NB/T 10861-2021《水力發(fā)電廠測量裝置配置設計規(guī)范》對水電廠的測量裝置配置做了詳細要求和指導。測量裝置是水力發(fā)電廠運行監(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電信號進行測量，包括溫度、轉(zhuǎn)速、壓力、液位、開度等。本文僅根據(jù)標準討論水力發(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保護配置等。
1、總則
1）為規(guī)范水力發(fā)電廠測量裝置配置設計，保證水力發(fā)電廠長期、安全、穩(wěn)定 運行，提高水力發(fā)電廠整體綜合經(jīng)濟效益，制定本規(guī)范。
2）本規(guī)范適用于新建、改建和擴建的水力發(fā)電廠測量裝置配置設計。
3）水力發(fā)電廠測量裝置配置設計應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計應符合電力系統(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計，除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。
2、術(shù)語
1）電氣測量
用電的方式對電氣實時參數(shù)進行測量。
2）電能計量
對電能參數(shù)進行的計量。
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)，并能通過標準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/發(fā)電電動機、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/發(fā)電電動機的電氣測量及電能計量
3.1.1 水輪發(fā)電機/發(fā)電電動機應測量下列項目：
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)電機有功功率、無功功率
4）功率因數(shù)
5）發(fā)電機頻率
6）勵磁電流、勵磁電壓
3.1.2 發(fā)電電動機靜止變頻啟動裝置應測量下列項目:
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/發(fā)電電動機應計量有功電能和無功電能。有可能調(diào)相運行的水輪發(fā)電機應計量雙方向有功電能：有可能進相運行的水輪發(fā)電機應計量雙方向無功電能；發(fā)電電動機應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)相運行的水輪發(fā)電機應測量雙方向有功功率；有可能進相運行的水輪發(fā)電機應測量雙萬向天功功率。發(fā)電電動機應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，應測量發(fā)電機功角。
3.1.6 勵磁變壓器高壓側(cè)應測量三相電流、有功功率及無功功率。
水輪發(fā)電機和勵磁變壓器的監(jiān)測配置如圖2所示，設備選型如表1所示。
水輪發(fā)電機電氣測量配置
水輪發(fā)電機和勵磁變壓器監(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滿足下列要求:
1）雙繞組變壓器應測量高壓側(cè)三相電流、有功功率、無功功率，變壓器的一側(cè)應計量有功電能、無功電能。
2）三繞組變壓器或自耦變壓器應測量三側(cè)三相電流、有功功率、無功功率,應計量三側(cè)有功電能、無功電能。自耦變壓器公共繞組應測量三相電流。
3）當發(fā)變組為單元接線旦發(fā)電機有斷路器時應測量低壓側(cè)線電壓和三相電壓。
4）聯(lián)絡變壓器兩側(cè)應測量有功功率、無功功率，應計量有功電能、無功電能。
5）有可能送電、受電運行時，應測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能；當有可能滯相、進相運行時，應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 線路測量項目應符合下列規(guī)定：
1）6.3kV~66kV線路應測量單相電流，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及以上線路應測量三相電流、有功功率、無功功率。
4）6.3kV及以上線路應計量有功電能、無功電能。
5）當線路有可能送電、受電運行時應測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能。
6）當線路有可能滯相、進相運行時，應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 母線測量項目應符合下列規(guī)定：
1）6.3kV及以上發(fā)電機電壓母線以及35kV、66kV母線應測量母線線電壓及頻率，同時應測量三相電壓。
2）110kV及以上母線應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、外橋斷路器應測量交流電流，110kV及以上應測量三相電流。
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行 時，應測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能；對有可能滯相和進相運行時, 應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)應測量交流電流、有功功率及有功電能。當高壓側(cè)不具備測量條件時，可在低壓側(cè)測量。
3.3.2 廠用電工作母線應測量交流電壓。當為中性點非有效接地時，應測量一個線電壓和三相電壓；當為中性點有效接地時，應測量三個線電壓。
3.3.3 廠區(qū)供電線路應測量三相電流，根據(jù)電能計量需要可計量有功電能。
3.3.4 50kVA及以上帶照明負荷的廠用電變壓器應測量三相電流。
3.3.5 55kW及以上的電動機冋路應至少測量單相電流。
3.3.6 當廠用電變壓器低壓側(cè)為0.4kV三相四線系統(tǒng)時，應測量三相電流。
3.3.7 廠用電分段斷路器應測量單相電流。
3.3.8 柴油發(fā)電機應側(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 直流分配電柜應測量母線電壓。
3.4.5 直流母線絕緣檢測應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水力發(fā)電廠直流電源系統(tǒng)設計規(guī) 范》NB/T 10606的有關(guān)規(guī)定。
3.4.6 直流電源系統(tǒng)設有微機監(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 電氣測量儀表設置應滿足下列要求：
1）常測電氣測量儀表設置應能正確反映電力裝置的運行參數(shù)。
2）有遠傳功能要求時，應配置以數(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，發(fā)電電動機，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 模擬屏常測儀表設置應滿足下列要求：
1）計算機監(jiān)控系統(tǒng)不設模擬屏時，控制室宜取消常測儀表。計算機監(jiān)控系統(tǒng)設模擬屏時，模擬屏上常測儀表應精簡，并可采用計算機驅(qū)動的數(shù)字式儀表。
2）模擬屏上宜裝設下列電氣測量儀表：
1.水輪發(fā)電機和發(fā)電電動機的有功功率表、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.有可能進相或調(diào)相運行的水輪發(fā)電機裝設的雙方向無功功率表或有功功率表；發(fā)電電動機、有可能送受電運行的線路裝設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。
