摘要:电源是单方向供电,电子式电能表却出现正反两个方向计量。对大家提出的诸多疑点经现场调查和试验,逐一被排除。最后问题的焦点集中到电能表的三相四线制标准接线方式上,这种接线方式在三相负荷不对称,有一相或两相电流为零的情况下,电流互感器二次回路中出现反方向电流,导致电能表反向计量,为此对这种接线方式提出质疑。

关键词:接线方式问题分析技术措施

供电与用电的需求是通过电能表进行计量的,计量的准确与否,除与电能表和互感器本身的误差有关外,还与接线方式有着直接关系。过去使用机械式电能表对低压三相四线制供电方式进行电能计量时,在教科书和培训讲义中,一致认为是计量标准接线方式,而今天应用电子式电能表进行计量时却发现,在单方向电源供电的情况下,电子式电能表却出现反向电量问题。针对电能计量的标准接线方式与电能表出现反方向电量的问题进行详细分析,并提出改进技术措施,以保证电能计量正确。

1. 问题提出及分析

这是一家高供低计的电力用户,电能计量采用的是电子式电能表,其本身具有四象限、正反向计量等功能。现场电能计量接线方式见图1所示。三相四线制电能计量表达式为:

(1)式中:Uao、Ubo、Uco— 每相电压绕组承受的相电压;

Ia、Ib、Ic — 流过每相电流绕组的相电流;

Φa、Φb、Φc — 每相负荷功率因数角。

运行中发现电能表正反方向都在进行计量,只不过是反向电量比正向电量要少很多。单方向电源供电,电能表怎么会出现反向计量问题?为此对表计本身的硬件和软件、计量互感器的极性和电能表的误差进行了测试和校验,在诸多疑点均被排除的情况下,问题逐渐集中到图1的接线方式上,可以说电流互感器二次侧没有流过反向电流,电能表是不会反方向计量的,一次侧电流方向没有改变,二次侧电流方向又是怎么改变的?这样问题的中心又聚焦到电流回路中。为便于分析问题,省略去电压回路,将电流互感器等效为电流源,见图2所示。

在一个闭合的电流回路中,依据基尔霍夫电流定律:流入节点的电流应等于流出节点的电流。如果二次电流方向改变,只有一种可能,在三相电流回路中,其中有一相或两相电流为零,即设,,这样当A相电流流入到节点d时,电流分成3路()分别经B相、C相和公共回路流回到A相终点。即,各支路电流的大小主要取决于各自回路阻抗。通过图2(b)的向量图可以写出这时的三相功率表达式,即

(2)

从(2)式中可以看出,对机械式电能表来讲,功率P2和P3所产生的是反方向力矩,抵消P1所产生的转动力矩。当反方向力矩之和大于转动力矩时,电能表就会出现反转,造成电量丢失。对电子式多功能电能表来讲,无疑就会出现反向电量。

2. 技术措施

发生这种现象,一般是在动力负荷不用电的情况下,单相负荷如:照明、空调、冰箱、热水器以及其它用电设备在三相电路中分布不均或用电时间不一致所造成的。为防止电流互感器的二次电流相与相之间相互流动,造成错误计量,三相电流回路必须各自独立,这样无论负荷在运行中怎样变化,均能满足计量表达式(1)的要求,方能保证计量正确。见图3所示。

结束语:

无论单相制、三相三线制或三相四线制电能计量,必须保证电流回路的独立性,否则在特定的运行方式下就有可能发生不正确计量。另外谈及一下个人看法,目前国内很多类型的电能表,为保证停电显示在电表中加装电池,这样一方面提高了成本,也不利于环保,目前我国电网供电可靠率基本上达到百分之九十八以上,加装停电显示电池已经没有什么意义。目前欧洲使用的电表不允许加装电池,甚至对焊锡所含有铅的成分都有明确说明,我们也应该借鉴一下,以提高环保意思。

作者简介:陈金林、1969年出生、男、工程师,本科,上饶供电公司抄表分公司经理,主要从事用电工程技术及营销管理。