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2021-11-03 09:23:52貴州電網(wǎng)有限責任公司凱里供電局李洪乾李大威
電子世界 2021年18期
貴州電網(wǎng)有限責任公司凱里供電局 李洪乾 李大威
隨著電子式智能電表的廣泛普及以及電能計量系統(tǒng)的不斷建設與完善，實現(xiàn)了對電網(wǎng)的遠程監(jiān)控以及診斷。與此同時，電子式智能電表作為貿(mào)易結算級別的電能計量設備，其計量的準確性將直接關系到電力部門的收益，且對電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效益具有重要意義。目前，在大量文獻研究中，電能表計量的準確性與三相交流電的相序有著一定的關系。因此，本文從實際工作出發(fā)，深入分析了逆相序?qū)χ悄茈姳碛嬃康挠绊憽?/p>
1 逆相序
電力系統(tǒng)一般采用三相交流電進行電能傳輸，可定義為A相、B相和C相，有時也定義為U相、V相和W相，常以顏色黃、綠、紅進行標識。其中，當A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°時，稱為正相序，由于沒有嚴格意義上的A、B、C相，因此，在實際中，ABC、BCA和CAB都認為是正相序。反之，當B相超前A相120°，C相超前B相120°，A相超前C相120°時，稱為逆相序，同理ACB、BAC和CBA都認為是逆相序。
2 逆相序?qū)θ嚯姳碛嬃康挠绊?/h2>
對于機械式電能表，當電壓接線方式為逆相序，且電流接線與對應電壓相對應時，對于三元件接入的機械式電能表，并不影響有功和無功的準確計量。對于兩元件接入的機械式電能表，因功率因數(shù)不同會對其無功計量的準確性造成一定的影響。因此，分析逆相序?qū)χ悄茈姳碛嬃康挠绊憰r，應主要分析兩元件接入的電子式智能電能表。
而在電子式智能電表中，具有逆相序檢測功能。其原理為：通過對電壓或電流的過零點先后順序來進行判斷。當電壓和電流的過零點先后順序為ABC、BCA或CAB時，則判定為正相序，此時計量正確。當電壓或電流的過零點先后順序為ACB、BAC或CBA時，則判定為逆相序，當電壓正相序、電流逆相序或電壓逆相序、電流正相序時，均為錯誤接線，其計量都將不正確，可通過采用六角圖法對錯誤接線進行改正。而當電壓和電流接線相對應，均為逆相序時，是否能正確計量則需要進一步進行實驗分析。
除此之外，對于電子式智能電表，還有兩種情況也會判定當前接線為逆相序。一種情況是，當電流的進出線接反時，將判定其為逆相序，此時計量不正確，可采用六角圖法改正錯誤接線。另一種情況是，當無功補償投入過多時，也將其判定為逆相序，此時計量正確，但無功走字較多，可通過切掉無功補償來進行消除。
3 實驗部分
在電表測試臺上模擬兩元件接入方式，運行電子式智能電表。設置電壓和電流接線相對應，均為逆相序。其中，UA設置為100.0V，UB設置為0V，UC設置為100.0V。則UAB為100.0V，UCB為100.0V，IA設置為5.00A，IC設置為5.00A。根據(jù)有功、無功計算公式：
若計量正確，則不論電表運行在任何功率因數(shù)以及計量象限下，其計量的正向有功總，反向有功總，組合無功Ⅰ和組合無功Ⅱ應該都與理論計算值相同。
因此，設置不同功率因數(shù)和負荷性質(zhì)（感性和容性），使電子式智能電表能分別在四個象限下運行。其中，設置負荷為0.5L感性，功率因數(shù)為0.86，互感器為減極性時，電子式智能電表在第一象限運行。設置負荷為0.8C容性，功率因數(shù)為0.86，互感器為加極性時，電子式智能電表在第二象限運行。設置負荷為0.5L感性，功率因數(shù)為0.86，互感器為加極性時，電子式智能電表在第三象限運行。設置負荷為0.8C容性，功率因數(shù)為0.86，互感器為減極性時，電子式智能電表在第四象限運行。
分別在不同象限下運行10min，可得如表1所示。根據(jù)公式1和公式2，帶入電壓、電流、功率因數(shù)以及時間，可計算得到理論有功數(shù)值為0.12kW·h，理論無功數(shù)值為0.07kvar·h。
表1 電子式智能電表逆相序運行
觀察表1，一方面，在不同象限下，均能發(fā)現(xiàn)有功數(shù)值走了0.12kW·h，無功數(shù)值走了0.07kvar·h，與理論數(shù)值一致。另一方面，當互感器運行在減極性時，電能表運行在第一象限和第四象限，其數(shù)值走正向有功總以及組合無功Ⅰ；當互感器運行在加極性時，電能表運行在第二象限和第三象限，其數(shù)值走反向有功總以及組合無功Ⅱ，運行的象限與電能表理論應該走字的位置一致，象限圖見圖1所以。此處需要說明的是，組合無功Ⅰ和組合無功Ⅱ所走字象限由電能表出廠設置決定，根據(jù)《關于明確客戶用電功率因數(shù)計算方式的通知》文件進行設置。因此，可以說明當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。
圖1 電能表四象限圖
為了進一步驗證當電壓和電流接線相對應，且均為逆相序計量時能準確計量。其他測試條件不變，在正相序情況下也進行了測試，得到如表2所示。
表2 電子式智能電表正相序運行
比表2與表1可知，一方面，不論在任何一個象限下運行，表1與表2的走字數(shù)值均完全相同。另一方面，在對應象限下，表1與表2所走字的區(qū)域也完全一致。因此，進一步說明了當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。
結論：本文在電表測試臺上，對電子式智能電表在正相序以及逆相序情況下分別進行了測試，結果表明：當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。此外，本文也對電子式智能電表出現(xiàn)逆相序報警的一些可能原因進行了說明，并提出了解決辦法，對電力計量人員或有參考作用。
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1 逆相序
電力系統(tǒng)一般采用三相交流電進行電能傳輸，可定義為A相、B相和C相，有時也定義為U相、V相和W相，常以顏色黃、綠、紅進行標識。其中，當A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°時，稱為正相序，由于沒有嚴格意義上的A、B、C相，因此，在實際中，ABC、BCA和CAB都認為是正相序。反之，當B相超前A相120°，C相超前B相120°，A相超前C相120°時，稱為逆相序，同理ACB、BAC和CBA都認為是逆相序。
2 逆相序?qū)θ嚯姳碛嬃康挠绊?/h2>
對于機械式電能表，當電壓接線方式為逆相序，且電流接線與對應電壓相對應時，對于三元件接入的機械式電能表，并不影響有功和無功的準確計量。對于兩元件接入的機械式電能表，因功率因數(shù)不同會對其無功計量的準確性造成一定的影響。因此，分析逆相序?qū)χ悄茈姳碛嬃康挠绊憰r，應主要分析兩元件接入的電子式智能電能表。
而在電子式智能電表中，具有逆相序檢測功能。其原理為：通過對電壓或電流的過零點先后順序來進行判斷。當電壓和電流的過零點先后順序為ABC、BCA或CAB時，則判定為正相序，此時計量正確。當電壓或電流的過零點先后順序為ACB、BAC或CBA時，則判定為逆相序，當電壓正相序、電流逆相序或電壓逆相序、電流正相序時，均為錯誤接線，其計量都將不正確，可通過采用六角圖法對錯誤接線進行改正。而當電壓和電流接線相對應，均為逆相序時，是否能正確計量則需要進一步進行實驗分析。
除此之外，對于電子式智能電表，還有兩種情況也會判定當前接線為逆相序。一種情況是，當電流的進出線接反時，將判定其為逆相序，此時計量不正確，可采用六角圖法改正錯誤接線。另一種情況是，當無功補償投入過多時，也將其判定為逆相序，此時計量正確，但無功走字較多，可通過切掉無功補償來進行消除。
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表1 電子式智能電表逆相序運行
觀察表1，一方面，在不同象限下，均能發(fā)現(xiàn)有功數(shù)值走了0.12kW·h，無功數(shù)值走了0.07kvar·h，與理論數(shù)值一致。另一方面，當互感器運行在減極性時，電能表運行在第一象限和第四象限，其數(shù)值走正向有功總以及組合無功Ⅰ；當互感器運行在加極性時，電能表運行在第二象限和第三象限，其數(shù)值走反向有功總以及組合無功Ⅱ，運行的象限與電能表理論應該走字的位置一致，象限圖見圖1所以。此處需要說明的是，組合無功Ⅰ和組合無功Ⅱ所走字象限由電能表出廠設置決定，根據(jù)《關于明確客戶用電功率因數(shù)計算方式的通知》文件進行設置。因此，可以說明當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。
圖1 電能表四象限圖
為了進一步驗證當電壓和電流接線相對應，且均為逆相序計量時能準確計量。其他測試條件不變，在正相序情況下也進行了測試，得到如表2所示。
表2 電子式智能電表正相序運行
比表2與表1可知，一方面，不論在任何一個象限下運行，表1與表2的走字數(shù)值均完全相同。另一方面，在對應象限下，表1與表2所走字的區(qū)域也完全一致。因此，進一步說明了當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。
結論：本文在電表測試臺上，對電子式智能電表在正相序以及逆相序情況下分別進行了測試，結果表明：當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。此外，本文也對電子式智能電表出現(xiàn)逆相序報警的一些可能原因進行了說明，并提出了解決辦法，對電力計量人員或有參考作用。
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