NB/T 10861-2021《水力發電廠測量裝置配置設計規范》對水電廠的測量裝置配置做了詳細要求和指導。測量裝置是水力發電廠運行監測的重要環節，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進行測量，包括電流、電壓、頻率、功率因數、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換為4-20mA或者0-5V電信號進行測量，包括溫度、轉速、壓力、液位、開度等。本文僅根據標準討論水力發電廠的測量裝置及廠用電管理系統，不涉及水電廠的微機保護配置等。

1、總則

1）為規范水力發電廠測量裝置配置設計，保證水力發電廠長期、安全、穩定 運行，提高水力發電廠整體綜合經濟效益，制定本規范。

2）本規范適用于新建、改建和擴建的水力發電廠測量裝置配置設計。

3）水力發電廠測量裝置配置設計應積極采用已通過鑒定的新技術和新產品。

4）水力發電廠測量裝置配置設計應符合電力系統對廠站端信息采集量和信息采集方式的要求。

5）水力發電廠測量裝置配置設計，除應符合本規范外，尚應符合國家現行有關標準的規定。

2、術語

1）電氣測量

用電的方式對電氣實時參數進行測量。

2）電能計量

對電能參數進行的計量。

3）常用測量儀表

水力發電廠經常使用的指針式儀表、數字式儀表等。

4）指針式儀表

按指針與標度尺之間的關系指示被測量值的儀表。

5）數字式儀表

在顯示器上能用數字直接顯示被測量值的儀表。

6）電能表

計量有功和/或無功電能數據的儀器。

7）交流采樣電量綜合測量儀表

對交流工頻電量直接采樣，直接送到數據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、頻率、有功電能、無功電能等參數，并能通過標準通信接口輸出的多功能智能儀表。

8）變送器

被測量轉換為直流電流、直流電壓或數字信號的裝置。

9）儀表準確度等級

滿足旨在保證允許誤差和改變極在規定限值內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

用于水力發電廠狀態數據監測、動作執行的元件和/或裝置。

11）非電量測量

對溫度、壓力、轉速、位移、流量、液位、振動、擺度等非電氣量的實時參數進行的測量。

3、電氣測量及電能計量

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

水力發電廠電氣接線示意圖

3.1 水輪發電機/發電電動機的電氣測量及電能計量

3.1.1 水輪發電機/發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）發電機有功功率、無功功率

4）功率因數

5）發電機頻率

6）勵磁電流、勵磁電壓

3.1.2 發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 水輪發電機/發電電動機應計量有功電能和無功電能。有可能調相運行的水輪發電機應計量雙方向有功電能：有可能進相運行的水輪發電機應計量雙方向無功電能；發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 有可能調相運行的水輪發電機應測量雙方向有功功率；有可能進相運行的水輪發電機應測量雙萬向天功功率。發電電動機應測量雙方向有功功率和無功功率。

3.1.5 電力系統有功角測量耍求時，應測量發電機功角。

3.1.6 勵磁變壓器高壓側應測量三相電流、有功功率及無功功率。

水輪發電機和勵磁變壓器的監測配置如圖2所示，設備選型如表1所示。

水輪發電機電氣測量配置

水輪發電機和勵磁變壓器監測選型

3.2 升壓及送出系統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三相電流、有功功率、無功功率，變壓器的一側應計量有功電能、無功電能。

2）三繞組變壓器或自耦變壓器應測量三側三相電流、有功功率、無功功率,應計量三側有功電能、無功電能。自耦變壓器公共繞組應測量三相電流。

3）當發變組為單元接線旦發電機有斷路器時應測量低壓側線電壓和三相電壓。

4）聯絡變壓器兩側應測量有功功率、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。

水力發電廠主變壓器電氣測量配置

主變壓器監測選型

3.2.2 線路測量項目應符合下列規定：

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）電力系統有要求時，升壓站線路應測量線路功角。

水力發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定：

1）6.3kV及以上發電機電壓母線以及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及以上母聯斷路器、母線分段斷路器以及內橋斷路器、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 廠用電系統的電氣測量及電能計量

3.3.1 廠用電變壓器高壓側應測量交流電流、有功功率及有功電能。當高壓側不具備測量條件時，可在低壓側測量。

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 廠區供電線路應測量三相電流，根據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為0.4kV三相四線系統時，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 柴油發電機應側量三相電流、三相電壓、有功功率及計量有功電能。

水力發電廠廠用電系統電氣測量配置

廠用電系統電氣測量配置選型

3.4 直流電源系統電氣測量

3.4.1 直流電源系統應測量下列項目：

1）無降壓裝置的直流系統母線電壓。

2）有降壓裝置的直流系統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行行業標準《水力發電廠直流電源系統設計規 范》NB/T 10606的有關規定。

3.4.6 直流電源系統設有微機監控裝置時，常規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（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。

直流系統及蓄電池電氣測量

直流系統測量選型

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。

2）有遠傳功能要求時，應配置以數據通信方式或模擬量輸出方式傳送電氣參數的電氣測量儀表。

3）水輪發電機，發電電動機，雙繞組主變圧器高壓側，三繞組主變壓器高 壓側、中壓側及低壓側，能替代線路斷路器的分段及母聯斷路器、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）計算機監控系統不設模擬屏時，控制室宜取消常測儀表。計算機監控系統設模擬屏時，模擬屏上常測儀表應精簡，并可采用計算機驅動的數字式儀表。

2）模擬屏上宜裝設下列電氣測量儀表：

1.水輪發電機和發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.有可能進相或調相運行的水輪發電機裝設的雙方向無功功率表或有功功率表；發電電動機、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 開關站、公用設備等現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，可不配置其他常規電氣測量儀表。