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

1、總則

1）為規(guī)范水力發(fā)電廠測量裝置配置設(shè)計，保證水力發(fā)電廠長期、安全、穩(wěn)定 運(yùn)行，提高水力發(fā)電廠整體綜合經(jīng)濟(jì)效益，制定本規(guī)范。

2）本規(guī)范適用于新建、改建和擴(kuò)建的水力發(fā)電廠測量裝置配置設(shè)計。

3）水力發(fā)電廠測量裝置配置設(shè)計應(yīng)積極采用已通過鑒定的新技術(shù)和新產(chǎn)品。

4）水力發(fā)電廠測量裝置配置設(shè)計應(yīng)符合電力系統(tǒng)對廠站端信息采集量和信息采集方式的要求。

5）水力發(fā)電廠測量裝置配置設(shè)計，除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2、術(shù)語

1）電氣測量

用電的方式對電氣實時參數(shù)進(jìn)行測量。

2）電能計量

對電能參數(shù)進(jìn)行的計量。

3）常用測量儀表

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

4）指針式儀表

按指針與標(biāo)度尺之間的關(guān)系指示被測量值的儀表。

5）數(shù)字式儀表

在顯示器上能用數(shù)字直接顯示被測量值的儀表。

6）電能表

計量有功和/或無功電能數(shù)據(jù)的儀器。

7）交流采樣電量綜合測量儀表

對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、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能等參數(shù)，并能通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口輸出的多功能智能儀表。

8）變送器

被測量轉(zhuǎn)換為直流電流、直流電壓或數(shù)字信號的裝置。

9）儀表準(zhǔn)確度等級

滿足旨在保證允許誤差和改變極在規(guī)定限值內(nèi)的一定計量要求的測量儀表和/或附件的級別。

10）自動化元件

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

11）非電量測量

對溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、位移、流量、液位、振動、擺度等非電氣量的實時參數(shù)進(jìn)行的測量。

3、電氣測量及電能計量

電氣量測量對象包括水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動機(jī)、主變壓器、線路、母線、廠用電變壓器、直流系統(tǒng)等。圖1為水力發(fā)電站電氣接線示意圖，顯示水力發(fā)電機(jī)組、主變壓器、線路、廠用電變壓器的電氣接線。

水力發(fā)電廠電氣接線示意圖

3.1 水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動機(jī)的電氣測量及電能計量

3.1.1 水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動機(jī)應(yīng)測量下列項目：

1）定子回路三相電流

2）定子回路線電壓/三相相電壓

3）發(fā)電機(jī)有功功率、無功功率

4）功率因數(shù)

5）發(fā)電機(jī)頻率

6）勵磁電流、勵磁電壓

3.1.2 發(fā)電電動機(jī)靜止變頻啟動裝置應(yīng)測量下列項目:

1）輸入、輸岀回路三相電流。

2）輸入回路線電壓/三相相電壓。

3）輸入回路有功功率、無功功率。

3.1.3 水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動機(jī)應(yīng)計量有功電能和無功電能。有可能調(diào)相運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)計量雙方向有功電能：有可能進(jìn)相運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)計量雙方向無功電能；發(fā)電電動機(jī)應(yīng)計量雙方向有功電能和雙方向無功電能。

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)測量雙萬向天功功率。發(fā)電電動機(jī)應(yīng)測量雙方向有功功率和無功功率。

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

3.1.6 勵磁變壓器高壓側(cè)應(yīng)測量三相電流、有功功率及無功功率。

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

水輪發(fā)電機(jī)電氣測量配置

水輪發(fā)電機(jī)和勵磁變壓器監(jiān)測選型

3.2 升壓及送出系統(tǒng)的電氣測量及電能計量

3.2.1 主變壓器測量和電能計量項目應(yīng)滿足下列要求:

1）雙繞組變壓器應(yīng)測量高壓側(cè)三相電流、有功功率、無功功率，變壓器的一側(cè)應(yīng)計量有功電能、無功電能。

2）三繞組變壓器或自耦變壓器應(yīng)測量三側(cè)三相電流、有功功率、無功功率,應(yīng)計量三側(cè)有功電能、無功電能。自耦變壓器公共繞組應(yīng)測量三相電流。

3）當(dāng)發(fā)變組為單元接線旦發(fā)電機(jī)有斷路器時應(yīng)測量低壓側(cè)線電壓和三相電壓。

4）聯(lián)絡(luò)變壓器兩側(cè)應(yīng)測量有功功率、無功功率，應(yīng)計量有功電能、無功電能。

5）有可能送電、受電運(yùn)行時，應(yīng)測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能；當(dāng)有可能滯相、進(jìn)相運(yùn)行時，應(yīng)測量雙方向無功功率、計量雙方向無功電能。

水力發(fā)電廠主變壓器電氣測量配置

主變壓器監(jiān)測選型

3.2.2 線路測量項目應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）6.3kV~66kV線路應(yīng)測量單相電流，條件許可時可測量兩相電流或三相電流。

2）35kV、66kV線路應(yīng)測量有功功率，條件許可時6.3kV~66kV線路也可測量有功功率、無功功率。

3）110kV及以上線路應(yīng)測量三相電流、有功功率、無功功率。

4）6.3kV及以上線路應(yīng)計量有功電能、無功電能。

5）當(dāng)線路有可能送電、受電運(yùn)行時應(yīng)測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能。

6）當(dāng)線路有可能滯相、進(jìn)相運(yùn)行時，應(yīng)測量雙方向無功功率、計量雙方向無功電能。

7）電力系統(tǒng)有要求時，升壓站線路應(yīng)測量線路功角。

水力發(fā)電廠線路電氣測量配置

線路測量選型

3.2.3 母線測量項目應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）6.3kV及以上發(fā)電機(jī)電壓母線以及35kV、66kV母線應(yīng)測量母線線電壓及頻率，同時應(yīng)測量三相電壓。

2）110kV及以上母線應(yīng)測量三個線電壓和頻率。

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

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

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

水力發(fā)電廠母線電氣測量配置

母線測量選型

3.2.4 110 kV及以上并聯(lián)電抗器組應(yīng)測量三相電流及無功功率，并計量無功電能。6.3kV~66 kV并聯(lián)電抗器回路應(yīng)測量交流電流。

電抗器測量選型

3.3 廠用電系統(tǒng)的電氣測量及電能計量

3.3.1 廠用電變壓器高壓側(cè)應(yīng)測量交流電流、有功功率及有功電能。當(dāng)高壓側(cè)不具備測量條件時，可在低壓側(cè)測量。

3.3.2 廠用電工作母線應(yīng)測量交流電壓。當(dāng)為中性點非有效接地時，應(yīng)測量一個線電壓和三相電壓；當(dāng)為中性點有效接地時，應(yīng)測量三個線電壓。

3.3.3 廠區(qū)供電線路應(yīng)測量三相電流，根據(jù)電能計量需要可計量有功電能。

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

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

3.3.6 當(dāng)廠用電變壓器低壓側(cè)為0.4kV三相四線系統(tǒng)時，應(yīng)測量三相電流。

3.3.7 廠用電分段斷路器應(yīng)測量單相電流。

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

水力發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電氣測量配置

廠用電系統(tǒng)電氣測量配置選型

3.4 直流電源系統(tǒng)電氣測量

3.4.1 直流電源系統(tǒng)應(yīng)測量下列項目：

1）無降壓裝置的直流系統(tǒng)母線電壓。

2）有降壓裝置的直流系統(tǒng)合閘母線電壓和控制母線電壓。

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，宜以巡檢方式測量單體電池或組合電 池的電壓。

3.4.4 直流分配電柜應(yīng)測量母線電壓。

3.4.5 直流母線絕緣檢測應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水力發(fā)電廠直流電源系統(tǒng)設(shè)計規(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，常規(guī)儀表的測量可僅測直流母線電壓 和蓄電池電壓。

3.5 不間斷電源系統(tǒng)（UPS）電氣測量

3.5.1 UPS宜測量下列項目：

1）輸出電壓。

2）輸出頻率。

3）輸出功率或電流。

3.5.2 UPS主配電柜宜測量進(jìn)線電流、母線電壓和頻率。

3.5.3 UPS分配電柜可測量母線電壓。

直流系統(tǒng)及蓄電池電氣測量

直流系統(tǒng)測量選型

3.6 常測電氣測量儀表和電能計量儀表

3.6.1 電氣測量儀表設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：

1）常測電氣測量儀表設(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，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)的電氣測量儀表。

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

3.6.2 模擬屏常測儀表設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：

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

2）模擬屏上宜裝設(shè)下列電氣測量儀表：

1.水輪發(fā)電機(jī)和發(fā)電電動機(jī)的有功功率表、無功功率表。

2.110kV及以上電壓線路的有功功率表和無功功率表；35kV及以上、110kV以下電壓線路的有功功率表。

3.35kV及以上母線的線電壓表和頻率表。

4.全廠總有功功率表、總無功功率表。

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)的雙方向無功功率表或有功功率表；發(fā)電電動機(jī)、有可能送受電運(yùn)行的線路裝設(shè)雙方向的有功功率表及無功功率表。

6.其他測量儀表。

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量儀表、有功功率變送器，根據(jù)需要可配置無功功率變送器和定子交流電壓變送器。

3.6.4 勵磁屏應(yīng)配置測量勵磁電流、勵磁電壓的直流變送器。

3.6.5 開關(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量儀表和/或電量變送器，可不配置其他常規(guī)電氣測量儀表。