煤矿供电经营管理中计量误差探析论文

0引言

　　神东煤炭集团公司是神华集团最大的煤炭生产基地，生产技术和设备先进，原煤年产量2亿多t，千百万t级煤矿分布于晋陕蒙地区。近几年，为进一步提高煤炭产量和质量，该公司不断引进先进设备及煤炭生产的配套设备。针对这种变化，神华神东供电中心结合煤矿生产特点，积极调整更新供电设备及供电方式，努力满足煤矿生产用电要求。然而，由于种种原因，常常发生计量误差，对供电经营管理工作造成了一定影响。因此，分析煤矿供电经营管理中的电量计量误差原因并寻找对策，具有重要意义。

1煤矿生产用电特点

　　煤矿生产用电的特点主要表现在以下5个方面：①煤矿的生产设备功率大，生产时负荷集中，且多为感性设备；②生产设备启动时间长，启动电流大；③受矿井环境及煤层结构等影响，生产时负荷波动较大；④设备检修、调整、调试时负荷较小；⑤矿井内的电缆线路及设备容易发生故障。

2目前煤矿电量计量方式

　　由于煤矿供电属于一级用户，因此煤矿的供电方式采用双回路或多回路供电网络。为便于供电经营管理，在各出口进行电能计量，以感应式电能表和电子式电能表为终端计量装置，电能表及互感器的误差等级为0.2和0.5级。运行中的电能表按月进行电量的统计结算，各类数据按小时进行记录。计量装置每年进行一次现场校验或轮换。

3电量计量误差分析

　　在煤矿供电经营管理中，导致电量计量误差的因素比较复杂，涉及设备、环境、人员等多方面因素。

　　3.1计量装置因素

　　供电中心根据煤矿生产用电的特点，在每个煤矿附近都配套至少1个35kV变电站，来降低损耗、提高供电可靠率及供电质量。为满足煤矿生产对大功率、大电流的要求，在供电出口配置的电流互感器都比较大。煤矿正常生产时，由于大多是大功率设备，负荷电流较大且不稳定，如大型综采设备或露天煤矿的高压电铲等，启动时或煤层和地质结构发生明显变化时，电流的波动大。但煤矿停产时，负荷电流较小，时常会超出电能表的精度范围。计量装置中的电压互感器、电流互感器都是电磁式的。电磁式互感器极易受到系统、环境及自身的影响而造成计量误差，如二次回路缺相、换相、导体表面氧化、系统故障等，都会影响到计量的准确性，出现计量误差[2]。早期的计量装置误差等级大多为0.5级。随着煤矿生产规模的不断扩大，用电量也大幅度增加。由于误差等级的限制，月度结算网损电量明显增大。如一个年产500万t的煤矿，月度电量在1000万千瓦时以上，按误差等级0.5计算，月度网损电量达5万千瓦时。为降低计量误差，将部分出口电能表更新为0.2S级三相三线电子式电能表。电子式电能表由电子原件构成，通过电流、电压采样、转换、功率计算来实现电能计量。在煤矿供电回路中，由于负荷的波动、接地及短路故障，在电能表内会产生相应的电流、电压变化。长时间的变化会使电子式电能表内部的电子元件的电气特性发生变化，使电能表产生误差[3]。在日常供电经营管理中，通过对变电站计量装置和电量的分析，发现计量装置受系统和环境影响较为普遍，如计量装置接线端子及二次回路导体连接部分氧化、电子式电能表电阻阻值的变化、电容器容量的变化等。

　　3.2装置安装、维护、检测因素

　　在计量装置安装过程中，使用的设备、材料及安装工艺不符合规定要求，也是造成电量计量误差的原因。实际中常见的问题有：在三相三线电能表接线时，电流回路接地线接错位置；电压回路与电流回路相序不对应；接线端子连接不当，误将计量线接到保护端子，或接到准确等级与电能表不对应的端子；接线端子螺丝拧紧力度不够，导致短时间内氧化使回路电阻增大等。按规定，计量装置要定期检查维护，运行环境有明显变化、系统发生故障时要及时检查检测。要对计量装置的连接处、开关、导线、端子、电能表及电流、电压进行检查，检查有无接触不好、打火放电、受潮、发热、断线或损坏等现象，发现异常要及时记录并汇报处理。然而，变电站值班人员在进行维护时，主要以一次供电设备为主，往往忽视对计量装置的检查维护，因此不能及时发现异常并记录，导致电量结算时出现误差。由于煤矿供电主要以电缆线路为主，停送电操作频繁，易产生浪涌电压，又加之电力电缆线路长、接头多，所以接地、短路故障较多，对计量装置有一定影响。在夏季，还会受到雷电的影响。所以，因内、外过电压造成电压互感器一次熔断器熔断是影响计量误差的主要原因之一。检修人员在对计量装置进行现场校验、轮换时，主要针对电能表进行校验、轮换及二次回路的极性检测，疏忽对二次回路阻抗的检测和电流、电压波形的检测，这也是造成计量误差的'原因之一。电流二次回路开路、短路、回路电阻增大等都会引起计量误差，严重时甚至会损坏计量装置。

　　3.3环境因素

　　煤矿周边的污染较大，主要污染物为煤炭粉尘。污染物主要聚集在互感器二次端子及电能表接线端子处。由于煤炭粉尘具有一定的导电特性，聚集过多就会形成电流回路，产生分流或放电，影响计量，严重时甚至会造成计量装置的损坏。同时，粉尘还容易吸收水分。雨季时，附着的粉尘因吸收水分而变潮湿，雨水与煤炭粉尘中的硫化物发生反应后形成弱酸性物质，会慢慢腐蚀计量装置金属部分，极易造成导体接触电阻增大、回路之间放电、断线、短路、开路等故障，导致计量误差和装置损坏。正常情况下，计量装置的接线端子是被专业部门封闭的，严禁其他人员打开。所以，运维人员很难发现或清扫处理集聚在接线端子处的灰尘，大多数是在出现计量误差异常或电能表显示异常时才发现故障的。雷电也是影响计量装置的原因之一。当系统或线路遭受雷击时，不论是直击雷还是感应雷，都会在电网上产生雷击过电压。电能计量装置及自动化终端计量设备是一类电子产品，雷击过电压会对其造成不同程度的影响。