黃東蘭

(廣東電網(wǎng)公司茂名供電局，廣東 茂名 525000)

0 引言

隨著電力企業(yè)的快速發(fā)展，電能計(jì)量的準(zhǔn)確性顯得越來(lái)越重要，它是衡量電力企業(yè)和客戶之間的一桿秤，是企業(yè)形象的窗口。由于各種客觀和主觀因素的影響，計(jì)量裝置接線錯(cuò)誤的情況時(shí)有發(fā)生。計(jì)量裝置接線錯(cuò)誤形式各種各樣，計(jì)量電壓接線錯(cuò)誤是其中的一種形式，它會(huì)導(dǎo)致電能表走快或走慢，甚至停轉(zhuǎn)。當(dāng)計(jì)量裝置發(fā)生接線錯(cuò)誤時(shí)，首先應(yīng)對(duì)錯(cuò)誤的接線進(jìn)行糾正，然后還要進(jìn)行差錯(cuò)電量的退補(bǔ)計(jì)算，及時(shí)為電力企業(yè)和客戶提供差錯(cuò)電量的依據(jù)。

1 電能表的測(cè)量原理

測(cè)量用的電能表按接線方式可分為三相三線電能表和三相四線電能表，按電壓等級(jí)可分為高壓計(jì)量電能表和低壓計(jì)量電能表，按接入方式可分為直接接入式電能表和經(jīng)互感器接入式電能表。下面以三相四線型、經(jīng)互感器接入的高壓計(jì)量電能表為例，介紹電能表的測(cè)量原理，其接線圖如圖1所示。

三相四線制接線的電能表分別由A，B，C 3個(gè)元件組成，A元件由電壓UA、電流IA構(gòu)成，B元件由電壓UB、電流IB構(gòu)成，C元件由電壓UC、電流IC構(gòu)成，A，B，C相電壓電流夾角分別為φA，φB和φC，三相電路中有IA+IB+IC=0，其相量圖如圖2所示。

三相四線電能表總有功功率等于A，B，C相功率之和，由圖2可得到三相四線電能表總有功功率為

P=UAIAcosφA+UBIBcosφB+UCICcosφC。

(1)

(2)

式中：Uφ，Iφ分別為三相負(fù)載平衡時(shí)的相電壓和相電流；U，I分別為三相負(fù)載平衡時(shí)的線電壓和線電流。

圖1 三相四線型經(jīng)互感器接入的高壓計(jì)量電能表測(cè)量原理圖

圖2 三相四線電能表正確接線時(shí)的相量圖

2 電壓接線錯(cuò)誤時(shí)的電能表有功功率分析

三相四線電能表電壓正確接線為ABC正相序。錯(cuò)誤的電壓接線有ACB，BAC，CBA，BCA，CAB 5種形式，ACB，BAC，CBA形式為逆相序，BCA，CAB形式為正相序。以ACB逆相序電壓接線錯(cuò)誤為例，分析電能表電壓接線錯(cuò)誤時(shí)計(jì)量的有功功率。電能表電壓接線方式為ACB時(shí)的相量圖如圖3所示。

圖3 三相四線電能表電壓接線錯(cuò)誤(ACB)時(shí)的相量圖

電能表電壓接線方式為ACB時(shí)，A元件接線正確，B，C元件接線錯(cuò)誤，系統(tǒng)C相電壓接在電能表B相電壓端子，B相電壓則接在電能表C相電壓端子。B元件電壓為UC、電流為IB，則φB′=120°-φB；C元件電壓為UB、電流為IC，則φC′=120°+φC。由圖3可以得出，電能表有功功率表達(dá)式為

P=UAIAcosφA+UCIBcosφB′+UBICcosφC′=

UAIAcosφA+UCIBcos (120°-φB)+

UBICcos(120°+φC) 。

(3)

當(dāng)三相負(fù)載平衡時(shí)，其功率表達(dá)式為

P=UφIφcosφ+UφIφcos(120°-φ)+

UφIφcos(120°+φ)=0 。

(4)

由式(4)可知，電壓接線錯(cuò)誤為ACB時(shí)，在三相負(fù)載平衡時(shí)，電能表總有功功率為零，電能表停轉(zhuǎn)，不計(jì)量。但從實(shí)際運(yùn)行的情況來(lái)看，用戶三相負(fù)載是不平衡的，電能表的有功功率計(jì)量不為零。

用相同的分析方法得到其他4種錯(cuò)誤接線方式的總有功功率表達(dá)式，得出CBA，BAC電壓接線錯(cuò)誤形式和上面所述的ACB接線形式的結(jié)果一樣：三相負(fù)載平衡時(shí)，電能表停轉(zhuǎn)。而BCA，CAB形式電壓接線錯(cuò)誤的結(jié)果也一樣，三相負(fù)載平衡時(shí)，其總有功功率表達(dá)式為

P=3UφIφcos(120°-φ) 。

(5)

3 更正系數(shù)法及差錯(cuò)電量計(jì)算分析

供電企業(yè)一般用更正系數(shù)法來(lái)計(jì)算計(jì)量裝置的差錯(cuò)電量。假設(shè)錯(cuò)誤電量為Wc，根據(jù)功率或功率表達(dá)式得出電量更正系數(shù)K，可計(jì)算出應(yīng)追補(bǔ)的電量Wb，計(jì)算公式為

(6)

Wb=(|K|-1)Wc。

(7)

3.1 公式更正系數(shù)法

更正系數(shù)公式法是根據(jù)式(6)得出更正系數(shù)。公式更正系數(shù)法只適用于三相負(fù)載平衡的情況，電壓接線錯(cuò)誤為ACB，BAC，CBA形式時(shí)，因?yàn)槠溴e(cuò)誤功率表達(dá)式的結(jié)果為零，不能用公式法計(jì)算電量更正系數(shù)。公式法只適用于電壓接線錯(cuò)誤為BCA，CAB的形式。電壓接線錯(cuò)誤為BCA，CAB形式時(shí)，設(shè)電能表計(jì)量的有功電量為W，其更正系數(shù)計(jì)算如下。

將式(2)和式(5)代入式(6)

(8)

一般以正常工作時(shí)某段時(shí)間內(nèi)平均功率因數(shù)作為計(jì)算更正系數(shù)的依據(jù)。當(dāng)功率因數(shù)cosφ=0.90時(shí)，φ=25.84°，代入式(8)得K=-7.14。因此，電能表電壓接線錯(cuò)誤為BCA，CAB形式時(shí)，應(yīng)追補(bǔ)的電量為

Wb=(|-7.14|-1)Wc=6.14Wc。

3.2 負(fù)荷曲線更正系數(shù)法

電能表電壓接線錯(cuò)誤為ACB，BAC，CBA形式時(shí)，由于其功率表達(dá)式結(jié)果為零，不能用公式法計(jì)算其更正系數(shù)。三相負(fù)載不對(duì)稱的用戶若用公式法計(jì)算其差錯(cuò)電量，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在很大的誤差。由式(6)可以看出，更正系數(shù)也可以由正確功率和錯(cuò)誤功率求得。因此，通過(guò)讀取電能表記錄的負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)公式推算出正確的有功功率，即可求得更正系數(shù)。以ACB形式電壓接線錯(cuò)誤為例，介紹負(fù)荷曲線更正系數(shù)法。

由式(3)和圖3可知，電壓接線錯(cuò)誤為ACB形式時(shí)，A元件接線正確，所以不需求其正確功率因數(shù)，B，C相功率因數(shù)計(jì)算公式為

cosφB′=cos(120°-φB) ，

(9)

cosφC′=cos(120°+φC) 。

(10)

由負(fù)荷曲線記錄的電能表電壓接線錯(cuò)誤時(shí)B，C相每小時(shí)的功率因數(shù)，根據(jù)式(9)、式(10)推算出B，C相正確的功率因數(shù)角φB和φC，然后代入三相四線電能表正確的功率表達(dá)式(1),得出每小時(shí)的正確總有功功率，每小時(shí)正確總有功功率代數(shù)和即為正確的總有功功率。電壓接線錯(cuò)誤為ACB的某用戶負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)及正確功率計(jì)算數(shù)據(jù)見表1。

由表1數(shù)據(jù)可求得總的正確有功功率為648.76 W，總的錯(cuò)誤有功功率為49.50 W，因此，更正系數(shù)及應(yīng)追補(bǔ)電量為

Wb=(|K|-1)×Wc=(13.11-1)×49.50=

0.599 45(kW·h) 。

表1 電壓接線錯(cuò)誤為ACB形式時(shí)的某用戶負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)及正確功率計(jì)算數(shù)據(jù)(2013-04-13)

4 結(jié)束語(yǔ)

利用公式法分析計(jì)算電能表錯(cuò)誤接線引起的差錯(cuò)電量是以三相電壓、三相電流平衡為基礎(chǔ)的。公式更正系數(shù)法只適用于三相負(fù)載平衡的用戶，實(shí)際運(yùn)行中，電壓和電流總不可能達(dá)到完全平衡，用公式法對(duì)三相負(fù)載不平衡的用戶進(jìn)行差錯(cuò)電量計(jì)算時(shí)，計(jì)算出來(lái)的差錯(cuò)電量往往與實(shí)際電量不相符，容易與客戶引起糾紛。對(duì)于三相負(fù)載不平衡的用戶，也不適用于公式更正系數(shù)法，而是根據(jù)電能表記錄的負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)，推算出正確的電量，從而計(jì)算出應(yīng)退補(bǔ)的電量。

參考文獻(xiàn)：

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