淺談錯誤接線對多功能電能表無功計量的影響

摘要：多功能電能表錯誤接線種類繁多，除對有功計量產生影響外，對無功計量也會產生影響，無功電量計算錯誤將影響用電功率因數的正確考核。文章介紹了三相三線多功能電能表無功計量原理，分析了在幾種典型錯誤接線情況下，多功能電能表無功電量的變化情況，并通過試驗進行驗證，為錯誤接線情況下用戶用電功率因數的正確計算提供了依據。

關鍵詞：三相三線 多功能電能表 錯誤接線 無功 計量

0 引言

城區10kV專變用戶多采用高壓計量，安裝三相三線多功能電能表或智能電表（智能電表與多功能電表的無功計量原理相同），部分專變用戶執行功率因數調整電費。當出現電能表錯誤接線情況時，工作人員往往采用更正系數法計算有功電量的退補，容易忽視無功電量的變化，或是由于對無功計量方式不清楚造成計算錯誤，影響了用戶用電功率因數的正確考核。因此，有必要結合多功能表的無功計量方式對錯誤接線情況進行分析，以明確錯誤接線時無功電量的正確算法。

1 三相三線多功能電能表無功計量方式

目前使用的三相三線多功能表大多采用90°移相濾波器，將電壓信號移相90°來進行無功的計量，如圖1所示：

由相量圖得：Q=U′abIacos（60°-φa）+U′cbIccos（120°-φc）

當三相電路對稱時，Uab'=Ucb'，Ia=Ic，φa=φc，可得

Q=UI（cos60°cosφ+sin60°sinφ+cos120°cosφ+sin120°sinφ）=■UIsinφ

2 錯誤接線引起的多功能表無功電量的變化

多功能表在錯誤接線情況下，電能表各元件接入的相量也會發生相應的變化。

2.1 電壓錯誤接線

多功能表電壓接入U，aUc，Ub，電流接入Ia，Ic時，相量圖如圖2所示：

多功能表電壓第一元件電壓為Uac'，電流為Ia，第二元件電壓為Ubc'，電流為Ic。

由相量圖得：Q=U′acIacos（120°-φa）+U′bcIccos（60°+φc）

當三相電路對稱時，Uab'=Ucb' ，Ia=Ic，φa=φc，可得：

Q=UI（cos120°cosφ+sin120°sinφ+cos60°cosφ-sin60°sinφ）=0

結論：多功能表電壓接入Ua，Uc，Ub，電流接入Ia，Ic時，無功功率表達式為0，無功不計電量。

2.2 電流錯誤接線

多功能表電壓接入Ua，Ub，Uc，電流接入Ia， -Ic時，相量圖如圖3所示：

多功能表電壓第一元件電壓為Uab'，電流為Ia，第二元件電壓為Ucb'，電流為-Ic。

由相量圖得：Q=U′abIacos（60°-φa）+U′cb（-Ic）cos（60°+φc）

當三相電路對稱時，Uab'=Ucb' ，Ia=Ic，φa=φc，可得：Q=UI（cos60°cosφ+sin60°sinφ+cos60°cosφ-sin60°sinφ）=UIcosφ

結論：多功能表電壓接入Ua，Ub，Uc，電流接入Ia，-Ic時，無功功率表達式為UIcosφ，無功電量的變化與φ角有關。

2.3 電壓、電流逆相序接線

多功能表電壓、電流逆相序接線（電壓相序Uc，Ub，Ua，電流相序Ic，Ia）時的相量圖如圖4所示：

多功能表電壓第一元件電壓為Ucb'，電流為Ic，第二元件電壓為Uab'，電流為Ia。

由相量圖得：Q=U′cbIccos（120°-φc）+U′ab（Ia）cos（60°-φc）

當三相電路對稱時，Uab'=Ucb'，Ia=Ic，φa=φc，可得：

Q=UI（cos120°cosφ+sin120°sinφ+cos60°cosφ+sin60°sinφ）=■UIsinφ

結論：多功能表電壓、電流逆相序接線(電壓相序Uc，、Ub，Ua，電流相序Ic，Ia)時，無功功率表達式為■UIsinφ，與正確接線時的功率表達式相同。

3 試驗分析

為進一步驗證分析結論，將三相三線多功能表接入試驗臺，在Uab=Ubc=100V，Ia=Ic=1.5A，φa

=φc=45°條件下，分別按正確接線和上述三種方式接線，在試驗臺運行一個小時，數據如表1所示，從表中數據可以看出，分析結論是正確的。

4 結語

在處理計量錯誤接線時，工作人員往往只對有功電量進行相應的追補，而對無功計量的變化常常被忽略。但是錯誤接線對無功功率也產生影響，特別是對執行功率因數調整電費的用戶來說，無功功率的變化往往會對用戶功率因數考核產生影響。因此，在處理錯誤接線時有必要根據電能表無功計量原理進行分析，正確計算無功電量和功率因數。

參考文獻：

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