電能計量裝置接線探索

時間:2022-09-24 04:15:00

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電能計量裝置接線探索

加強電能計量裝置的管理是計量管理的永恒主題。而電能計量裝置的管理除了與加強電能表、互感器的管理以外,仍需要加強運行電能計量裝置的現場管理,必須保證在運電能計量裝置的正確接線,從而達到“保證計量準確性,減少電量損失”的目的。以下是通過以三相四線電能表為例簡單介紹有功電能的測量方法,引申出電能計量裝置在現場運行中可能存在的錯誤接線,以及應采取有效的方法避免出現錯誤接線,在錯誤接線存在時應進行電量更正,不出現電量的丟失。

1、有功電能的測量方法

以三相四線電子式有功電能表為例,現在我單位使用的三相四線多功能電能表,其電流Ia、Ib、Ic分別通過第一元件、第二元件和第三元件的電流線圈,電壓Ua、Ub、Uc分別并接于第一元件、第二元件和第三元件的電壓線圈上,因此三相四線電路可看成由三個單相電路組成,所以總的電能為各相電能(以功率表示)之和。功率表達式為:

P=UaIacosφa+UbIbcosφb+UcIccosφc

當三相電路平衡時

Ua=Ub=Uc=U0

Ia=Ib=Ic=I0

φa=φb=φc=φ0

則P=3U0I0cosφ0

由上式推導結果表明:三相四線電子式有功電能表不論電壓是否對稱,負載是否平衡,只要正確接線,都可以正確計量三相四線電路中的電能。

2、三相四線有功電能表主要用于低壓三相四線制電路。一般常容易出現如下幾種錯誤接線:

其一相電流互感器二次極性接反

假如B相電流互感器二次反極性,則各個元件所計量的功率表達式為:

第一元件:Pa′=UaIacosφa

第二元件:Pb′=Ub(-Ib)cosφb=-UbIbcosφb

第三元件:Pc′=UcIccosφc

三元件功率之和為

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=UaIacosφa-UbIbcosφb+UcIccosφc

當三相電路平衡時

Ua=Ub=Uc=U0

Ia=Ib=Ic=I0

φa=φb=φc=φ0

則P′=U0I0cosφ0

而實際輸出電能P=3U0I0cosφ0,故P′≠P。

由以上分析推導可知,本例錯誤接線造成的計量誤差是只計量了三分之一的有功電能,乘以3才為實際有功電能值。

其二相電流元件接錯

假設B相電流元件進出接反,則各個元件所計量的功率表達式為:

Pa′=UaIacosφa

Pb′=Ub(-Ib)cosφb

Pc′=UcIccosφc

當三相電路平衡時,三元件的功率之和為:

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cosφ0-U0I0cosφ0+U0I0cosφ0

=U0I0cosφ0

由以上分析推導可知,本例錯誤接線,造成計量誤差,電能表所計量的電能為實耗電量的三分之一,乘以3后才為實際電能值。

其三兩相電流元件接錯

假設AC兩相電流元件接錯,則各個元件所計量的功率表達式為:

Pa′=UaIccos(120°-φc)

Pb′=UbIbcosφb

Pc′=UcIacos(120°-φa)

當三相電路平衡時,三元件的功率之和為:

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cos(120°-φ0)+U0I0cosφ0+U0I0cos(120°-φ0)

=0

而P=3U0I0cosφ0,故P′≠P。

由以上分析推導可知,本例錯誤接線造成電能表不轉,計量裝置不能計量實際輸出的電能。

其四兩相電壓元件接錯

假設B、C兩相電壓元件接錯相,則各個元件所計量的功率表達式為:

Pa′=UaIacosφa

Pb′=UcIbcos(120°-φb)

Pc′=UbIccos(120°+φc)

當三相電路平衡時,三元件的功率之和為:

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cosφ0+U0I0cos(120°-φ0)+U0I0cos(120°+φ0)

=0

而P=3U0I0cosφ0,故P′≠P。

由以上分析推導可知,本例錯誤接線,造成電能表不計數,計量裝置不能計量實際輸出的電能。

3、實例分析

(1)更正系數及電量退補的計算方法

電能表錯誤接線給電能計量帶來了很大的誤差,其誤差值可由百分之幾十到百分之百。因此,必須進行電能更正。

更正系數:K=A/A/

K——是在同一功率因數正確接線時電能表所反映的電能A與錯誤接線時所反應的電能A/之比。

實際電能:A=KA/。

退補的電能數△A=A/-A

若計算結果電量△A為正值,表示電能表多計量了電量,供電部門應退給用戶電費;若計算結果電量△A為負值,表示電能表少計量了電量,用戶應向供電部門補繳電費。

(2)現以其中一相電流互感器二次極性接反為例:

發現某用戶變壓器上有功電能表的錯誤接線為一相電流互感器二次極性接反,其功率表達式為:P′=U0I0cosφ0,經查實已經運行了三個月,累計電量為150000千瓦時,該用戶的平均功率因數為0.90。試計算三個月應退補的有功電量。

解:根據其中一相電流互感器二次極性接反,其功率表達式為:

P′=U0I0cosφ0

正確接線時的功率表達式為:

P=3U0I0cosφ0

則此時更正系數推導證明如下:

K=A/A/=3U0I0cosφ0/U0I0cosφ0=3

因此,實際有功電量為:

A=KA/=3×150000=450000(千瓦時)

計算其應補的電量為:

△A=A/-A=150000-450000=-30000(千瓦時)

由計算結果可知電能表三個月少計量了電量30000千瓦時。

以上只是簡單地列舉了三相四線有功電能表幾種常見的錯誤接線造成的計量誤差,根據實際工作中的經驗,還發現許多種其它錯誤接線,造成高、低壓電能表計量誤差,致使計量裝置不能正確計量實際輸出電能,使電力企業與用戶之間產生不必要的計量糾紛。為了維護電力企業與用戶的利益,必須加強電能計量裝置的接線管理以及接線的檢查,使電能表真正起到“一桿秤”的作用。