淺析三相三線多功能電能表失壓追補電量方法

吳錫權

摘 要：三相三線多功能電能表具有特殊的性質，經研究發現以往的追補電量計算方法真實性、準確性同現實出入較大，有必要針對此展開研究。本文結合試驗分析了三相三線多功能電能表失壓追補電量方法。

關鍵詞：三相三線多功能電能表；失壓原因；追補電量方法

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A

關于追補電量的計算，相關研究已經給出了理論公式，編定在教科書中，然而，該計算公式得出的追補電量數值的準確性依然有待考證，尚未得到客戶的廣泛認可。特別是當前更多使用的是多功能電能表，其失壓追補電量的計算更為復雜，需要對計算方法進行深入探究。

一、三相三線多功能電能表失壓原因分析

要想明確三相三線多功能電能表失壓的真正原因，最科學有效的方式就是真正拿來幾塊三相三線多功能電能表，通過模擬實驗的方式來分析失壓的原因。本實驗選取4塊電能表，通過臺體模擬失壓來分析原因。其中電流：1A，功率：174.50W，相位角設為：0。實際記錄的數值：表計實測功率，不同端子間的電壓。經過對不同端口間電壓Ui的檢測，輸入電能表電壓端鈕的電壓的具體數據見表1。

經過對4塊電能表的失壓實驗得出：當電能表A相失壓時，Uabi的值：46.7V～50.5V范圍內；C相失壓，Uabi的值則在45.5V～51.9V。這同傳統理論資料結論有所不同。而且不同失壓狀態，表計的測量功率為常規功率的1/2。

二、三相三線多功能電能表失壓追補電量方法

1 輸入電壓回路等效電路模型

有異于普通的機械表，三相三線多功能電能表出現失壓問題后，參考電壓端扭所測出的電壓值，可以繪制出輸入電壓回路的等效電路模型，如圖1所示。

用以下公式來計算計量功率，P= Uabi Ia+Ucbi Ic，如果A相失壓，則a點和o點電位相同，則有：Uabi=Uob=1/2Ucb。C相失壓，c點和o點電位相等，Ucbi=Uab/2。B相失壓，則有b與o點電位相等。

2 電量追補計算

以上實驗主要是對電壓互感器二次側失壓的簡單模擬試驗，實際的失壓問題遠比此復雜，其誘因主要為互感器高壓熔絲被高溫燒斷。以下將參照各類電壓互感器的接線特點，來分析兩大類失壓故障：

第一，A相二次側失壓。如果A/B/C對稱，對應的向量圖則如圖2所示。

P錯=1/2UIcos（90+φ）+UIcos（30- φ）=/2UIcosφ

U——線電壓；I——線電流，φ——功率因數角，K=UIcosφ//2UIcosφ=2。

如果是B或C相失壓，仍然得出相同的數據。也就是說相同型號的電能表，二次側失壓過程中，計量得出的電量同其常規運行狀態下的電量值不同，前者是后者的1/2，失壓中計算得出的電量就是追補電量。

第二，電壓互感器高壓端A相失壓。當電壓互感器采用了Y/Y接線模式時，電壓互感器高壓端A相失壓的等效電路則為如圖3所示。

進到電能表不同端鈕的電壓：Uabi= -Ub，Ucbi=Ucb此時依然假設A相.B相，C相對稱則有：P錯=2UIcosφ/K=（K-1）E錯。此時，用電客戶同樣應該進行電量追補，具體的電量同樣為失壓電量的1/2。

電壓互感器有著不同的接線類型，對應著不同的失壓故障，經研究得出：如果失壓由于高壓熔絲被燒斷所導致，可以選擇繼續依靠傳統的計算公式來算得需要追補的電量。相反，如果是低壓熔絲的誘因，那么傳統的計算方法則將失靈，應該改變計算方法，此時第一步應該明確輸入電能表的電壓數值，而且還要對應更正系數。具體計算過程中，科學的方法是依靠等效電路模型來進行計算，這樣才能確保所得出的追補電量達到合格標準。

第三，三相三線多功能表的等效模型。

圖4為等效的三相三線三元件機械表圖。

圖4中，Ia，Ic的電流來源為：電流互感器。可以利用以下關系式：Ia+Ib+Ic=0來算出：Ib。如果A相失壓，意味著此模型毫無爭議。在二次側A相失壓的情況下，經過計算得出的各個元件電壓也符合前面的計算結果。

同樣，上文的高壓端A相失壓的計算結果也得到了驗證，這都意味著此模型的科學性、準確性。利用節點電位法能夠算出以下公式：

3/RxUO′=Uc/R+Ub/R=-Ua/3

那么A/B/C各個元件得出的電壓則各自為：Ua/3，Ub+Ua/3，Uc+Ua/3最終算得的計算結果也符合上面的結果。

經以上不同類失壓問題的分析能看出，可以將三相三線多功能表進行等效分析，將其同三元件機械表視作遵循同樣規律。

此外，需要特別注意的是，實際的追補電量計算工作依然需要先測得失壓狀態下，輸入電能表電壓端鈕的電壓，第一步明確電能表類型，只有當發現電壓性質同以上試驗結果相同或相似時，才能選擇上面的計算公式來對應算出追補電量。

三、追補電量計算的展望

通過上面的分析可以看出，對于三相三線多功能電能表失壓追補電量的計算必須重新思考，因為傳統的計量方法已經不適應多功能電能表。然而，事實上真正的追補電量計算的精準度依然會受到影響，因為上面提到的電量追補計算方法，多為人為操作進行，其中依然存在問題：

1 準確度、客觀性值得推敲

這是因為電力線路中的各項數值，例如：電壓、電流等并非一成不變，而是瞬息萬變的，對應的失壓問題也是循序漸進地出現的，失壓需要經歷一個過程，這就需要一套實時的追補電量計算方法，然而，目前來看，所采用的人工計算依然不能達到實時跟蹤的效果。無法對各項變化參數做出反應。

2 計算速度慢、用戶難認可

實際的追補電量計算是一項高技術、高難度、且復雜漫長的工作，最終得出的追補電量數值也無法讓客戶滿意。因此，從上面分析能得出，必須深入研究一種全新的追補電量計算方法，轉變傳統的人工計算模式，轉向研發自動設備，利用該設備來實現對追補電量的實時計算與跟蹤，從而保證計算精準度。

3 追補電量的自動化計算

如果真的研發了一種自動化計算設備，實際的追補電量計算就變得更為簡單化，不用再去分析互感器采用的是哪一種接線模式。可以利用自動化技術來直接計算得出各各項數值。

例如：A/B/C相依然處于平衡狀態，一旦出現失壓故障，可以憑借以下公式：Ua+Ub+Uc=0，和相關參數，例如：非故障相的實測電參數，等來對應計算得出一個追補電量，達到了實時化結果。

同上面提及的人工計算方法相比，自動化計算方法具有一定的優勢，能夠實現實時計量，排除故障因素、其他外界因素的影響，而且也確保了追補電量計算的精準度，全面確保了工作效率。

然而，自動化計算模式的實現依然有挑戰，它需要以重構故障相參數為前提，此條件的實現又需要確保電力系統三相達到平衡，很明顯偏離了常理，可見自動化追補電量計算的實現的路程依然遙遠。

結語

多功能電能表在計量方面最多的故障無非就是失壓故障，該故障會導致計量失真，對此就需要進行追補電量的計算，然而，追補電量實際的計算方法依然尚未達成共識，參照前面所提及的理論公式去計算追補電量，往往同事實有著較大出入。因此，從目前來看追補電量的計算方法依然值得深入探究。

參考文獻

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