荷開關(guān)的電能表跳閘控制端子輸出增加單端子輸出交流電壓信號控制方式，該信號引自供電線路。因各地信號引自的相線不同，為保證送檢樣機和供貨產(chǎn)品一致，建議統(tǒng)一從A相引出交流信號。

（4）招標前全性能試驗建議外置負荷開關(guān)電能表控制方式統(tǒng)一按照脈沖控制輸出方式送樣，脈沖電壓和交流電壓試驗端子作為40V以下處理。

2 負荷開關(guān)的操作使用方式

用戶購電成功后的合閘方式分為直接合閘和允許合閘兩種，通信命令遵循DL/T 645-2007備案文件。電能表負荷開關(guān)無論內(nèi)置、外置，用戶購電成功后，可由主站通過遠程發(fā)送直接合閘命令或允許合閘命令。電能表處于允許合閘狀態(tài)，可通過本地方式由用戶自行合閘。注：采用外置負荷開關(guān)時，允許合閘狀態(tài)下表內(nèi)繼電器直接合閘，用戶不需按電能表按鍵，只需合上外置負荷開關(guān)即可。具體如下：

2.1 跳閘

（1）對開關(guān)內(nèi)置表，電能表收到“跳閘”命令后，應實現(xiàn)立時跳閘，“拉閘”字符常顯，跳閘指示燈亮。

（2）對開關(guān)外置表，電能表收到“跳閘”命令后，應實現(xiàn)立時跳閘，不得延時，“拉閘”字符常顯，跳閘指示燈亮。

2.2 合閘允許

（1）對開關(guān)內(nèi)置表，電能表收到“合閘允許”命令后，處于合閘允許狀態(tài)，“拉閘”字符停止顯示，在用戶手動合閘前，跳閘指示燈閃爍（亮1s，滅1s）。用戶長按電能表按鍵3s后，電能表內(nèi)負荷開關(guān)合閘，跳閘指示燈滅。

（2）對開關(guān)外置表，電能表收到“合閘允許”命令后，表內(nèi)繼電器直接合閘，“拉閘”字符停止顯示，跳閘指示燈滅。

2.3 直接合閘

（1）對開關(guān)內(nèi)置表，電能表收到“直接合閘”命令后，電能表內(nèi)負荷開關(guān)合閘，跳閘指示燈滅。

（2）對開關(guān)外置表，電能表收到“直接合閘”命令后，執(zhí)行立時合閘。

內(nèi)置負荷開關(guān)電能表，當收到直接合閘命令，表內(nèi)負荷開關(guān)直接閉合，無需用戶再進行手動合閘操作；當收到允許合閘命令，若為本地費控電能表（CPU卡或射頻卡），用戶進行插卡合閘，若為遠程費控電能表，用戶按下輪顯鍵3秒后，表內(nèi)負荷開關(guān)閉合。外置負荷開關(guān)電能表，接收允許合閘命令，表內(nèi)繼電器直接合閘，用戶不需按電能表按鍵，只需合上外置負荷開關(guān)即可。

綜上所述：外置負荷開關(guān)在接受的任何跳、合閘命令時，不需按電能表按鍵，內(nèi)置負荷開關(guān)的遠程費控電能表，當收到允許合閘命令時，需用戶按下輪顯鍵3秒，實現(xiàn)負荷開關(guān)閉合。

3 交流電壓試驗

對于外置負荷開關(guān)的電能表，采取第二種方式（跳閘控制端子直接輸出一個交流電壓控制信號）實現(xiàn)對外置負荷開關(guān)的控制，則輔助端子中拉閘信號輸出及報警信號輸出實際應用中接強電，參比電壓超過40V。在交流電壓試驗中應視同參比電壓超過40V的輔助線路端子處理。

參考文獻

[1]國家電網(wǎng)智能電能表系列標準[Z].

作者簡介：曹英（1978-），工程師，山西省電力公司計量中心，從事電能計量技術(shù)工作10余年，對電能計量技術(shù)及管理有多年的理解和實踐，廣泛從事計量及相關(guān)知識的宣傳培訓。