逆相序对电子式智能电表计量的影响

2021-11-03贵州电网有限责任公司凯里供电局李洪乾李大威

电子世界 2021年18期

贵州电网有限责任公司凯里供电局李洪乾李大威

随着电子式智能电表的广泛普及以及电能计量系统的不断建设与完善，实现了对电网的远程监控以及诊断。与此同时，电子式智能电表作为贸易结算级别的电能计量设备，其计量的准确性将直接关系到电力部门的收益，且对电网运行的经济效益具有重要意义。目前，在大量文献研究中，电能表计量的准确性与三相交流电的相序有着一定的关系。因此，本文从实际工作出发，深入分析了逆相序对智能电表计量的影响。

1 逆相序

电力系统一般采用三相交流电进行电能传输，可定义为A相、B相和C相，有时也定义为U相、V相和W相，常以颜色黄、绿、红进行标识。其中，当A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°时，称为正相序，由于没有严格意义上的A、B、C相，因此，在实际中，ABC、BCA和CAB都认为是正相序。反之，当B相超前A相120°，C相超前B相120°，A相超前C相120°时，称为逆相序，同理ACB、BAC和CBA都认为是逆相序。

2 逆相序对三相电表计量的影响

对于机械式电能表，当电压接线方式为逆相序，且电流接线与对应电压相对应时，对于三元件接入的机械式电能表，并不影响有功和无功的准确计量。对于两元件接入的机械式电能表，因功率因数不同会对其无功计量的准确性造成一定的影响。因此，分析逆相序对智能电表计量的影响时，应主要分析两元件接入的电子式智能电能表。

而在电子式智能电表中，具有逆相序检测功能。其原理为：通过对电压或电流的过零点先后顺序来进行判断。当电压和电流的过零点先后顺序为ABC、BCA或CAB时，则判定为正相序，此时计量正确。当电压或电流的过零点先后顺序为ACB、BAC或CBA时，则判定为逆相序，当电压正相序、电流逆相序或电压逆相序、电流正相序时，均为错误接线，其计量都将不正确，可通过采用六角图法对错误接线进行改正。而当电压和电流接线相对应，均为逆相序时，是否能正确计量则需要进一步进行实验分析。

除此之外，对于电子式智能电表，还有两种情况也会判定当前接线为逆相序。一种情况是，当电流的进出线接反时，将判定其为逆相序，此时计量不正确，可采用六角图法改正错误接线。另一种情况是，当无功补偿投入过多时，也将其判定为逆相序，此时计量正确，但无功走字较多，可通过切掉无功补偿来进行消除。

3 实验部分

在电表测试台上模拟两元件接入方式，运行电子式智能电表。设置电压和电流接线相对应，均为逆相序。其中，UA设置为100.0V，UB设置为0V，UC设置为100.0V。则UAB为100.0V，UCB为100.0V，IA设置为5.00A，IC设置为5.00A。根据有功、无功计算公式：

若计量正确，则不论电表运行在任何功率因数以及计量象限下，其计量的正向有功总，反向有功总，组合无功Ⅰ和组合无功Ⅱ应该都与理论计算值相同。

因此，设置不同功率因数和负荷性质（感性和容性），使电子式智能电表能分别在四个象限下运行。其中，设置负荷为0.5L感性，功率因数为0.86，互感器为减极性时，电子式智能电表在第一象限运行。设置负荷为0.8C容性，功率因数为0.86，互感器为加极性时，电子式智能电表在第二象限运行。设置负荷为0.5L感性，功率因数为0.86，互感器为加极性时，电子式智能电表在第三象限运行。设置负荷为0.8C容性，功率因数为0.86，互感器为减极性时，电子式智能电表在第四象限运行。

分别在不同象限下运行10min，可得如表1所示。根据公式1和公式2，带入电压、电流、功率因数以及时间，可计算得到理论有功数值为0.12kW·h，理论无功数值为0.07kvar·h。

表1 电子式智能电表逆相序运行

观察表1，一方面，在不同象限下，均能发现有功数值走了0.12kW·h，无功数值走了0.07kvar·h，与理论数值一致。另一方面，当互感器运行在减极性时，电能表运行在第一象限和第四象限，其数值走正向有功总以及组合无功Ⅰ；当互感器运行在加极性时，电能表运行在第二象限和第三象限，其数值走反向有功总以及组合无功Ⅱ，运行的象限与电能表理论应该走字的位置一致，象限图见图1所以。此处需要说明的是，组合无功Ⅰ和组合无功Ⅱ所走字象限由电能表出厂设置决定，根据《关于明确客户用电功率因数计算方式的通知》文件进行设置。因此，可以说明当电压和电流接线相对应，并且均为逆相序时，电能计量是正确的。