逆相序?qū)o(wú)功計(jì)量的影響

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逆相序?qū)o(wú)功計(jì)量的影響

劉桐然1李連浩2張立峰3

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通過(guò)對(duì)三種無(wú)功計(jì)量的原理介紹，分析了在逆相序時(shí)三種無(wú)功計(jì)量的接線方式、功率表達(dá)式和更正系數(shù)的計(jì)算，對(duì)比結(jié)果得出逆相序?qū)φ矣泄?、無(wú)功計(jì)量無(wú)影響，對(duì)60o無(wú)功、90o無(wú)功計(jì)量影響較大。因此，現(xiàn)場(chǎng)在線路發(fā)生逆相序時(shí)，應(yīng)將60°無(wú)功、90°無(wú)功計(jì)量方式下的接線倒成正相序接線。

無(wú)功計(jì)量；逆相序；對(duì)比分析；接線改正

0 引言

無(wú)功的傳輸將直接降低發(fā)電機(jī)出力和變壓器、線路的有功傳送能力，并增加線路、變壓器損耗，降低電壓等。按照用電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定，變壓器容量在100kVA以上的專變用戶應(yīng)計(jì)量無(wú)功電量，無(wú)功計(jì)量有正弦無(wú)功、60o無(wú)功、90o無(wú)功三種不同接線方式。在發(fā)生逆相序時(shí)，對(duì)不同無(wú)功計(jì)量方式的影響很大，在電費(fèi)結(jié)算時(shí)可能會(huì)影響利率考核。因此，在追補(bǔ)電量時(shí)，首先應(yīng)確定無(wú)功計(jì)量采用哪種方式，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際錯(cuò)誤接線分析判斷。

1 無(wú)功計(jì)量原理

1.1 正弦無(wú)功

三相三線電路中正弦無(wú)功電能與有功電能表原理相近，由于電壓工作磁通與電流工作磁通之間相位角Ψ=β-（ψ+αI），只要使sin（β-αI-ψ）=sinψ，即β-αI=180°就可實(shí)現(xiàn)，因此元件使用電壓、電流相位角應(yīng)按順時(shí)針?lè)较螂娏鳒箅妷旱慕嵌龋嗳€正弦無(wú)功向量圖如圖1所示。

圖1 三相三線正弦無(wú)功向量圖

三相三線無(wú)功計(jì)量從圖1向量圖中可知：

三相四線無(wú)功計(jì)量從圖2中可知。

圖2 三相四線正弦無(wú)功向量圖

1.2 60°無(wú)功

60°無(wú)功電能表電能表結(jié)構(gòu)與三相三線有功電能表區(qū)別在于，有功電能表驅(qū)動(dòng)元件的電壓工作磁通滯后于電壓90°；而無(wú)功電能表驅(qū)動(dòng)元件在電壓線圈上串接一電阻，使電壓向量與它所產(chǎn)生的工作磁通為60°，內(nèi)部接線圖如圖3所示。

圖3 60°無(wú)功內(nèi)部接線圖、向量圖

從圖3b中可知：在畫60°無(wú)功電能表向量時(shí)，可相對(duì)地將無(wú)功電能表電壓線圈的電壓向量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°，即得到實(shí)際使用電壓向量。從圖3a第一元件使用電壓、電流為Ubc、Ia，第二元件Uac、Ic

功率表達(dá)式：

總無(wú)功功率為

60°型無(wú)功電能表只能用于完全對(duì)稱或簡(jiǎn)單不對(duì)稱的三相三線電路中測(cè)量無(wú)功電能。

1.3 90°無(wú)功

這種無(wú)功電能表的結(jié)構(gòu)與三相四線有功電能表完全相同，區(qū)別在于內(nèi)部接線，如圖4所示。元件使用電壓、電流的夾角為90 o，用以測(cè)量三相四線電路中的無(wú)功，這種接線方式稱為90 o無(wú)功電能表。

圖4 三相四線90°無(wú)功接線圖、向量圖

第一元件使用電壓、電流為UbcIa，第二元件UcaIb，第三元件UabIc

在制造儀表時(shí)，將每組元件的電流線圈的匝數(shù)分別減少到原來(lái)的倍，就可以直接讀數(shù)?？缦?0°型無(wú)功電能表可以正確計(jì)量三相四線或三相三線制電路完全對(duì)稱或簡(jiǎn)單不對(duì)稱時(shí)的無(wú)功電能。

2 逆相序?qū)θN無(wú)功計(jì)量方式的影響

逆相序方式有三種，ACB、CBA、BAC，當(dāng)用戶送電時(shí)，不能保證線路電壓為正相序，有可能出現(xiàn)三種逆相序中的一種，下面舉例（CBA）說(shuō)明逆相序?qū)o(wú)功計(jì)量的影響。

2.1 正弦無(wú)功

2.1.1三相三線正弦無(wú)功

三相三線正弦無(wú)功接線圖、向量圖如圖5所示。

圖5 三相三線正弦無(wú)功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

K=1

2.1.2三相四線正弦無(wú)功

三相四線正弦無(wú)功接線圖、向量圖如圖6所示。

圖6 三相四線正弦無(wú)功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

k=1

2.2 60°無(wú)功

60°無(wú)功接線圖、向量圖如圖7所示。

圖7 60°無(wú)功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

2.3 90°無(wú)功

90°無(wú)功接線圖、向量圖如圖8所示。

圖8 90°無(wú)功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

k=-1

在正相序時(shí)，有功、無(wú)功對(duì)計(jì)量方式無(wú)要求，都能正確計(jì)量。在逆相序時(shí)，有功只要保證電壓、電流同相都能正確計(jì)量。但無(wú)功在逆相序時(shí)，通過(guò)以上三種不同接線方式下無(wú)功計(jì)量的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，逆相序時(shí)，正弦無(wú)功更正系數(shù)為1，說(shuō)明逆相序?qū)φ覠o(wú)功計(jì)量無(wú)影響。60°無(wú)功、90°無(wú)功更正實(shí)數(shù)不為1，說(shuō)明在逆相序時(shí)，60°無(wú)功計(jì)量發(fā)生了錯(cuò)接線。90°無(wú)功計(jì)量為反向計(jì)量，證明逆相序接線對(duì)60°無(wú)功、90°無(wú)功計(jì)量影響較大。因此，在線路發(fā)生逆相序時(shí)，應(yīng)將60°無(wú)功、90°無(wú)功計(jì)量方式下的接線倒成正相序接線。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于無(wú)功功率定義的多樣性和發(fā)展的階段性,無(wú)功電能計(jì)量的方法很多。本文結(jié)合無(wú)功理論分析了逆相序?qū)o(wú)功計(jì)量的影響，可以看出隨著測(cè)量技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,無(wú)功電能計(jì)量技術(shù)日趨先進(jìn)與成熟。但無(wú)功計(jì)量還處在一個(gè)不斷探索階段，需要不斷地研究和發(fā)展。

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2016-11-20）