電焊機采用單相智能表計量不準原因分析

摘 要：隨著社會經濟與科技的不斷發展，現在智能電能表已經逐漸代替了機械式電能表，已廣泛用于電能的計量，當我們對380V的電焊機進行用電計量時，因為它接入電壓與運行狀態的特殊性，用不同功能的電能表或者不一樣的計量方式的時候，用電計量就可能出現錯誤。本文對電焊機采用單相智能表計量不準原因進行了分析并選取正確方式。

關鍵詞：電焊機；智能電能表；計量不準

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 06-0000-01

一、引言

電能計算裝置是電力系統發，供，用電三個方面進行銷售，買賣的重要工具，為計收電量提供有力依據，所以它與我們的日常生活是密不可分的，它的準確與否直接關系到供用電雙方的經濟利益，隨著我國經濟的發展用電量日益增多電能計量裝置的準確性正確性越來越受到人們重視。不是說電能表和互感器本身精確沒有問題，計量用電就會很準確。如果他們的接線錯誤或者是選擇電能表錯誤、計量方式錯誤，也同樣會導致用電計量裝置不準確。所以安裝工作人員應該規范安裝、定期檢查，正確選用計量裝置，并采用正確的方法安裝。才能保證供、用電的經濟利益不會受到影響。

二、電焊機采用單相智能表計量進行分析

我們都知道智能電能表有很多由于機械式電能表的優點，比如它準確度比較高、可以遠程抄表、還可實現費控（分時計量）、監測報警（反向用電）、脈沖輸出、通信（遠程抄表）、事件記錄（清零事件、掉電事件、拉合閘事件和開表蓋事件）等功能啟動電流小、更加的安全快捷，所以被廣泛使用。智能表內部是有微處理器，還具有防竊電功能。

比如說電焊機接在UL1L2上，我們使用三只220V的單相智能電表計量有380V電焊機的負載所耗電能，我們用IL1、IL2、IL3分別表示三相相電流；流進電焊機的電流用ID代表；三相相電壓分別用UL1、UL2、UL3表示；L1、L2的相間電壓也就是線電壓用UL1L2表示；三相負載的功率因數角分別用ΦL1、Φl2、Φl3來表示；電焊機的功率因數角則用φD表示。我們根據單相電能表計量向量圖等數據得知：電焊機的消耗功率是PL1L2=UL1L2 ID cosφD；三相負載消耗功率是P=UL1 IL1 cosφL1+UL2 IL2 cosφL2+UL3 IL3 cosφL3；單相智能表1計量功率為P1=UL1 IL1 cosφL1+UL1 ID cos（Φd-30°）；P2=UL2 IL2 cosφL2- UL2 ID cos（150°-Φd）是單相智能表2的計量功率；P3=UL3 IL3 cosφL3是單相智能表3的計量功率。因為智能電表具備防竊功能，所以說智能表不管是在正向功率還是在方向功率的時候，電能表的功率是P=|Uicosφ|。我們根據以上公式可以知道三只單相智能表計量的總功率是P=|P1|+|P2|+|P3|=| UL1 IL1 cosφL1+UL1 ID cos（Φd-30°）|+| UL2 IL2 cosφL2- UL2 ID cos（150°-Φd）|+| UL3 IL3 cosφL3|，根據以上的公式可以知道，當三只單相智能表用電計量功率都是正向功率的時候，總功率的計量才會準確。我們再來看看在電焊機正常運行和電焊機空載時采用單相智能表計量用電的情況。首先當電焊機在空載時，功率因數角是在75°左右，我們可以得出電焊機在空載時三只單相智能表計量的功率值是：單相智能表1 P1= UL1 IL1 cosφL1+UL1 ID cos（Φd-30°）是正值，單相智能表2 P2=UL2 IL2 cosφL2- UL2 ID cos（150°-Φd），有可能是正值，還會出現負值的情況。分別說一下，當P2是負值時，UL2 ID cos（150°-Φd）/UL2IL2cosφL2>1，考慮到UL2 ID cos（150°-Φd）取最大值時，上邊的比式就可以簡化成ID/2IL2> cosφL2，所以也可以說當ID/2IL2> cosφL2的時候P2是負值，當ID/2IL2

綜上我們可以看出電焊機在運行和空載時功率因數角變化是很大的，用單相智能表對其進行用電計量也受到了影響，在對具有380V電焊機的三相四線負載計量時，當電焊機的空載電流與電焊機所接落后相的負荷電流之比在任何工作條件下都小于2osφL2時，采用三只單相智能表對具有380V電焊機的三相四線負荷計量是可以準確進行計量的，反之，電焊機采用單相智能表計量用電就不會準確，會造成多計量。

三、電焊機計量方式和計量表的正確選擇

如果采用一只三相四線電能表對其計量的話有兩種計量方式，用公式表達出來就是P=|P1|+|P2|+|P3|；一種是P=|P1+P2+P3|。如果采用第一種計量方式跟采用三只單相智能表的組合一樣，計量的結果我們已經分析過了。如果采用第二種計量方式三相四線電能表的計量總功率是P=|P1+P2+P3|=|UL1 IL1 cosφL1+UL1 ID cos（Φd-30°）+ UL2 IL2 cosφL2- UL2 ID cos（150°-Φd）+ UL3 IL3 cosφL3|=|UL1IL1 cosφL1+ UL2 IL2 cosφL2+ UL3 IL3 cosφL3+ UL1 ID cos（Φd-30°）-UL2 ID cos（150°-Φd）|=| UL1IL1 cosφL1+ UL2 IL2 cosφL2++UL3 IL3 cosφL3+UL1L2 ID cosφD|，從上分析我們得知：采用第二種計量方式的三相四線電能表能夠正確的對電焊機進行用電計量，而采用第一種方式則可能出現錯誤計量。

如果采用三相三線計量裝置對電焊機進行計量，可以直接將380V的電焊機接在電路中。根據三相三線電能表計量向量圖與接線圖等數據可以知道電焊機消耗功率是PL1L2=UL1L2 ID cosφD，三相負載消耗功率是P=UL1L2 IL1 cos（30°+φL1）+UL2L3 IL3 cos（30°-ΦL3），因為考慮U=UL1L2=UL2L3，I=IL1=IL3，φL1=φL2=φL3，所以得出P=√3 Uicosφ，電能表元件1計量的功率為P1=UL1L2 IL1 cos（30°+φL1）+UL1L2 ID cosφD，電能表元件2計量功率是P2=UL1L3 IL3 cos（30°-φL3），然后根據三相三線電能表的計量方式P=|P1+P2|得到三相三線電能表計量總功率是P=|P1+P2|=| UL1L2 IL1 cos（30°+φL1）+UL1L2 ID cosφD+ UL1L3 IL3 cos（30°-φL3）|=|UL1L2 IL1 cos（30°+φL1） ）+UL2L3 IL3 cos（30°-ΦL3）+UL1L2 ID cosφD|=|√3 Uicosφ+UL1L2 ID cosφD|，根據最后得出的公式我們可以看出用一只三相三線電能表計量具有380V電焊機三相三線負載電量，不管在什么工作情況下都能準確的計量用電。

四、結束語

在用戶使用電焊機負載時，應該合理的選擇其計量方式和計量裝置，如果選擇錯誤，會造成用電計量裝置計量不準確，進而引起計量上的糾紛和一些不必要的麻煩。如果選擇單相智能表對電焊機進行用電計量，很有可能會多計電量，對客戶的經濟利益產生影響。

參考文獻：

[1]劉介才.工廠用電[M].北京：機械工業出版社，2010.