電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線查找及追補(bǔ)電量計(jì)算方法

熊曉嵐，李 琦

(自貢電業(yè)局，四川 自貢 643000)

0 前言

電能計(jì)量是現(xiàn)代電力營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是電力商品交易的依據(jù)，電能計(jì)量的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到供用電雙方的經(jīng)濟(jì)效益，影響客戶(hù)所用電量的準(zhǔn)確計(jì)算和電力企業(yè)電費(fèi)的及時(shí)回收，因而受到越來(lái)越高的重視，為了公平、公正的計(jì)量電能，現(xiàn)場(chǎng)安裝的電能表還應(yīng)按照行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期校驗(yàn)。電能計(jì)量裝置由電能表、互感器及所屬計(jì)量二次回路構(gòu)成，電能表接線錯(cuò)誤將導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)甚至燒毀計(jì)量裝置，給供電企業(yè)造成許多不必要的損失。如何避免發(fā)生錯(cuò)誤接線，正確判斷錯(cuò)誤接線并采取有效的防范措施，是值得探討的。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)目前常見(jiàn)的電能表錯(cuò)誤接線的檢查方法以及退補(bǔ)電量的計(jì)算等內(nèi)容進(jìn)行有關(guān)探討，以供參考。

1 電能計(jì)量裝置的組成及接線原理

一般把電能表與其配合使用的電流、電壓互感器、二次回路及計(jì)量箱所組成的整體稱(chēng)為電能計(jì)量裝置，而在日常工作中往往要根據(jù)計(jì)量方式的不同而選擇不同的計(jì)量器具和接線方式，電能計(jì)量裝置的接線包含兩個(gè)部分的接線。

1.1 互感器的接線方式

1.1.1 電壓互感器V/V接線

如圖1所示，V/V接法廣泛用于10 kV中性點(diǎn)不接點(diǎn)三相系統(tǒng)，此種接法節(jié)省了一臺(tái)電壓互感器，但不能測(cè)量電壓和進(jìn)行絕緣狀況監(jiān)視。

1.1.2 電流互感器的接線方式

電流互感器接線方式如圖2所示，圖中(a)稱(chēng)為二相分相接法，該接法廣泛地用于中性點(diǎn)不接地或接消弧線圈接地系統(tǒng)，也就是現(xiàn)在所說(shuō)的三相三線制電路;圖中(b)稱(chēng)為三相分相接法，常用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，也就是現(xiàn)在所說(shuō)的三相四線制電路，分相接地使得計(jì)量接線復(fù)雜程度大大降低，方便在錯(cuò)誤接線情況下退補(bǔ)電量的計(jì)算。

1.2 電能表的接線方式

1.2.1 單相表接線方式

單相低壓供電，負(fù)荷電流為50 A及以下時(shí)，宜采用電能表直接接入式;負(fù)荷電流為50 A以上時(shí)，宜采用電能表經(jīng)互感器的接線方式，如圖3、圖4、圖5所示。

1.2.2 三相四線電能表接線方式

接入非中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)電能計(jì)量裝置，宜采用Y0/Y0方式接線，其一次側(cè)接地方式和系統(tǒng)接地方式一致，如圖6、圖7、圖8所示。

1.2.3 三相三線表接線方式

接線方式如圖9、圖10所示。

2 電能計(jì)量過(guò)程中常見(jiàn)的錯(cuò)誤接線分析

圖1 電壓互感器V/V接線

圖2 電流互感器接線方式

圖3 單相電能表直接接入式接線

圖4 經(jīng)電流互感器接入的單相電能表接線

圖5 單相電能表接線向量圖

日常的表計(jì)安裝過(guò)程中，由于種種原因往往會(huì)造成接線錯(cuò)誤，引起計(jì)量的不準(zhǔn)或不計(jì)電量的情況，概況起來(lái)有以下幾種。

2.1 缺相

所謂缺相是指接入電表的電壓線未有效接入電能表造成計(jì)量少計(jì)或不計(jì)。

以三相四線表舉例(忽略功率因率的影響)。

正常 情 況 下:P=UaIacosφa+UbIbcosφb+UcIccosφc=3UIcosφ

缺 A 相情況下:P=UbIbcosφb+UcIccosφc=2UIcosφ

缺 A、B 相情況下:P=UcIccosφc=UIcosφ

缺A、B、C相情況下:P=0

以三相三線電表舉例(忽略功率因率的影響)。

正常情況下:P=UabIacos(30°+φ)+UcbIccos(30°－φ)=

假設(shè)一次側(cè)A相斷線時(shí)，則Uab=0，Ucb=100

P=UcbIccos(30°－φ)

假設(shè)一次側(cè)C相斷線時(shí)，則Uab=100，Ucb=0

P=UcbIccos(30°+φ)

假設(shè)一次側(cè)B相斷線時(shí)，則Uab=50，Ucb=50

2.2 電壓相序接反

電壓相序接反是指接入電表的電壓線未按正確順序接入。

圖6 三相四線有功表直接接入式接線

圖7 經(jīng)電流互感器接入式三相四線有功表接線

圖8 三相四線有功表接線向量圖

電壓相序接反舉例說(shuō)明:假設(shè)一只三相三線有功電能表，其電壓接線順序?yàn)閎ac，那么其功率表達(dá)式為 P=UbaIacos(150°－φ)+UcaIccos(30°+φ)。

2.3 電流極性接反

電流極性接反則是指電流互感器的一次或二次接線極性接線的正負(fù)。

電流極性接反舉例說(shuō)明:某自來(lái)水廠6月份電流互感器輪換時(shí)誤將其電能表接線接錯(cuò)，致使其電表計(jì)度器指示數(shù)由3600變?yōu)?180，檢查發(fā)現(xiàn)其兩臺(tái)電流互感器極性接反，第一元件實(shí)際接入的是Uab、－Ia，第二元件接入 Ucb、－ Ic，改正接線后到抄表日，示值為3380，求更換互感器到抄表期間實(shí)際消耗的電量為多少。

分析:第一元件實(shí)際功率Pa=UbaIacos(150°－φ)，第二元件實(shí)際功率 Pb=UcaIccos(150°+φ)。

錯(cuò)誤接線的類(lèi)型種類(lèi)繁多，接線錯(cuò)誤除了影響所分析的有功電量外，對(duì)無(wú)功電量的影響也很大，無(wú)功電量雖然和電費(fèi)不直接發(fā)生關(guān)系，但在涉及會(huì)考核力調(diào)電費(fèi)的客戶(hù)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生較大影響，這對(duì)供電企業(yè)和客戶(hù)雙方都可能造成經(jīng)濟(jì)損失。

3 核算追補(bǔ)電量常用方法

在供電企業(yè)的電能計(jì)量管理中，錯(cuò)誤接線情況時(shí)有發(fā)生，那么在電費(fèi)核算工作中，追補(bǔ)電量的核算并不少見(jiàn)，相對(duì)而言，追補(bǔ)電量的核算比正常電量的核算要復(fù)雜些，對(duì)電量核算員的專(zhuān)業(yè)性要求也要嚴(yán)一些，當(dāng)計(jì)量裝置出現(xiàn)故障或失常時(shí)，均有可能要對(duì)其電量進(jìn)行更正并退補(bǔ)，下面就錯(cuò)誤接線中退補(bǔ)電量的一般核算方法進(jìn)行闡述。

3.1 更正系數(shù)法

3.1.1 更正系數(shù)的基本概念

所謂更正系數(shù)，即正確電量與錯(cuò)誤電量之比，因?yàn)殡娏颗c功率成正比，故也可將更正系數(shù)理解為正確功率與錯(cuò)誤功率之比。

圖9 三相三線兩元件有功電能表的接線

圖10 三相三線有功表接線向量圖

式中，K為更正系數(shù);W為正確電量;W'為計(jì)量裝置錯(cuò)誤期間的抄見(jiàn)電量;P為正確功率;P'為錯(cuò)誤期間的計(jì)量功率。

3.1.2 利用更正系數(shù)求退補(bǔ)電量

將公式(1)推導(dǎo)如下。

當(dāng)△W為負(fù)值時(shí)，則應(yīng)退還電量給用戶(hù)，當(dāng)△W為正值時(shí)，則應(yīng)向用戶(hù)追補(bǔ)電量。

由式(3)可知，欲求出追補(bǔ)電量，則必須先求出更正系數(shù)K，而更正系數(shù)K可通過(guò)實(shí)際測(cè)量求得，也可從對(duì)錯(cuò)誤接線的分析中求得，根據(jù)式(1)，只要能找到計(jì)量裝置在故障情況下反映的功率，便可求出K值了。

3.1.3 更正系數(shù)法應(yīng)用舉例

某高壓供電客戶(hù)計(jì)量方式為高供高計(jì)，計(jì)量TV變比為10000/100，TA變比為50/5，上月有功表抄表示數(shù)為4500，抄表后若干天進(jìn)行了設(shè)備檢修，檢修后再次送電時(shí)電能表的示數(shù)為5000，但因檢修造成電表反轉(zhuǎn)，經(jīng)用電檢查人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，其現(xiàn)場(chǎng)接入電能表電壓相序?yàn)閍bc，電流相序?yàn)閍、c，但其中c相TV極性接反，檢查當(dāng)天電能表示數(shù)為4800，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試該客戶(hù)負(fù)荷對(duì)稱(chēng)，功率因數(shù)cosφ按0.866(滯后)計(jì)算，改為正確接線后運(yùn)行到月底抄表時(shí)電表示數(shù)為6000，試求該客戶(hù)錯(cuò)誤接線期間的實(shí)際用電量和本抄表周期內(nèi)的實(shí)際收費(fèi)電量。

(1)根據(jù)其二次回路錯(cuò)誤情況，畫(huà)出實(shí)際計(jì)量向量圖，如圖11所示。

(2)寫(xiě)出錯(cuò)誤計(jì)量的有功功率表達(dá)式。

P'=UabIacos(30°+φ)+UcbIccos(150°+φ)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷對(duì)稱(chēng)，所以可得P'=－UI sinφ

圖11 實(shí)際計(jì)量接線向量圖

(4)因錯(cuò)誤接線期間的抄見(jiàn)電量為4 800－5 000=－200 kWh，根據(jù)式(3)可得錯(cuò)誤接線期間實(shí)際電量應(yīng)為(－3－1)×(－200)=800 kWh。

(5)本抄表周期的實(shí)際收費(fèi)電量=6000－4500+800=2300 kWh。

3.2 相對(duì)誤差法

3.2.1 電能表誤差的基本知識(shí)

由于電能表自身結(jié)構(gòu)上以及其二次接線的原因和外界條件的影響，使得它所測(cè)得的電量與負(fù)載實(shí)際消耗的電量是有差別的，這種差別稱(chēng)為電能表的誤差。

電能表的誤差用相對(duì)誤差表示，所謂相對(duì)誤差即被測(cè)電量的絕對(duì)誤差與實(shí)際值的百分比。按誤差產(chǎn)生的原因，電能表的誤差又可分為基本誤差與附加誤差。在規(guī)定的條件下(例如:電壓為額定值、頻率為50 Hz、環(huán)境溫度為20℃、無(wú)外磁場(chǎng)影響等)測(cè)得的相對(duì)誤差稱(chēng)為基本誤差，電能表的準(zhǔn)確等級(jí)就是根據(jù)基本誤差確定的，例如2.0級(jí)的電能表，其基本誤差應(yīng)不超過(guò)±2.0%。由于外界條件變化引起的誤差稱(chēng)為附加誤差，產(chǎn)生附加誤差的主要原因有:電壓、頻率、環(huán)境溫度的變化，相序的改變等。

3.2.2 用相對(duì)誤差求更正電量

當(dāng)測(cè)量出了電能表的實(shí)際誤差后，即可根據(jù)下列公式求出其更正電量。

式中，r為電能表在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下的相對(duì)誤差，%;W'為上次校驗(yàn)或換裝后投入之日起至誤差更正之日止的抄見(jiàn)電量。

式(4)中的r不僅包括由于電能表本身結(jié)構(gòu)或調(diào)整不當(dāng)?shù)仍虍a(chǎn)生的誤差，而且還包括由于接線錯(cuò)誤而產(chǎn)生的計(jì)量誤差。

3.2.3 相對(duì)誤差法應(yīng)用舉例

2011年6月30日，電力公司例行對(duì)供區(qū)內(nèi)某鑄鋼廠計(jì)量表計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)客戶(hù)計(jì)量裝置封印完好，但其電能表誤差為－5.0%，另已知該表于2010年12月30日由電力公司安裝，運(yùn)行期間累計(jì)抄見(jiàn)電量為30000 kWh，求追補(bǔ)的電量。

解:因?yàn)樵摫碛?jì)超差并非由客戶(hù)原因引起，根據(jù)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》第80條第1款之規(guī)定，應(yīng)補(bǔ)收該客戶(hù)電量為

即:應(yīng)補(bǔ)收該客戶(hù)電量為789 kWh。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著電力事業(yè)的發(fā)展以及電力技術(shù)的日新月異，電能計(jì)量裝置也在不斷變化，但無(wú)論怎樣電能計(jì)量裝置始終會(huì)有出現(xiàn)故障的時(shí)候，所以不僅要跟上技術(shù)發(fā)展的腳步，還應(yīng)掌握最基礎(chǔ)的原理及分析方法，一旦計(jì)量發(fā)生錯(cuò)誤這些方法將有助于及時(shí)解決問(wèn)題。

［1］國(guó)家電網(wǎng)公司人力資源部.電能計(jì)量［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.

［2］孫方漢，王新，杜啟剛.電能計(jì)量及其管理［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2005.