張宇明 / 福建省計(jì)量科學(xué)研究院

電能表并聯(lián)情況下的電能計(jì)量分析

張宇明 / 福建省計(jì)量科學(xué)研究院

0　引言

電能計(jì)量關(guān)系到供電部門和電能用戶之間的利益關(guān)系，涉及整個(gè)社會(huì)，因此一直以來(lái)都是被關(guān)注的重點(diǎn)。目前，在電能計(jì)量過(guò)程中使用多種手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證電能表正常工作，例如安裝多個(gè)電能表進(jìn)行驗(yàn)證，設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)等。但由于用電情況的復(fù)雜性，一些情況仍然可能發(fā)生，而且基于目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)，有些問(wèn)題并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而可能是在線損核查或人工檢查時(shí)才發(fā)現(xiàn)。由于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤不及時(shí)，錯(cuò)誤發(fā)生到糾正的過(guò)程需要經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，因此也會(huì)產(chǎn)生較大的電能計(jì)量偏差，從而導(dǎo)致電力部門和電能用戶之間產(chǎn)生計(jì)費(fèi)糾紛［1-2］。

為了保證結(jié)算的正確性，在實(shí)際中還會(huì)加裝參考表、負(fù)控表等監(jiān)測(cè)設(shè)備。這些設(shè)備與計(jì)費(fèi)電能表一起進(jìn)行電能監(jiān)控，并對(duì)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行相互驗(yàn)證。由于在實(shí)際應(yīng)用中，這些監(jiān)測(cè)設(shè)備不會(huì)同時(shí)接錯(cuò)，因此，當(dāng)計(jì)費(fèi)表出錯(cuò)時(shí)，在保證這些監(jiān)測(cè)表都經(jīng)過(guò)相關(guān)部門校準(zhǔn)的情況下，可以依據(jù)實(shí)際接線進(jìn)行用電量的推算，進(jìn)行用電補(bǔ)償，從而保證售電方的利益，打擊偷電行為［3］。

1　解決方法分析

圖1為在現(xiàn)場(chǎng)取得的三相電能表接線圖，計(jì)費(fèi)表和負(fù)控表以并聯(lián)方式接入到電路中。以下將基于現(xiàn)場(chǎng)提供的接線圖，并根據(jù)文獻(xiàn)［4］和［5］中所提出的相關(guān)原理進(jìn)行分析和證明。

其中a相上并聯(lián)電能表的等效電路如圖2所示。

圖2中電能表1測(cè)量的有功功率P1為

圖1　電能表接線圖

圖2　等效電路圖

電能表2測(cè)量的有功功率P2為

傳輸?shù)墓β蔖ab為

式中：φ — 電流Ia滯后a相相電壓的相位

根據(jù)基爾霍夫定律，可得

電流之間的關(guān)系，可用圖3所示相量表示。

圖3　電流相量

如圖3所示，可得

根據(jù)三角和差公式，對(duì)式（1）和式（2）進(jìn)行加運(yùn)算，可得

對(duì)式（3）進(jìn)行變換，可得

根據(jù)式（5）和式（6），可以得到

因此可知，并聯(lián)電能表測(cè)量的功率之和等于線路實(shí)際傳輸功率。

重復(fù)上述過(guò)程，可以證明b相線路上并聯(lián)的電能表測(cè)量功率之和也等于線路實(shí)際傳輸功率。

綜合上述分析可得，三相三線線路上，并聯(lián)電能表測(cè)量功率之和等于線路傳輸功率。

2　結(jié)語(yǔ)

在用電現(xiàn)場(chǎng)，電能表的接線會(huì)出現(xiàn)很多情況。本文根據(jù)電路原理對(duì)電能表并聯(lián)情況進(jìn)行了分析，并給出了結(jié)論，為解決這方面問(wèn)題提供了理論依據(jù)。對(duì)于其他錯(cuò)誤情況，還需要根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的情況，利用科學(xué)原理和測(cè)量技術(shù)進(jìn)行具體分析［6］。

［1］ 竇永強(qiáng). 電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線方式和更正系數(shù)確定的幾個(gè)難點(diǎn)［J］. 自動(dòng)化與儀器儀表，2005，06:64-67.

［2］ 陶曉麗. 電能計(jì)量管理系統(tǒng)智能型電能計(jì)量表的設(shè)計(jì)［D］.合肥工業(yè)大學(xué)，2010.

［3］ 周莉，劉開(kāi)培. 電能計(jì)量誤差分析與電能計(jì)費(fèi)問(wèn)題的討論［J］. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2005，02:63-68.

［4］ 藍(lán)永林.交流電能計(jì)量［M］.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2009.

［5］ 邱關(guān)源.電路［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［6］ 方民輝，陶艷. 電能計(jì)量裝置的測(cè)量誤差分析［C］. 云南電網(wǎng)公司、云南省電機(jī)工程學(xué)會(huì).2011年云南電力技術(shù)論壇論文集（入選部分）:75-80.

兩項(xiàng)科研項(xiàng)目喜獲“上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)”

015 年5 月18 日， 上海市人民政府召開(kāi) 2014 年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)，市領(lǐng)導(dǎo)韓正、楊雄等為上海科技發(fā)展和現(xiàn)化建設(shè)作出突出貢獻(xiàn)的科技工作者頒獎(jiǎng)，上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院有兩項(xiàng)科研項(xiàng)目喜獲“上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)”。

大氣環(huán)境中釷氡測(cè)量技術(shù)與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》項(xiàng)目獲上海市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目自主研制了我國(guó)首個(gè)釷氡測(cè)量?jī)x器檢測(cè)裝，獲發(fā)明專利1 項(xiàng)，發(fā)表論文6 篇，整體研究成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。項(xiàng)目成果成為天然環(huán)境放射性測(cè)量量值保障體系的要組成部分，進(jìn)一步完善了我國(guó)放射性活度測(cè)量校準(zhǔn)服務(wù)能力，為相關(guān)領(lǐng)域提供可靠的計(jì)量技術(shù)支撐，有助于維護(hù)公眾輻安全、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)核探測(cè)儀器技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)核能發(fā)展。

食品有害殘留現(xiàn)場(chǎng)定量檢測(cè)芯片及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)》項(xiàng)目獲上海市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目首次發(fā)明了真空抽濾方法，實(shí)了碳納米管復(fù)合物薄膜的制備；研究了碳納米管生物分子結(jié)合過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了生物分子表面高效組裝；將碳納米管生物復(fù)合和便攜化電化學(xué)芯片結(jié)合，首次發(fā)明了離心分離法對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行純化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于豬尿中鹽酸克倫特羅的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，而靈敏度比已有方法提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)；研發(fā)了配套的基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)—豬尿凍干粉中鹽酸克倫特羅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，填補(bǔ)了我國(guó)相領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的空白。項(xiàng)目技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，發(fā)表SCI 論文3 篇（影響因子分別為13.025、5.429、5.429），國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)4 種。該項(xiàng)目大大提高了食品安全領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的結(jié)果的準(zhǔn)確性和溯源性，整體提升了食品安全檢測(cè)的力水平。 （本刊通訊員）