1. NB/T 10861-2021《水力發(fā)電廠(chǎng)測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)水電廠(chǎng)的測(cè)量裝置配置做了詳細(xì)要求和指導(dǎo)。測(cè)量裝置是水力發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)，水電廠(chǎng)的測(cè)量主要分為電氣量測(cè)量和非電量測(cè)量。電氣測(cè)量指使用電的方式對(duì)電氣實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括電流、電壓、頻率、功率因數(shù)、有功/無(wú)功功率、有功/無(wú)功電能等；非電量測(cè)量是指使用變送器把非電量轉(zhuǎn)換為4-20mA或者0-5V電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，包括溫度、轉(zhuǎn)速、壓力、液位、開(kāi)度等。本文僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)討論水力發(fā)電廠(chǎng)的測(cè)量裝置及用電管理系統(tǒng)，不涉及水電廠(chǎng)的微機(jī)保護(hù)配置等。

2. 總則

1.0.1為規(guī)范水力發(fā)電廠(chǎng)測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)，保證水力發(fā)電廠(chǎng)長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定 運(yùn)行，提水力發(fā)電廠(chǎng)整體綜合經(jīng)濟(jì)效益，制定本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于新建、改建和擴(kuò)建的水力發(fā)電廠(chǎng)測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)。

1.0.3水力發(fā)電廠(chǎng)測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)應(yīng)積極采用已通過(guò)鑒定的新技術(shù)和新產(chǎn)品。

1.0.4水力發(fā)電廠(chǎng)測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)應(yīng)符合電力系統(tǒng)對(duì)廠(chǎng)站端信息采集量和信 息采集方式的要求。

1.0.5水力發(fā)電廠(chǎng)測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)，除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1. 術(shù)語(yǔ)

2.0.1 電氣測(cè)量 electrical measuring

用電的方式對(duì)電氣實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。

2.0.2 電能計(jì)量 energy metering

對(duì)電能參數(shù)進(jìn)行的計(jì)量。

2.0.3 常用測(cè)量?jī)x表 general electrical measuring meter

水力發(fā)電廠(chǎng)經(jīng)常使用的指針式儀表、數(shù)字式儀表等。

2.0.4 指針式儀表 pointer-type meter

按指針與標(biāo)度尺之間的關(guān)系指示被測(cè)量值的儀表。

2.0.5 數(shù)字式儀表 digital-type meter

在顯示器上能用數(shù)字直接顯示被測(cè)量值的儀表。

2.0.6 電能表 watt-hour meter

計(jì)量有功和/或無(wú)功電能數(shù)據(jù)的儀器。

2.0.7交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表intelligent AC sampling device

對(duì)交流工頻電量直接采樣，直接送到數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行處理后得到電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無(wú)功電能等參數(shù)，并能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接口輸出的多功能智能儀表。

2.0.8 變送器 transducer

被測(cè)量轉(zhuǎn)換為直流電流、直流電壓或數(shù)字信號(hào)的裝置。

2.0.9 儀表準(zhǔn)確度等級(jí) measuring instrument accuracy class

滿(mǎn)足旨在保證允許誤差和改變極在規(guī)定限值內(nèi)的一定計(jì)量要求的測(cè)量?jī)x表和/或附件的級(jí)別。

2.0.10 自動(dòng)化元件 automatic control componcius

用于水力發(fā)電廠(chǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、動(dòng)作執(zhí)行的元件和/或裝置。

2.0.11 非電量測(cè)量 non-electricity measuring

對(duì)溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、位移、流量、液位、振動(dòng)、擺度等非電氣量的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行的測(cè)量。

1. 電氣測(cè)量及電能計(jì)量

電氣量測(cè)量對(duì)象包括水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)、主變壓器、線(xiàn)路、母線(xiàn)、廠(chǎng)用電變壓器、直流系統(tǒng)等。圖1為水力發(fā)電站電氣接線(xiàn)示意圖，顯示水力發(fā)電機(jī)組、主變壓器、線(xiàn)路、廠(chǎng)用電變壓器的電氣接線(xiàn)。

圖1 水力發(fā)電廠(chǎng)電氣接線(xiàn)示意圖

3. 1水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)的電氣測(cè)量及電能計(jì)量

3.1.1水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)應(yīng)測(cè)量下列項(xiàng)目：

1定子回路三相電流。

2定子回路線(xiàn)電壓/三相相電壓。

3發(fā)電機(jī)有功功率、無(wú)功功率。

4功率因數(shù)。

5發(fā)電機(jī)頻率。

6勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓。

3.1.2發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻啟動(dòng)裝置應(yīng)測(cè)量下列項(xiàng)目:

1輸入、輸岀回路三相電流。

2輸入回路線(xiàn)電壓/三相相電壓。

3輸入回路有功功率、無(wú)功功率。

3.1.3水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)應(yīng)計(jì)量有功電能和無(wú)功電能。有可能調(diào)相運(yùn)行的

水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)計(jì)量雙方向有功電能：有可能進(jìn)相運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)計(jì)量雙方向 無(wú)功電能；發(fā)電電動(dòng)機(jī)應(yīng)計(jì)量雙方向有功電能和雙方向無(wú)功電能。

3.1.4有可能調(diào)相運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)測(cè)量雙方向有功功率；有可能進(jìn)相運(yùn)行的

水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)測(cè)量雙萬(wàn)向天功功率。發(fā)電電動(dòng)機(jī)應(yīng)測(cè)量雙方向有功功率和無(wú)功功

率。

3.1.5電力系統(tǒng)有功角測(cè)量耍求時(shí)，應(yīng)測(cè)量發(fā)電機(jī)功角。

3.1.6勵(lì)磁變壓器壓側(cè)應(yīng)測(cè)量三相電流、有功功率及無(wú)功功率。

水輪發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁變壓器的監(jiān)測(cè)配置如圖2所示，設(shè)備選型如表1所示。

3.2.3母線(xiàn)測(cè)量項(xiàng)目應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 6.3kV及以上發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)以及35kV、66kV母線(xiàn)應(yīng)測(cè)量母線(xiàn)線(xiàn)電壓及頻率，同時(shí)應(yīng)測(cè)量三相電壓。

2 110kV及以上母線(xiàn)應(yīng)測(cè)量三個(gè)線(xiàn)電壓和頻率。

3 6.3kV及以上母聯(lián)斷路器、母線(xiàn)分段斷路器以及內(nèi)橋斷路器、外橋斷路器應(yīng)測(cè)量交流電流，110kV及以上應(yīng)測(cè)量三相電流。

4 3/2接線(xiàn)、4/3接線(xiàn)和角型接線(xiàn)的各斷路器回路應(yīng)測(cè)量三相電流。

5旁路斷路器、母聯(lián)或分段兼旁路斷路器和35 kV及以上外橋斷路器，應(yīng)測(cè)量有功功率及無(wú)功功率、計(jì)量有功電能及無(wú)功電能。對(duì)有可能送電和受電運(yùn)行 時(shí)，應(yīng)測(cè)量雙方向有功功率、計(jì)量雙方向有功電能；對(duì)有可能滯相和進(jìn)相運(yùn)行時(shí), 應(yīng)測(cè)量雙方向無(wú)功功率、計(jì)量雙方向無(wú)功電能。

3.3廠(chǎng)用電系統(tǒng)的電氣測(cè)量及電能計(jì)量

3.3.1廠(chǎng)用電變壓器壓側(cè)應(yīng)測(cè)量交流電流、有功功率及有功電能。當(dāng)壓側(cè)不具備測(cè)量條件時(shí)，可在低壓側(cè)測(cè)量。

3.3.2廠(chǎng)用電工作母線(xiàn)應(yīng)測(cè)量交流電壓。當(dāng)為中性點(diǎn)非有效接地時(shí)，應(yīng)測(cè)量一個(gè)

線(xiàn)電壓和三相電壓；當(dāng)為中性點(diǎn)有效接地時(shí)，應(yīng)測(cè)量三個(gè)線(xiàn)電壓。

3.3.3廠(chǎng)區(qū)供電線(xiàn)路應(yīng)測(cè)量三相電流，根據(jù)電能計(jì)量需要可計(jì)量有功電能。

3.3.4 50kVA及以上帶照明負(fù)荷的廠(chǎng)用電變壓器應(yīng)測(cè)量三相電流。

3.3.5 55kW及以上的電動(dòng)機(jī)冋路應(yīng)至少測(cè)量單相電流。

3.3.6當(dāng)廠(chǎng)用電變壓器低壓側(cè)為0.4kV三相四線(xiàn)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)測(cè)量三相電流。

3.3.7廠(chǎng)用電分段斷路器應(yīng)測(cè)量單相電流。

3.3.8柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)側(cè)量三相電流、三相電壓、有功功率及計(jì)量有功電能。

3.4直流電源系統(tǒng)電氣測(cè)量

3.4.1直流電源系統(tǒng)應(yīng)測(cè)量下列項(xiàng)目：

1無(wú)降壓裝置的直流系統(tǒng)母線(xiàn)電壓。

2有降壓裝置的直流系統(tǒng)合閘母線(xiàn)電壓和控制母線(xiàn)電壓。

3充電裝置輸出電壓和電流。

4蓄電池組電壓和電流。

3.4.2蓄電池回路宜測(cè)量浮充電電流。

3.4.3當(dāng)采用固定型閥控式鉛酸蓄電池時(shí)，宜以巡檢方式測(cè)量單體電池或組合電 池的電壓。

3.4.4直流分配電柜應(yīng)測(cè)量母線(xiàn)電壓。

3.4.5直流母線(xiàn)絕緣檢測(cè)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水力發(fā)電廠(chǎng)直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) 范》NB/T 10606的有關(guān)規(guī)定。

3.4.6直流電源系統(tǒng)設(shè)有微機(jī)監(jiān)控裝置時(shí)，常規(guī)儀表的測(cè)量可僅測(cè)直流母線(xiàn)電壓 和蓄電池電壓。

3.5不間斷電源系統(tǒng)（UPS）電氣測(cè)量

3.5.1 UPS宜測(cè)量下列項(xiàng)目：

1輸出電壓。

2輸出頻率。

3輸出功率或電流。

3.5.2 UPS主配電柜宜測(cè)量進(jìn)線(xiàn)電流、母線(xiàn)電壓和頻率。

3.5.3 UPS分配電柜可測(cè)量母線(xiàn)電壓。

3.6常測(cè)電氣測(cè)量?jī)x表和電能計(jì)量?jī)x表

3.6.1電氣測(cè)量?jī)x表設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1 常測(cè)電氣測(cè)量?jī)x表設(shè)置應(yīng)能正確反映電力裝置的運(yùn)行參數(shù)。

2 有遠(yuǎn)傳功能要求時(shí)，應(yīng)配置以數(shù)據(jù)通信方式或模擬量輸出方式傳送電氣參數(shù)的電氣測(cè)量?jī)x表。

3水輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)，雙繞組主變圧器壓側(cè)，三繞組主變壓器 壓側(cè)、中壓側(cè)及低壓側(cè)，能替代線(xiàn)路斷路器的分段及母聯(lián)斷路器、外橋斷路器、 角形接線(xiàn)斷路器以及線(xiàn)路宜配置交流釆樣電量綜合測(cè)量?jī)x表；廠(chǎng)用電變壓器及廠(chǎng)用電系統(tǒng)配電回路可配置交流采樣綜合測(cè)量?jī)x表。

3.6.2模擬屏常測(cè)儀表設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不設(shè)模擬屏?xí)r，控制室宜取消常測(cè)儀表。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)模擬屏?xí)r，模擬屏上常測(cè)儀表應(yīng)精簡(jiǎn)，并可采用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字式儀表。

2模擬屏上宜裝設(shè)下列電氣測(cè)量?jī)x表：

1） 水輪發(fā)電機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)的有功功率表、無(wú)功功率表。

2） 110kV及以上電壓線(xiàn)路的有功功率表和無(wú)功功率表；35kV及以上、110kV以下電壓線(xiàn)路的有功功率表。

3） 35kV及以上母線(xiàn)的線(xiàn)電壓表和頻率表。

4） 全廠(chǎng)總有功功率表、總無(wú)功功率表。

5） 有可能進(jìn)相或調(diào)相運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)裝設(shè)的雙方向無(wú)功功率表或有功功率表；發(fā)電電動(dòng)機(jī)、有可能送受電運(yùn)行的線(xiàn)路裝設(shè)雙方向的有功功率表及無(wú)功功率表。

6） 其他測(cè)量?jī)x表。

3.6.3機(jī)組現(xiàn)地控制單元宜配置交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表、有功功率變送器，根據(jù)需要可配置無(wú)功功率變送器和定子交流電壓變送器。

3.6.4勵(lì)磁屏應(yīng)配置測(cè)量勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓的直流變送器。

3.6.5開(kāi)關(guān)站、公用設(shè)備等現(xiàn)地控制單元宜配置交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表和/或電量變送器，可不配置其他常規(guī)電氣測(cè)量?jī)x表。

3.6.6廠(chǎng)用電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜電氣測(cè)量?jī)x表配置應(yīng)符合下列規(guī)定:

1廠(chǎng)用電變壓器壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜應(yīng)配置常規(guī)單相電流表及單相交流電流變送器，或交流釆樣電量綜合測(cè)星儀表。當(dāng)廠(chǎng)用電變壓器壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜實(shí)際負(fù)荷電流 小于電流互感器額定一次電流的30%時(shí)，常規(guī)電流表、交流采樣電量綜合測(cè)量 儀表或交流電流變送器可在廠(chǎng)用電變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)置。

2廠(chǎng)用電變壓器低壓側(cè)為0.4kV三相四線(xiàn)系統(tǒng)町，廠(chǎng)用電變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜應(yīng)配置常規(guī)三相電流表及單相交流電流變送器，或交流釆樣電量綜合測(cè)量?jī)x表。

3母線(xiàn)電壓互感器柜宜設(shè)置測(cè)量母線(xiàn)電壓的交流電壓變送器或交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表。中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，母線(xiàn)電壓互感器柜宜設(shè)置一只切換開(kāi)關(guān)和一只電壓表，測(cè)量一個(gè)線(xiàn)電壓和三相電壓。中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)，母線(xiàn)電壓互感器柜可設(shè)置一只切換開(kāi)關(guān)和一只電壓表，測(cè)量三個(gè)線(xiàn)電壓。

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4廠(chǎng)用電系統(tǒng)母線(xiàn)分段斷路器柜及饋線(xiàn)柜各饋線(xiàn)回路均應(yīng)設(shè)置電流表，其中母線(xiàn)分段斷路器柜應(yīng)設(shè)置交流電流變送器。

3.6.7柴油發(fā)電機(jī)控制柜宜設(shè)置交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表。

3.6.8 下列回路應(yīng)配置多功能電能表：

1水輪發(fā)電機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)的定子回路。

2雙繞組主變壓器的一側(cè)及三繞組主變壓器的三側(cè)。

3 6.3kV及以上線(xiàn)路。

4旁路斷路器、母聯(lián)兼旁路斷路器回路。

5廠(chǎng)用電變壓器的一側(cè)。

6外接保安電源的進(jìn)線(xiàn)回路。

7其他需要進(jìn)行電能計(jì)量的回路。

3.6.9常測(cè)電氣測(cè)量?jī)x表和電能計(jì)量?jī)x表的選型及性能應(yīng)符合下列規(guī)定：

1中性點(diǎn)非有效接地的電量測(cè)量應(yīng)采用三相四線(xiàn)接線(xiàn)的交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表，其中功率測(cè)量宜為三相三線(xiàn)的計(jì)算方式。有功及無(wú)功功率變送器宜為三相三線(xiàn)，電能計(jì)量可采用三相三線(xiàn)的多功能電能表。

2中性點(diǎn)有效接地的電量測(cè)量應(yīng)采用三相四線(xiàn)的交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表和有功、無(wú)功功率變送器，電能計(jì)量應(yīng)釆用三相四線(xiàn)的多功能電能表。

3常測(cè)電氣測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確度*低要求應(yīng)符合表3.6.9-1的規(guī)定。

注：★當(dāng)交流釆樣電量綜合測(cè)量?jī)x表用于除電能計(jì)量外的其他用電系統(tǒng)交流電流、電壓測(cè)量時(shí)，其準(zhǔn)確度*低要求為0.5級(jí)。

4變送器和測(cè)量用互感器、測(cè)量用分流器準(zhǔn)確度*低要求應(yīng)符合表3.6.9-2的規(guī)定。

5指針式測(cè)量?jī)x去的測(cè)量范圍，宜使電力設(shè)備額定值指示在儀表標(biāo)度尺的2/3左右。對(duì)功率值有可能雙方冋此，應(yīng)選用零刻度在標(biāo)度尺中間位置的指針式儀表。

6 變送器輸出標(biāo)稱(chēng)值宜選用4 mA~20 mA DC或4 mA~12 mA~20 mA DC,標(biāo)稱(chēng)值的上限宜代表被測(cè)量額定值的1.2倍~1.3倍，并取合適的整數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，經(jīng)變送器接入的指針式儀表的滿(mǎn)刻度值與校準(zhǔn)的被測(cè)量值應(yīng)一致，接入的 數(shù)字式儀表以及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)模入應(yīng)按此校準(zhǔn)的被測(cè)量值進(jìn)行率定。

7多功能電能表準(zhǔn)確度*低要求應(yīng)符合表3.6.9-3的規(guī)定。

8多功能電能表應(yīng)有失壓記錄和失壓計(jì)時(shí)功能。當(dāng)多功能電能表釆用輔助電源，輔助電源失電后，應(yīng)有失電次數(shù)及其日期記錄。

9輸出及通信接口應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1） 電量變送器除應(yīng)具有模擬量輸出外，也可同時(shí)具有數(shù)據(jù)通信接口的輸出方式，通信的物理連接及世信規(guī)約應(yīng)滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求。

2） 交流采樣電量綜合測(cè)量?jī)x表宜具有數(shù)據(jù)通信接口的輸出方式，通信的物理連接及通信規(guī)約應(yīng)滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)要求。當(dāng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)要求遠(yuǎn)動(dòng)工作站的信息直釆直送時(shí)，交流釆樣電量綜合測(cè)量?jī)x表應(yīng)另外增加一個(gè)通信接口，通信的物理連接和通信規(guī)約應(yīng)滿(mǎn)足遠(yuǎn)動(dòng)工作站的要求。

3） 多功能電能表應(yīng)具有數(shù)據(jù)通信接口輸出方式。當(dāng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)要求 數(shù)據(jù)釆集直采直送時(shí)，數(shù)據(jù)通信接口應(yīng)設(shè)置兩個(gè)，并均應(yīng)各自滿(mǎn)足計(jì)算機(jī) 監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的通信物理連接和通信規(guī)約的要求。

10變送器、交流釆樣電量綜合測(cè)量?jī)x、多功能電能表以及數(shù)字顯示儀表的輔助電源宜采用直流電源或UPS電源。

1. 結(jié)論

水電站測(cè)量?jī)x表裝置配置以及廠(chǎng)用電管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的，均以滿(mǎn)足水電廠(chǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電力商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要為目標(biāo)，保證準(zhǔn)確可靠、技術(shù)先進(jìn)、監(jiān)視方便、經(jīng)濟(jì)適用。通過(guò)合理使用傳感器配合管理系統(tǒng)，使電站運(yùn)行管理更效。