淺析電子式電能表為什么會(huì)出現(xiàn)正反方向電量

摘要:電源是單方向供電,電子式電能表卻出現(xiàn)正反兩個(gè)方向計(jì)量。對(duì)大家提出的諸多疑點(diǎn)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn),逐一被排除。最后問(wèn)題的焦點(diǎn)集中到電能表的三相四線制標(biāo)準(zhǔn)接線方式上,這種接線方式在三相負(fù)荷不對(duì)稱,有一相或兩相電流為零的情況下,電流互感器二次回路中出現(xiàn)反方向電流,導(dǎo)致電能表反向計(jì)量,為此對(duì)這種接線方式提出質(zhì)疑。

關(guān)鍵詞:接線方式問(wèn)題分析技術(shù)措施

供電與用電的需求是通過(guò)電能表進(jìn)行計(jì)量的,計(jì)量的準(zhǔn)確與否,除與電能表和互感器本身的誤差有關(guān)外,還與接線方式有著直接關(guān)系。過(guò)去使用機(jī)械式電能表對(duì)低壓三相四線制供電方式進(jìn)行電能計(jì)量時(shí),在教科書(shū)和培訓(xùn)講義中,一致認(rèn)為是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)接線方式,而今天應(yīng)用電子式電能表進(jìn)行計(jì)量時(shí)卻發(fā)現(xiàn),在單方向電源供電的情況下,電子式電能表卻出現(xiàn)反向電量問(wèn)題。針對(duì)電能計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)接線方式與電能表出現(xiàn)反方向電量的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析,并提出改進(jìn)技術(shù)措施,以保證電能計(jì)量正確。

1. 問(wèn)題提出及分析

這是一家高供低計(jì)的電力用戶,電能計(jì)量采用的是電子式電能表,其本身具有四象限、正反向計(jì)量等功能?，F(xiàn)場(chǎng)電能計(jì)量接線方式見(jiàn)圖1所示。三相四線制電能計(jì)量表達(dá)式為:

(1)式中:Uao、Ubo、Uco— 每相電壓繞組承受的相電壓;

Ia、Ib、Ic — 流過(guò)每相電流繞組的相電流;

Φa、Φb、Φc — 每相負(fù)荷功率因數(shù)角。

運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)電能表正反方向都在進(jìn)行計(jì)量,只不過(guò)是反向電量比正向電量要少很多。單方向電源供電,電能表怎么會(huì)出現(xiàn)反向計(jì)量問(wèn)題?為此對(duì)表計(jì)本身的硬件和軟件、計(jì)量互感器的極性和電能表的誤差進(jìn)行了測(cè)試和校驗(yàn),在諸多疑點(diǎn)均被排除的情況下,問(wèn)題逐漸集中到圖1的接線方式上,可以說(shuō)電流互感器二次側(cè)沒(méi)有流過(guò)反向電流,電能表是不會(huì)反方向計(jì)量的,一次側(cè)電流方向沒(méi)有改變,二次側(cè)電流方向又是怎么改變的?這樣問(wèn)題的中心又聚焦到電流回路中。為便于分析問(wèn)題,省略去電壓回路,將電流互感器等效為電流源,見(jiàn)圖2所示。

在一個(gè)閉合的電流回路中,依據(jù)基爾霍夫電流定律:流入節(jié)點(diǎn)的電流應(yīng)等于流出節(jié)點(diǎn)的電流。如果二次電流方向改變,只有一種可能,在三相電流回路中,其中有一相或兩相電流為零,即設(shè),,這樣當(dāng)A相電流流入到節(jié)點(diǎn)d時(shí),電流分成3路()分別經(jīng)B相、C相和公共回路流回到A相終點(diǎn)。即,各支路電流的大小主要取決于各自回路阻抗。通過(guò)圖2(b)的向量圖可以寫(xiě)出這時(shí)的三相功率表達(dá)式,即

(2)

從(2)式中可以看出,對(duì)機(jī)械式電能表來(lái)講,功率P2和P3所產(chǎn)生的是反方向力矩,抵消P1所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。當(dāng)反方向力矩之和大于轉(zhuǎn)動(dòng)力矩時(shí),電能表就會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn),造成電量丟失。對(duì)電子式多功能電能表來(lái)講,無(wú)疑就會(huì)出現(xiàn)反向電量。

2. 技術(shù)措施

發(fā)生這種現(xiàn)象,一般是在動(dòng)力負(fù)荷不用電的情況下,單相負(fù)荷如:照明、空調(diào)、冰箱、熱水器以及其它用電設(shè)備在三相電路中分布不均或用電時(shí)間不一致所造成的。為防止電流互感器的二次電流相與相之間相互流動(dòng),造成錯(cuò)誤計(jì)量,三相電流回路必須各自獨(dú)立,這樣無(wú)論負(fù)荷在運(yùn)行中怎樣變化,均能滿足計(jì)量表達(dá)式(1)的要求,方能保證計(jì)量正確。見(jiàn)圖3所示。

結(jié)束語(yǔ):

無(wú)論單相制、三相三線制或三相四線制電能計(jì)量,必須保證電流回路的獨(dú)立性,否則在特定的運(yùn)行方式下就有可能發(fā)生不正確計(jì)量。另外談及一下個(gè)人看法,目前國(guó)內(nèi)很多類型的電能表,為保證停電顯示在電表中加裝電池,這樣一方面提高了成本,也不利于環(huán)保,目前我國(guó)電網(wǎng)供電可靠率基本上達(dá)到百分之九十八以上,加裝停電顯示電池已經(jīng)沒(méi)有什么意義。目前歐洲使用的電表不允許加裝電池,甚至對(duì)焊錫所含有鉛的成分都有明確說(shuō)明,我們也應(yīng)該借鑒一下,以提高環(huán)保意思。

作者簡(jiǎn)介:陳金林、1969年出生、男、工程師,本科,上饒供電公司抄表分公司經(jīng)理,主要從事用電工程技術(shù)及營(yíng)銷(xiāo)管理。