智能电能表负荷开关情况综述

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摘 要：根据2012年国家智能电能表系列标准的修订内容，关于智能电能表型式、功能以及技术要求方面做了进一步的明确规定，为部署开展智能电网的“全覆盖、全采集、全费控”奠定技术基础。基于修订版内容中负荷开关方面的突出变化，文章针对单、三相智能电能表负荷开关方面的相关技术要求，结合实际工作中即将产生的影响和变化作以下综述，以便于智能电能表设计、生产、验收和使用者以及检定装置设计、生产单位作相应参考。

关键词：智能电能表；负荷开关；拉闸；合闸

引言

在单、三相智能电能表型式规范（单相智能电能表的环境条件、规格要求、显示要求、外观结构、安装尺寸、材料及工艺等型式要求）附录图中，明确规定了单相费控智能电能表、三相远程费控智能电能表（不包括三相智能电能表和三相本地费控智能电能表）原文：“注4：内置开关时标注“ ”，外置开关时不标注。”明示了在智能电能表铭牌上，可以直观的区分智能电能表负荷开关的内、外置方式。

1 负荷开关内、外置方式的选择原则

当采用内置负荷开关时电能表最大电流不宜超过60A。跳闸输出接口（适用于外置负荷开关的电能表）应满足Q/GDW 1354-2012的要求。

1.1 负荷开关的技术要求

负荷开关技术要求符合IEC 62055-31：2005，负荷开关类型选择Uc2。三相负荷开关应采用一体化设计。

（1）采用内置负荷开关的电能表进行开关操作时应有相应的硬件或软件的消弧措施，其出口回路应有防误动作和便于现场测试的安全措施。电能表在扩展的工作电压范围内，负荷开关应能正常工作。

（2）采用外置负荷开关的电能表可采取以下两种方式之一实现对外置负荷开关的控制。

a.从电能表跳闸控制端子5和6（三相电能表为13、14和15）输出一对（三相为两组）无源无极性控制开关信号，开关节点容量为交流250V、2A。开关节点的非激励态为闭合，激励态为断开（亦可由供需双方协议商定）。当控制开关处于非激励态时，外置负荷开关闭合，允许用户用电；当控制开关处于激励态时，外置负荷开关断开，中断用户供电。

b.从电能表跳闸控制端子5（三相电能表为13）直接输出一个交流电压控制信号，该控制信号引自该电能表供电线路的相线，驱动能力应不小于20mA。控制信号的非激励态输出电压应为供电电压的90%至100%，激励态输出电压应为供电电压的0%至25%。当控制信号处于非激励态时，外置负荷开关闭合，允许用户用电；当控制信号处于激励态时，外置负荷开关断开，中断用户供电。表内的跳闸控制开关宜采用电磁继电器。该控制输出回路应具备长时间过载和短路保护能力。过载和短路保护机构的动作电流阈值应不大于100mA。

以上两种控制方式，目前各大电能表生产厂家采用的还都是第一种负荷开关控制方式。第二种方式由于涉及到跳闸控制端子由原来的无源无极性控制开关信号，转变为直接输出一个交流电压控制信号，致使原来使用中的辅助端子中的跳闸控制端子带强电，给使用者以及电能表测试人员带来一个操作习惯上的较大变化，存在较大的安全风险。且相应的电能表检定装置由于原有辅助端子电路板仅能承载40V及以下电压，需要针对改变作检定装置的相应改造，涉及改造范围较大。

1.2 智能电能表负荷开关补充要求说明

（1）电压线路在参比电压的80%～115%时，负荷开关控制电路应能保证负荷开关正常工作。

（2）当采用外置负荷开关时，如开关控制信号为脉冲方式，脉冲宽度应有一定的冗余，推荐脉冲宽度400ms。

（3）为适应现场实际需要，采用外置负荷开关的电能表跳闸控制端子输出增加单端子输出交流电压信号控制方式，该信号引自供电线路。因各地信号引自的相线不同，为保证送检样机和供货产品一致，建议统一从A相引出交流信号。

（4）招标前全性能试验建议外置负荷开关电能表控制方式统一按照脉冲控制输出方式送样，脉冲电压和交流电压试验端子作为40V以下处理。

2 负荷开关的操作使用方式

用户购电成功后的合闸方式分为直接合闸和允许合闸两种，通信命令遵循DL/T 645-2007备案文件。电能表负荷开关无论内置、外置，用户购电成功后，可由主站通过远程发送直接合闸命令或允许合闸命令。电能表处于允许合闸状态，可通过本地方式由用户自行合闸。注：采用外置负荷开关时，允许合闸状态下表内继电器直接合闸，用户不需按电能表按键，只需合上外置负荷开关即可。具体如下：

2.1 跳闸

（1）对开关内置表，电能表收到“跳闸”命令后，应实现立时跳闸，“拉闸”字符常显，跳闸指示灯亮。

（2）对开关外置表，电能表收到“跳闸”命令后，应实现立时跳闸，不得延时，“拉闸”字符常显，跳闸指示灯亮。

2.2 合闸允许

（1）对开关内置表，电能表收到“合闸允许”命令后，处于合闸允许状态，“拉闸”字符停止显示，在用户手动合闸前，跳闸指示灯闪烁（亮1s，灭1s）。用户长按电能表按键3s后，电能表内负荷开关合闸，跳闸指示灯灭。

（2）对开关外置表，电能表收到“合闸允许”命令后，表内继电器直接合闸，“拉闸”字符停止显示，跳闸指示灯灭。

2.3 直接合闸

（1）对开关内置表，电能表收到“直接合闸”命令后，电能表内负荷开关合闸，跳闸指示灯灭。

（2）对开关外置表，电能表收到“直接合闸”命令后，执行立时合闸。

内置负荷开关电能表，当收到直接合闸命令，表内负荷开关直接闭合，无需用户再进行手动合闸操作；当收到允许合闸命令，若为本地费控电能表（CPU卡或射频卡），用户进行插卡合闸，若为远程费控电能表，用户按下轮显键3秒后，表内负荷开关闭合。外置负荷开关电能表，接收允许合闸命令，表内继电器直接合闸，用户不需按电能表按键，只需合上外置负荷开关即可。

综上所述：外置负荷开关在接受的任何跳、合闸命令时，不需按电能表按键，内置负荷开关的远程费控电能表，当收到允许合闸命令时，需用户按下轮显键3秒，实现负荷开关闭合。

3 交流电压试验

对于外置负荷开关的电能表，采取第二种方式（跳闸控制端子直接输出一个交流电压控制信号）实现对外置负荷开关的控制，则辅助端子中拉闸信号输出及报警信号输出实际应用中接强电，参比电压超过40V。在交流电压试验中应视同参比电压超过40V的辅助线路端子处理。

参考文献

[1]国家电网智能电能表系列标准[Z].

作者简介：曹英（1978-），工程师，山西省电力公司计量中心，从事电能计量技术工作10余年，对电能计量技术及管理有多年的理解和实践，广泛从事计量及相关知识的宣传培训。