電能計量誤接線時一種電量計算新方法的探討

楊曉旺

【摘 要】當電能計量裝置發生錯誤接線時，若已知錯誤接線的具體接線方式，本文提出了一種正確計算實際發生電量的方法，即找出實際發生電量與錯誤接線期間有功和無功總電量之間的關系，從而計算得到實際發生的有功和無功電量。這種方法可不需要求得功率因數角就能計算得到實際發生電量，使退補電量的計算更準確。

【關鍵詞】電能計量裝置；實際發生電量；功率因數角

中圖分類號： TM76 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）01-0143-002

【Abstract】There was an error when the electric energy metering device wiring， if known wrong wiring connection mode， this paper proposes a calculation method of actual power correctly， finding out the actual capacity and error during the connection， the relationship between the active and reactive power's electricity so as to calculate the actual active and reactive power.This method does not need to obtain the power factor Angle to calculate the actual generating capacity， so that the calculation of the back-up power is more accurate.

【Key words】Electric energy metering device； Actual power generation； Power factor Angle

0 概述

電能計量裝置的正常與否直接關系到供用電雙方的經濟利益。正確計量電能，不僅要求電能表和電壓、電流互感器的誤差在國家相關技術規程規定的范圍內，而且更重要的是要求二次回路的接線準確、可靠。一般經檢定的電能表和互感器基本誤差不超過百分之幾，但錯誤的接線帶來的計量誤差可能達到百分之幾十，甚至是百分之幾百。因此，計量裝置的錯誤接線給電能計量帶來的誤差是巨大的。

在電力系統和電力工業用戶中，錯誤接線是經常發生的，尤其是采用三相三線計量方式的高壓工業大用戶，比較容易發生錯誤接線。因為電壓、電流二次回路兩者的組合，再加上極性反接和斷相等就有百余種接線方式。工作人員在對錯誤接線檢查并更正后，還要進行差錯電量的退補計算。差錯電量的正確計算是至關重要的，計算不當會引起供用電雙方的利益糾紛。

一般情況下，我們計算退補電量的的步驟有：（1）確定錯誤接線類型。現場借助相序表、相位伏安表等工具測定電壓、電流及相位角，確定屬于什么類型的錯誤接線。（2）計算更正系數G。利用向量圖法列出錯誤功率表達式，利用正確功率表達式除以錯誤功率表達式算得更正系數。更正系數中有功率因數角φ，因此需要用線路中的功率因數表或根據具有代表性負載下的余弦值cosφ算得φ角，帶入更正系數表達式算得更正系數值。（3）計算實際發生電量和退補電量。利用更正系數乘錯誤期間的抄見電量算得實際電量，用實際電量減去抄見電量得到退補電量。

上述計算方法中是需要知道功率因數角φ才能計算退補電量。通常情況下用戶的功率因數是隨著負荷的變化而變化的，所以并不是很準確的，計算出來的更正系數有一定的誤差。根據功率因數計算出來的電量與實際發生的電量也存在一定程度的區別。

目前電能計量裝置使用的電能表普遍為智能電能表，一塊表能同時計量正反向有功和無功電能。電能計量裝置發生錯誤接線時，在有功計量有誤的同時無功計量也有誤。考慮根據有功功率計算表達式和無功功率計算表達式以及錯誤接線期間發生的有功、無功所示讀數求得較為準確的實際發生電量。下面就這種計算方法詳細介紹。

以三相三線兩元件計量方式為例，假設三相電路對稱，電壓相序為正，電壓和電流二次回路接線無誤，無短路和斷相，負載為感性。這樣在測量時，電壓有3種正相序，其接法分別為ABC、BCA、CAB，電流相序有8種接法，分別為（Ia，Ic）、（Ic，Ia）、（-Ia，-Ic）、（-Ic，-Ia）、（-Ia，Ic）、（Ia，-Ic）、（Ic，-Ia）、（-Ic，Ia）。這樣有24種組合的接線方式，下面以用戶使用三相三線智能電能表為例進行介紹說明。

1 根據錯誤接線期間總電量求實際發生電量的方法

根據功率三角形及更正系數的定義可得下列公式：

3 計算方法的驗證

可以做一實驗加以說明。在三相電能表檢定裝置上設置cosφ=0.966（感性）（φ=15°）I=5A，U=100V。按一元件UAB、-IA，二元件UCB、IC接入電能表，走字兩小時，測得的數據見表1。從表1中可以看出，用本方法計算出的實際發生電量與實際電量基本吻合，誤差很小。但WQ誤應以負值代入。

如果用角φ計算更正系數求實際發生電量，因為角φ存在誤差使得計算得到的正確電量也存在誤差。表2列出了角φ在不同角度時的誤差情況。因此，功率因數的變化使得計算出的實際發生電量與實際電量有很大的出入。而用戶處的功率因數一般都是隨負荷時刻變化的，各個時間點都不同，因而這樣計算出的實際發生電量就不準確。

此種方法計算實際發生電量的步驟可總結為：首先從錯誤接線相量圖得出有功功率和無功功率的表達式，然后求出錯誤接線的有功和無功的更正系數，把更正系數中的tanφ用WQ正/WP正代入，可得到包含WQ正、WP誤、 WP正、WQ誤的兩個方程，方程中WP誤和WQ誤可從表計示數得到，WQ正和WP正解兩個式子組成的方程組得到。

4 結束語

通過分析驗證，若能測得用戶的錯誤接線類型，錯誤接線期間的有功和無功電量，可用上述方法求得實際發生的有功和無功電量，而且不用計算功率因數。這種方法計算得到的電量與實際電量誤差很小。但是在使用這種方法是應該注意：表計功率受功率因數影響出現正、反時，表計必須有能分別計量正、反向電量的功能，否則計算出的正確電量不準確。如表計無止逆，計量電量為正、反向電量代數和，則計算得到的正確電量偏少。同樣，若表計有止逆，計算得到的正確電量也偏少。除此之外這種方法也不適用錯誤接線發生期間表計停轉的情況。

【參考文獻】

[1]鄭堯，等編著.電能計量技術手冊.中國電力出版社.

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[3]孫方漢主編.電能計量裝置及其正誤接線，中國電力出版社.

[4]國家電網公司人力資源部組著.電能計量培訓教材，中國電力出版社.