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三相三线制电能表误接线对计量的影响汇总1


一、三相三线电能计量表的正确接线及其向量图 电能计量装置主要由计量互感器、电能表及二次连接导线组成,正确 接线及其向量图如下:

计量接线图(外部)

向量图

计量接线图(内部同名端配合) 二、 三相三线电能表实际运行中经常出现的非正常运行方式
1

经常出现的非正常运行方式如下: 1) 2) A 相电压缺相;或 B 相电压缺相;或 C 相电压缺相; 电压接线错误的排列组合(Uc-b-a) (Ua-c-b) (Ub-c-a) (Ub-a-c) (Uc-a-b) 3) 4) 5) 6) 7) 8) A 相电流接反,如(-Ia/Ic) ;或 C 相电流接反,如(Ia/-Ic) AC 相电流互换 AC 相电流同时接反 AC 相电流互换并同时接反 A 相电流正进Ⅱ元件,C 相电流反进Ⅰ元件 A 相电流反进Ⅱ元件,C 电流正进Ⅰ元件

三、退补电量的计算 电能计量装置由于各种原因出现了失准, 特别是错误接线, 应进行电 量的更正。根据退补电量,即抄见电量与实际用电量的差别,多退少补。 退补电量=正确电量-错误电量 Δ W=W-W` 更正系数 K 定义为:K=
W P ? W ` P`

(P :正确接线时功率;P`错误接线时功率) Δ W=W-W`=KW`-W`=(K-1)W` 说明: 1) 2) 3) Δ W>0,用户应补交Δ W 的电费。 Δ W<0,应退给用户Δ W 的电费。 K>1 或 K<0,用户应补交Δ W 的电费;
2

4) 5)

K<1 供电企业应退给用户Δ W 的电费。 若电能表在错误接线期间反转,则 W`应取负值。

四、三相三线电能表计量误接线中常用的退补电量计算方法 三相三线电能表计量误接线中常用的退补电量计算方法有五种: 功率 测量法、计量装置对比法、平均电量法、估算法、更正系数法。其中更正 系数法是处理三相三线电能表计量差错最常用的方法, 其他方法可在无法 采用更正系数法时使用,或对更正系数法的计算结果进行验证: 1. 功率测量法:在负荷运行稳定的条件下,使用功率表或现场校验仪测 出错误接线时输入电能表的功率值 P`及错误接线更正后输入电能表的 负荷功率值 P,算出更正系数 K,再算出退补电量Δ W。 2. 计量装置对比法: 设法通过其他正常的电能计量装置获取正确电量 W, 再与失准计量装置的抄见电量 W`比较,算出退补电量Δ W。 3. 平均电量法:根据失准计量装置的抄见电量 W`,再根据以往正常用电 量平均值计算实际用电量 W,算出退补电量Δ W。 4. 估算法:按电器设备的容量,设备利用率、设备运行小时数或产品单 耗计算计量装置故障期间的实际用电量。 5. 更正系数法:先判断出计量装置错误接线方式,求出该错误接线时的 功率表达式 P`及正确接线时的功率表达式 P,算出更正系数 K,再算出 退补电量Δ W。 (P= 3U L I L COS? ) 五、更正系数法电量退补系数的计算及功率因数的影响分析 下面以 A 相失压为例,阐明退补系数 K 的计算过程: A 相失压时的向量图:
3

Ⅰ元件功率:P1=0 Ⅱ元件功率:P2=Ucb*Ic*cos(30°+Φ ) 合成功率:P`=P1+P2=U*I*cos(30°+Φ ) 退补系数 K=
P 3UICOS? 3COS? = ? 。 P ` UICOS(30 ? ? ) COS (30。? ? )

随着角度Φ 的增大,功率因数降低,退补系数变小,补电量越少。也 就是说,用户功率因数越高,补电量越多。图表显示如下:
K 2.5 2 1.5 退补系数K的函数表示图

1 0.5 0
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

cosΦ

4

依此类推, 现将计量装置非正常运行方式下常见的向量图、 退补系数、 功率因数的影响列表归纳如下:

5

序号

故障现象

向量图

退补系数 K
K 2.5 2

功率因数对 K 值的影响图示
退补系数K的函数表示图

备注

1

A 相电压缺相

K=

3COS? COS (30。? ? )

1.5

1 0.5 0
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

用户功率因数越高,补 电量越多。
cosΦ

2

B 相电压缺相

K=2

无影响

错接线时所计电量为正 常时的二分之一。

K 60 50

退补系数K的函数表示图

3

C 相电压缺相

K=

2 3 3 ? tg?

40 30 20 10 0
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

用户功率因数越高,补 电量越少。

cosΦ

6

P1 ? U cb I a cos(90? ? ? )

4

电压接线错误 Uc-b-a

P2 ? U ab I c cos(90? ? ? ) p`? P1 ? P 2 ? 0

无影响

K→∞

无法用更正系数法退 补。可采用功率测量法、 计量装置对比法、平均 电量法、估算法等退补 电费

P1 ? U ac I a cos(30? ? ? )

5

电压接线错误 Ua-c-b

P2 ? U bc I c cos(150? ? ? ) p`? P1 ? P2 ? 0

无影响

K→∞

无法用更正系数法退 补。可采用功率测量法、 计量装置对比法、平均 电量法、估算法等退补 电费

-1.5

-1

-0.5

0
K

0.5

1

1.5 30 20 10 cosΦ 0

6

电压接线错误 Ub-c-a

K?

2 3 3tg? ? 3

K 在 COS? =0.84 左右逼
近于渐近线

-10 -20 -30

7

P1 ? U ba I a cos(150? ? ? )

7

电压接线错误 Ub-a-c

P2 ? U ca I c cos(30? ? ? ) p`? P1 ? P2 ? 0

无影响

K→∞

无法用更正系数法退 补。可采用功率测量法、 计量装置对比法、平均 电量法、估算法等退补 电费

-1.5

-1

-0.5

0 K

0.5

1

1.5 60 40

8

电压接线错误 Uc-a-b

K?

?2 3 3tg? ? 3

20 cosΦ 0 -20 -40 -60

K 在 COS? =-0.87 左右
逼近于渐近线

-1.5

-1

-0.5

0
K

0.5

1

1.5 60 40 20 cosΦ 0 -20 -40 -60

9

A 相电流接反 (-A/C)

3 K? tg?

用户功率因数越高,补 电量越多。 K<0 时, 功率因数绝对值 越大,补电量越多。

8

-1.5

-1

-0.5

0
K

0.5

1

1.5 20 15 10

10

C 相电流接反 (A/-C)

K ??

3 tg?

5 cosΦ 0 -5 -10 -15 -20 -25

K>0 时,用户功率因数绝 对值越高,补电量越多。 K<0 时,功率因数越大, 补电量越多。

P1 ? U ab I c cos(90? ? ? )

11

AC 相电流互 换

P2 ? U cb I a cos(90? ? ? ) p`? P1 ? P2 ? 0

无影响

K→∞

无法用更正系数法退 补。可采用功率测量法、 计量装置对比法、平均 电量法、估算法等退补 电费

12

AC 相电流 同时接反

K=-1

无影响

应补交补电量

9

P1 ? U ab I c cos(90? ? ? )

13

AC 相电流互 换并同时接反

P2 ? U cb I a cos(90? ? ? ) p`? P1 ? P2 ? 0

无影响

K→∞

无法用更正系数法退 补。可采用功率测量法、 计量装置对比法、平均 电量法、估算法等退补 电费

-1.5

-1

-0.5

0
K

0.5

1

1.5 10 8

14

A 相电流正进 Ⅱ元件,C 相 电流反进Ⅰ元 件

6 4

K ??

3 2tg?

2 cosΦ 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12

K>0 时,用户功率因数绝 对值越高,补电量越多。 K<0 时,功率因数越大, 补电量越多。

-1.5

-1

-0.5

0
K

0.5

1

1.5 12 10 8

15

A 相电流反进 Ⅱ元件,C 电 流正进Ⅰ元件

6

3 K? 2tg?

4 2 cosΦ 0 -2 -4 -6 -8 -10

K>0 时,用户功率因数越 高,补电量越多。 K<0 时, 功率因数绝对值 越大,补电量越多。

10

六、更正系数法退补不准确的原因浅析 在实际工作中发现,按更正系数法提出的计算公式计算出来的三相 三线多功能表失压期间的追补电量有时会与事实不符, 往往偏大, 用电管 理单位经常就此与电力客户发生纠纷, 如何准确计算追补电量问题一直困 扰着我们。 1.三相三线多功能电能表失压时的真相 因失压后表计测得的错误功率与输入表计的电压有关,为了找出前述 问题的原因, 提出解决问题的办法, 我们取 4 块不同厂家的三相三线多功 能电能表,在校表台上模拟现场失压运行, (台体电压:100V;电流:1A; 相位角:0;功率:174.49---174.69W)记录表计实测功率 P(kw)、半小时 电量 E(kwh)、测量各端子间电压 Ui(v),输入电能表电压端钮的电压以下 标 i 表示,得出以下数据:
电表品牌
现象 项目

威胜
(DSSD331)

万胜
(DSSD331)

华立
(DSSD535)

华隆
(DSSD5)

失 Ua

失 Ub

失 Uc

Uabi Ucbi Uaci P E Uabi Ucbi Uaci P E Uabi Ucbi Uaci P E

48.7 100.6 51.7 0.089 0.04 52.4 49.0 100.1 0.085 0.04 100.6 47.4 54.4 0.087 0.04

46.6 100.6 53.7 0.0918 0.04 51.9 49.0 101 0.0869 0.04 101.8 45.6 56 0.0839 0.04

50.6 100.5 49.7 0.0871 0.04 49.6 51.6 100.5 0.0873 0.04 100.0 52.1 49.3 0.0884 0.04

49.7 100.5 49.5 0.0878 0.04 52.1 48.0 100.0 0.0865 0.04 100.5 48.6 51.9 0.0886 0.04

11

以上数据表明,四个主流厂商的三相三线多功能表在 A 相失压 时,Uabi 并非为 0,Uabi 有效值介于 46.6—50.6 之间,同样在 C 相失 压时,Ucbi 并非为 0,而是一个有效值介于 45.6—52.1 之间的数值, 在各种单相失压故障下, 表计的测量功率及半小时电能量分别是正常 功率及电量的一半。 教科书提出的三相三线电能表退补电量公式是基 于两元件机械表 “A 相失压时, Uabi 为 0; 在 C 相失压时, Ucbi 为 0” 这一条件推导出来的, 由此导出的错误功率不同于表计实际测得的错 误功率,使更正系数 K(K=正确功率/错误功率)偏离实际值,从而 导致追补电量不正确。只有当 B 相失压时,输入多功能电表的各电 压才与机械表相同,所以此时按公式算得的追补电量是正确的。

12


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