電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線分析與校正

丁林寶

（安徽省安慶市人民路275號供電營業(yè)廳，安徽安慶，246003）

電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線分析與校正

丁林寶

（安徽省安慶市人民路275號供電營業(yè)廳，安徽安慶，246003）

電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線制約著電網(wǎng)的安全運(yùn)行及電能結(jié)算工作的順利開展。基于電能表運(yùn)行正異常情況，通過測量電壓、電流等電學(xué)參數(shù)，推導(dǎo)相關(guān)公式并加以分析，推斷出電能表接線錯(cuò)誤主要表現(xiàn)有電流互感器異常、電壓錯(cuò)誤、相別錯(cuò)誤等，并提出了追退電量計(jì)算公式。通過采取以上措施，將可有效挽回客戶損失，提高客戶信任度，進(jìn)而增強(qiáng)電力企業(yè)信譽(yù)度。

電能計(jì)量裝置；錯(cuò)誤接線；校正

引言

電能計(jì)量裝置的正常運(yùn)行是電能計(jì)量工作中的首要內(nèi)容，它決定了電力單位人員的技術(shù)水平，也影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行及電能結(jié)算工作的順利開展，更決定著電力單位及其用戶之間的關(guān)系，乃至電力企業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展。考慮到安裝人員在平時(shí)工作中可能出現(xiàn)的疏忽，及其技術(shù)水平等因素，電能計(jì)量裝置出現(xiàn)接線錯(cuò)誤問題在所難免。電能計(jì)量裝置是否正確安裝，可以通過電能計(jì)量鑒定機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)線路是否合格來判斷，并通過追退電量計(jì)算加以校正。

1 電能表運(yùn)行分析

電能表接線正確的情況下，若有功功率與原本輸送方向一致，那么不論負(fù)載是感性還是容性，也不論三相電路的相序如何，三相電路及單相電路的有功電能表都是正常運(yùn)轉(zhuǎn)的。二元件電能表中包含兩組電磁轉(zhuǎn)動元件及驅(qū)動元件。驅(qū)動元件的電磁轉(zhuǎn)動力都是在同一轉(zhuǎn)動元件中的進(jìn)行的，只有將計(jì)度器和渦輪轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)互相連接，轉(zhuǎn)軸方能有效測量出三相電路中的電能。如圖1所示，在對稱容性負(fù)載或逆相序感性負(fù)載下，三相三線有功電能表的驅(qū)動力矩都不會改變，因?yàn)閮煞N接線的有功功率都是[1]

其中，Ux和Ix分別表示相電壓和相電流。

圖1 對稱容性負(fù)載或逆相序感性負(fù)載下的有功功率示意圖

1.1 電能表正常運(yùn)行情況

1.1.1 有功電能表正常運(yùn)行

在有功電能表正常的情況下，遇到以下現(xiàn)象皆屬正常：

（1）被測功率的輸送方向有所改變。譬如，聯(lián)絡(luò)線路中連接部分的網(wǎng)絡(luò)、電源出現(xiàn)互相輸送功率等現(xiàn)象；

（2）由于大型電動機(jī)的運(yùn)行速度超出原本的速度，從而向電網(wǎng)內(nèi)部傳送電能，使其成為發(fā)電機(jī)；

（3）在使用三只單相電能表或者兩只單相電能表測量三相三線或三相四線的有功電能時(shí)，在相同負(fù)載的情況下，電能表發(fā)生反轉(zhuǎn)，所消耗的電能就是反轉(zhuǎn)電能及正轉(zhuǎn)電能的代數(shù)和[2]。

1.1.2 無功電能表正常運(yùn)行

無功電能表的轉(zhuǎn)動方向及其功率的輸送方向與三相電路相序及負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。在相同回線路中，有功功率及無功功率的輸送方向是不同的，所以有功電能表及無功電能表的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)也是不確定的。譬如電動機(jī)運(yùn)行超出正常速度時(shí)，兩者的轉(zhuǎn)動方向就會不一致。

在負(fù)載為容性、電路是正相序（電容補(bǔ)償、高壓線路電流），或者負(fù)載為感性、電路為逆向序的情況下，無功電能表都會反轉(zhuǎn)，除非正弦電能表負(fù)載為感性并且電路呈逆向序。另外，在三相電路負(fù)載為容性且為逆相序時(shí)，除了正弦無功電能表和DX2型電能表，所有的無功電能表都呈正轉(zhuǎn)。

通過以上描述不難了解，在無功電能表反轉(zhuǎn)的情況下，不僅受到了功率輸送方向的影響，還受到了負(fù)載、相序的影響，所以必須進(jìn)行具體、深入地檢查分析[3]。

1.2 電能表異常運(yùn)行情況

在功率傳輸方向及負(fù)載性質(zhì)沒有發(fā)生變化的前提下，除了接錯(cuò)線等其他原因會使電能表出現(xiàn)反轉(zhuǎn)、不轉(zhuǎn)或者功率發(fā)生變化的情況外，電能表還會出現(xiàn)時(shí)而正轉(zhuǎn)、時(shí)而反轉(zhuǎn)、時(shí)而不轉(zhuǎn)的異常情況，非常容易判斷。當(dāng)發(fā)生接線錯(cuò)誤導(dǎo)致的電能表正轉(zhuǎn)的情況，就應(yīng)根據(jù)負(fù)載對用電量進(jìn)行有效核實(shí)，并且對接線進(jìn)行檢查，從中發(fā)現(xiàn)問題。

2 帶電檢查接線步驟

檢查具體內(nèi)容如下：

（1）一次線路和二次線路的接線是否正確；

（2）負(fù)載情況下電能表的運(yùn)行誤差；

（3）倍率問題。

正常情況下，只要在三相四線有功電能表的每個(gè)元件中加入對應(yīng)相別的相電壓和相電流，不管負(fù)載是感性還是容性，也不管電路的相序如何，都會產(chǎn)生正向驅(qū)動力矩。如果接線正確，當(dāng)將其中任一元件保持接入相電壓和負(fù)載電流，而斷開其余元件所加電壓時(shí)，轉(zhuǎn)盤將正轉(zhuǎn)，負(fù)載對稱時(shí)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速約為原轉(zhuǎn)速的三分之一。若轉(zhuǎn)盤反轉(zhuǎn)，或雖正轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)速相差較大，則應(yīng)進(jìn)一步檢查接線正確與否[4]。

在對接線進(jìn)行帶電檢查時(shí)，三相三線及三相四線有功電表和無功電表的檢測方法在本質(zhì)上都是相同的。對于三相三線有功電表錯(cuò)誤接線的檢測，由于使用電流互感器會比較復(fù)雜，再加上電能表的電能較大，因此極其重要。下文就以這類電流表為例，分析檢查接線的方法和檢測步驟。

2.1 測量各相（線）電壓

用電壓表或萬能表測定電能表，要求按鈕a、b、c三者之間的線電壓值在100 W左右。如果三者差別較大，則系電壓回路斷線，或電壓互感器中的線圈被接反。如果在不測量線電壓的基礎(chǔ)上就測定電壓、電流的相位，就有可能燒損測量儀表。

2.2 查明接地點(diǎn)并判斷b相電壓線

為了能夠檢查出電壓及電流中的保安接地是否正確，就要使電壓表一端接地，另一端接入電能表中的各個(gè)端鈕。如果電壓中兩個(gè)端鈕的接地電壓是100 W左右時(shí)，那么另一端（一般是中間的b端鈕）對地?zé)o電壓，說明是兩臺單相電壓互感器按照V形連接后在b相接地，或是用三臺單相電壓互感器、三相五柱式電壓互感器按星形連接后，在b相引出電壓線上接地。

若電能表的各電壓端鈕對地電壓約等于相電壓，就表示三相電壓互感器是根據(jù)二次中性點(diǎn)按照星型方式進(jìn)行接地的。如果電壓端鈕的電壓數(shù)值及對地電壓數(shù)值偏小，則說明二次回路并未接地。這兩種情況都不能說明電能表的電壓端鈕與電壓互感器二次端鈕在相別上的對應(yīng)關(guān)系。為此，電壓表的一端接到電能表的某一端電壓端鈕，另一端通過足夠長的絕緣導(dǎo)線依次觸及電壓互感器的二次端鈕，根據(jù)同相電壓線間無電壓，而異相電壓線間電壓為100 V的原則，找出與電能表連接的每一電壓線所屬的相別。若條件許可，最好逐一斷開電壓互感器一側(cè)的熔斷器或刀閘，以確定電能表每個(gè)電壓端鈕所連接的電壓線是何者。最后，把電能表沒有接地的電壓端鈕與電壓表的端鈕進(jìn)行連接，電壓表中的另外一端與電能表中的各個(gè)端鈕進(jìn)行接觸。在此過程中，若電流回路未出現(xiàn)斷線情況，其電壓表就應(yīng)顯示100 V或100/V[5]。

2.3 檢測負(fù)載電流

檢測負(fù)載電流，就是將電流表與電能表中的電流回路依次進(jìn)行串聯(lián)，以了解三相負(fù)載電流的情況，判斷有無倍正常相電流存在，根據(jù)負(fù)載情況斷定與電能表連接的外部電流回路有無斷路和短路。這項(xiàng)工作通常同測定電流相位同時(shí)進(jìn)行。

2.4 檢測電能表接線是否正確

由于以上操作并不能夠確定電壓、電流大小與電流相位的關(guān)系，所以就要根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用不同的方法，如電壓交叉法、b相電壓法及相量圖法等，檢測電能表中的接線。

2.5 檢測電能表中的誤差

通過以上檢測了解到電壓及電流回路均正常，即可利用標(biāo)準(zhǔn)電能表檢測電能表中的誤差。標(biāo)準(zhǔn)電能表可以檢測電能表中是否存在電壓線圈短路情況，以及電流線圈是否被分流或者短路等情況[6]。

3 追退電量計(jì)算

電能表在測量錯(cuò)誤接線中的電量呈現(xiàn)的是W，而在測量正確接線中的電量呈現(xiàn)的是W0，也可被稱作消耗的實(shí)際電量，其更正系數(shù)為Gx= W0/W。

由于實(shí)際消耗電量是不可再次測量的，所以就要通過以下兩種方式進(jìn)行：

其一，測試。此方法是使電能表按照原來的錯(cuò)誤接線方式運(yùn)行，然后再用另外一個(gè)電能表進(jìn)行正確接線，在代表負(fù)載情況下運(yùn)行，使用接線正確的電能數(shù)除以接線錯(cuò)誤的電能數(shù)，以此就可以獲得GX。

其二，計(jì)算。由于電能表在接線正確或錯(cuò)誤中得到的電量與表內(nèi)功率都是正比關(guān)系，所以就可以根據(jù)兩者所得功率比得出更正系數(shù)公式，其也可稱為錯(cuò)誤接線的更正系數(shù)。

在錯(cuò)誤接線情況下，電能表中的誤差如果為r%，那么實(shí)際消耗的負(fù)載電量為

追退電量ΔW為

如果計(jì)算出ΔW為正，則說明用戶該交電費(fèi)了，反之說明應(yīng)該退還用戶電費(fèi)。在計(jì)算時(shí)還應(yīng)注意電能表反轉(zhuǎn)情況下的GX為負(fù)，計(jì)量表中實(shí)際電量則是電能表倒轉(zhuǎn)時(shí)的數(shù)量[7]。

在錯(cuò)誤接線情況下測量電能表中的誤差時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電能表和待測試電能表要使用原本的錯(cuò)誤接線方式。待測試電能表不管是否有反轉(zhuǎn)，也要使標(biāo)準(zhǔn)電能表正轉(zhuǎn)，如果負(fù)載處于穩(wěn)定狀況，就要將其誤差帶入式（2）中計(jì)算；如果無法確定負(fù)載，就要根據(jù)其平均值中的φ角來測試電流標(biāo)定值處于10%、50%、100%時(shí)的誤差。假設(shè)電流處于50%情況下的用電時(shí)間較長，那么就應(yīng)對其加大權(quán)重，根據(jù)以下公式來計(jì)算平均值r%：

其中，r10、r50、r100分別為待測試電能表在10%、50%、100%標(biāo)定電流下的相對誤差。

4 結(jié)論

通過計(jì)量技能理論分析，可幫助行業(yè)人員對計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線種類有全新的認(rèn)識和了解。通過理論聯(lián)系實(shí)際，可以更好地判斷計(jì)量表故障原因，減少電能損失，提高廣大電力客戶信任度，避免對客戶、企業(yè)造成損失。

[1]林騰. 電業(yè)營業(yè)管理——中等專業(yè)學(xué)校教材[M]. 北京: 中國電力出版社, 1995.

[2]工人技術(shù)崗位考核指導(dǎo)叢書編寫組. 超標(biāo)收費(fèi)與營業(yè)管理[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1990.

[3]孫鐵民. 電能計(jì)量[M]. 北京: 中國水利水電出版社, 1990.

[4]陳向群, 楊宗剛. 預(yù)付費(fèi)電能表及其檢定[M]. 北京: 中國電力出版社, 2000.

[5]趙永娜. 用電檢查[M]. 北京: 中國電力出版社, 1998.

[6]王孔良, 李珞新, 祝曉紅, 等. 用電管理[M]. 北京：中國電力出版社, 2002.

[7]邱炳正. 交流電能表錯(cuò)誤接線100例解析[M]. 北京：中國計(jì)量出版社, 2007.

Analysis and Correction on False Wiring in Electric Energy Measurement Device

DING Lin-bao
(Anqing, Anhui, Renmin Road No.275, Power Supply Business Hall, Anqing, Anhui,246003, China)

False wiring of electric energy measurement device restricts the safe operation of power grid and the smooth development of electric energy balance. Based on the normal/abnormal situation of electric energy meter, and through measurement on the electrical parameters such as voltage and current, related expressions are derived and analyzed, deducing that the phenomenon such as abnormal of current transformer and error of voltage or phase, are main manifestations of false wiring in electric energy meter. An energy chase back expression is put forward, aiming to effectively recover the loss of customers’ and enhance trust from customers, which will further strengthen the credibility of electric power enterprises.

Electric Energy Measurement Device; False Wiring; Correction

TB971

A

2095-8412 (2016) 06-1110-03

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.06.014

丁林寶(1976-)，女，助理工程師。研究方向：供用電。