電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線電量分析及追補(bǔ)

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(貴州電網(wǎng)公司遵義供電局，遵義 563000)

0　引言

電能計(jì)量工作的公平、公正、準(zhǔn)確與可靠，關(guān)系到電網(wǎng)公司與電力用戶雙方的經(jīng)濟(jì)利益。電能表、電壓互感器、電流互感器之間的接線是否正確直接影響著電能計(jì)量裝置是否能正確計(jì)量。因此，在計(jì)量裝置出現(xiàn)錯(cuò)誤接線時(shí)[1]，將出現(xiàn)電能量的錯(cuò)誤計(jì)量。如何合理、公平地制定電量追補(bǔ)方案[2]，解決供用電雙方的計(jì)量糾紛，就顯得尤為重要。

最常用的電量追補(bǔ)方法是更正系數(shù)法[3]。即首先根據(jù)錯(cuò)誤接線情況計(jì)算出更正系數(shù)，再用更正系數(shù)乘以錯(cuò)誤接線時(shí)計(jì)量的電量，就得到正確電量[4]。而更正系數(shù)大都包含功率因數(shù)項(xiàng)，但功率因數(shù)不是定值，它隨著負(fù)荷的變化而變化。我們常按正確計(jì)量時(shí)的平均功率因數(shù)來(lái)取值，但當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤接線時(shí)很難取到正確的平均功率因數(shù)，人們常取一個(gè)大約值，這就對(duì)追補(bǔ)的電量帶來(lái)很大誤差，不能客觀真實(shí)的反映用戶實(shí)際所用的電量，造成雙方的電量糾紛。本文從正確接線及錯(cuò)誤接線時(shí)的功率方程來(lái)分析一種合理、準(zhǔn)確的電量追補(bǔ)方法，能夠計(jì)算出客戶錯(cuò)誤接線時(shí)的實(shí)際所用電量，解決供用電雙方的電量糾紛。

1　更正系數(shù)法的推導(dǎo)與分析

更正系數(shù)Gx定義為：計(jì)量裝置正確接線下用戶計(jì)量的真實(shí)功率Pa與故障接線下計(jì)量的虛假功率P計(jì)之間的比值，即

(1)

式(1)中分子分母對(duì)時(shí)間同時(shí)積分，得到

(2)

式(2)中，WP真是故障期間計(jì)量的真實(shí)電能量；WP計(jì)是故障接線時(shí)電能表所計(jì)量的虛假電能量。

大多用戶為10kV電壓等級(jí)計(jì)量裝置，采用的是三相三線兩元件計(jì)量方式[5]。正確接線時(shí)的電壓電流六角圖如圖1所示，其有功功率和無(wú)功功率分別為：

圖1　三相三線正確接線時(shí)六角圖

P真=UabIacos(φ+30°)+UcbIccos(φ-30°)

(3)

Q真=UabIasin(φ+30°)+UcbIcsin(φ-30°)

(4)

當(dāng)發(fā)生AB相電壓互感器極性接反(六角圖如圖2示)時(shí)，或A相電流互感器極性接反(六角圖如圖3示)時(shí)[6]，電能表所計(jì)量的有功功率和無(wú)功功率分別為：

P計(jì)=UabIacos(φ-150°)+UcbIccos(φ-30°)

=UIsinφ

(5)

Q計(jì)=UabIasin(φ-150°)+UcbIcsin(φ-30°)

=-UIcosφ

(6)

圖2　三相三線A相電流極性反接時(shí)六角圖

圖3　三相三線AB相電壓互感器極性反接時(shí)六角圖

此時(shí)的更正系數(shù)

(7)

此時(shí)用戶的真實(shí)用電量[7]

(8)

上式中tanφ的值，應(yīng)該由故障期間實(shí)際負(fù)荷的功率因數(shù)取得，但這個(gè)功率因數(shù)不是個(gè)定值，隨著負(fù)荷的變化而改變，人們常用的方法是取故障期間內(nèi)的平均功率因數(shù)，但這個(gè)平均功率因數(shù)也很難取得，因?yàn)槿藗兂Ｓ玫姆椒ㄊ歉鶕?jù)此段時(shí)間內(nèi)的有功電量和無(wú)功電量的比值來(lái)算得，但故障期間電能表上計(jì)量的有功電量和無(wú)功電量本身就是虛假電量，所以通過(guò)這種方法計(jì)算出來(lái)的平均功率因數(shù)是錯(cuò)誤的。有人取計(jì)量裝置恢復(fù)正常時(shí)的功率因數(shù)，但這個(gè)功率因數(shù)并不一定能反映故障期間的功率因數(shù)。也有人取0.9作為平均功率因數(shù)，這只是個(gè)估計(jì)值，但不同的功率因數(shù)對(duì)更正系數(shù)影響很大。式(7)中的更正系數(shù)在不同功率因數(shù)下的取值如表1。

表1　不同功率因數(shù)下的更正系數(shù)

所以，電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線時(shí)用更正系數(shù)法追補(bǔ)電量是不合理的。

2　電量追補(bǔ)合理方法的推導(dǎo)

聯(lián)立式(3)、式(4)、式(5)和式(6)，可以得到：

式(9)和式(10)對(duì)時(shí)間t同時(shí)積分得到：

通過(guò)以上分析和推導(dǎo)，可以找到用戶實(shí)際所用的有功電量WP真、無(wú)功電量WQ真與錯(cuò)誤接線時(shí)電能表所計(jì)量的有功電量WP計(jì)、無(wú)功電量WQ計(jì)之間的關(guān)系。

圖4　三相三線A相完全失流時(shí)六角圖

下面再推導(dǎo)一種常見(jiàn)的電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線形式。

當(dāng)由于錯(cuò)誤接線造成電能表A相失流(六角圖如圖4示)時(shí)，或AB相完全失壓(六角圖如圖5示)時(shí)[8]，電能表所計(jì)量的有功功率P和無(wú)功功率Q分別為：

圖5　三相三線AB相完全失壓時(shí)六角圖

P計(jì)=UcbIccos(φ-30°)

(13)

Q計(jì)=UcbIcsin(φ-30°)

(14)

聯(lián)立式(3)、式(4)、式(13)和式(14)，可以得到：

式(15)和式(16)對(duì)時(shí)間t同時(shí)積分得到：

無(wú)論任何類型電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線時(shí)或發(fā)生故障時(shí)的電量追補(bǔ)都可以用上述方法找到用戶真實(shí)的有功電量WP真、無(wú)功電量WQ真與錯(cuò)誤接線時(shí)電能表所計(jì)量的有功電量WP計(jì)、無(wú)功電量WQ計(jì)之間的關(guān)系。這種方法完全擺脫了功率因數(shù)對(duì)電量追補(bǔ)帶來(lái)的誤差，能準(zhǔn)確的計(jì)算出用戶在電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線或發(fā)生故障時(shí)的實(shí)際電量。此方法的推導(dǎo)過(guò)程利用正確接線時(shí)電能表應(yīng)該計(jì)量的功率方程(式(3)、式(4))和錯(cuò)誤接線時(shí)電能表所計(jì)量的功率方程(式(13)、式(14))，與更正系數(shù)法的推導(dǎo)過(guò)程同理。優(yōu)點(diǎn)是直接找到了真實(shí)的有功電量WP真和無(wú)功電量WQ真，避免了使用功率因數(shù)這個(gè)不定值。

3　結(jié)論

本文追補(bǔ)電量方法避免了功率因數(shù)對(duì)更正系數(shù)帶來(lái)的影響，能真實(shí)反映用戶實(shí)際所用的有功和無(wú)功電量，解決供用電雙方的電量糾紛。表2利用本文追補(bǔ)電量的方法，總結(jié)了幾種常見(jiàn)的計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線時(shí)正確電量的計(jì)算公式。

表2　三相三線計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線時(shí)正確電量的計(jì)算公式

注：錯(cuò)誤接線時(shí)，電能表計(jì)到反向上的電量計(jì)算時(shí)取負(fù)值。

[1]張憲祖．判斷三相三線電能表正確接線的簡(jiǎn)易方法[J]．計(jì)量技術(shù)，1993(11)

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[6]楊榮榮．電能計(jì)量電流互感器錯(cuò)接線追補(bǔ)電量的分析[J]．山西電力，2005(2)

[7]戴偉．電能計(jì)量裝置故障運(yùn)行時(shí)電量追補(bǔ)的合理化計(jì)算[J]．計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2011(11)

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