智能電能表負荷開關情況綜述

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

關鍵詞：智能電能表；負荷開關；拉閘；合閘

引言

在單、三相智能電能表型式規范（單相智能電能表的環境條件、規格要求、顯示要求、外觀結構、安裝尺寸、材料及工藝等型式要求）附錄圖中，明確規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：內置開關時標注“ ”，外置開關時不標注。”明示了在智能電能表銘牌上，可以直觀的區分智能電能表負荷開關的內、外置方式。

1 負荷開關內、外置方式的選擇原則

當采用內置負荷開關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的電能表）應滿足Q/GDW 1354-2012的要求。

1.1 負荷開關的技術要求

負荷開關技術要求符合IEC 62055-31：2005，負荷開關類型選擇Uc2。三相負荷開關應采用一體化設計。

（1）采用內置負荷開關的電能表進行開關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場測試的安全措施。電能表在擴展的工作電壓范圍內，負荷開關應能正常工作。

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

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信號，開關節點容量為交流250V、2A。開關節點的非激勵態為閉合，激勵態為斷開（亦可由供需雙方協議商定）。當控制開關處于非激勵態時，外置負荷開關閉合，允許用戶用電；當控制開關處于激勵態時，外置負荷開關斷開，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，驅動能力應不小于20mA。控制信號的非激勵態輸出電壓應為供電電壓的90%至100%，激勵態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時，外置負荷開關閉合，允許用戶用電；當控制信號處于激勵態時，外置負荷開關斷開，中斷用戶供電。表內的跳閘控制開關宜采用電磁繼電器。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廠家采用的還都是第一種負荷開關控制方式。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信號，轉變為直接輸出一個交流電壓控制信號，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補充要求說明

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

（2）當采用外置負荷開關時，如開關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）為適應現場實際需要，采用外置負荷開關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品一致，建議統一從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電能表控制方式統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。電能表負荷開關無論內置、外置，用戶購電成功后，可由主站通過遠程發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，可通過本地方式由用戶自行合閘。注：采用外置負荷開關時，允許合閘狀態下表內繼電器直接合閘，用戶不需按電能表按鍵，只需合上外置負荷開關即可。具體如下：

2.1 跳閘

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

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

2.2 合閘允許

（1）對開關內置表，電能表收到“合閘允許”命令后，處于合閘允許狀態，“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，電能表內負荷開關合閘，跳閘指示燈滅。

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

2.3 直接合閘

（1）對開關內置表，電能表收到“直接合閘”命令后，電能表內負荷開關合閘，跳閘指示燈滅。

（2）對開關外置表，電能表收到“直接合閘”命令后，執行立時合閘。

內置負荷開關電能表，當收到直接合閘命令，表內負荷開關直接閉合，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，表內負荷開關閉合。外置負荷開關電能表，接收允許合閘命令，表內繼電器直接合閘，用戶不需按電能表按鍵，只需合上外置負荷開關即可。

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

3 交流電壓試驗

對于外置負荷開關的電能表，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）實現對外置負荷開關的控制，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，從事電能計量技術工作10余年，對電能計量技術及管理有多年的理解和實踐，廣泛從事計量及相關知識的宣傳培訓。