探討“高壓”三相四線電能表在線現(xiàn)場校驗(yàn)方式與計(jì)量偏差問題

凌棟俊

摘 要：本文圍繞高壓三相四線電能表的現(xiàn)場校驗(yàn)展開討論，對比、剖析了不同校驗(yàn)?zāi)Ｊ较聦?yīng)的計(jì)量誤差問題，分別從負(fù)載平衡、不平衡兩大條件出發(fā)來分別性地研究。這對于三相電能表的精準(zhǔn)校驗(yàn)有十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：高壓三相四線電能表；現(xiàn)場校驗(yàn)；計(jì)量

中圖分類號：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0102-02

1 電能表現(xiàn)場校驗(yàn)原理分析

電能表是電力系統(tǒng)主要的電能計(jì)量設(shè)備，其現(xiàn)場校驗(yàn)主要借助于校驗(yàn)儀來測試電能誤差，把其中的關(guān)鍵信息，例如：電壓、電流等輸入電能表所在線路內(nèi)部，保證它能和被測電能有一致的電參量。其中檢驗(yàn)儀就相當(dāng)于一個(gè)高水平電能表，它可以產(chǎn)生并接收電能脈沖，憑借搜集來自于被測電表的電能脈沖，再將其同來自于校驗(yàn)儀的電能脈沖加以對比，通過算出電能誤差，從而對所測試電表進(jìn)行科學(xué)校驗(yàn)與評估。校驗(yàn)原理與過程如圖1所示。

2 三相電能表原理及功率分析

三相三線電能表一般用在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，負(fù)責(zé)其電能測量，通常僅僅針對于無中性線的三相負(fù)荷，尤為適合于高壓電力系統(tǒng)，例如：大于10kV的電壓，此設(shè)備能夠同電壓、電流互感器同步配合，形成一個(gè)有功電能計(jì)量系統(tǒng)。與此對應(yīng)的三相四線電能表所適應(yīng)的范圍則完全相反，更適合于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，能夠有效地測出包含中性線的三相負(fù)荷，一般適合用在低壓電力系統(tǒng)，電表額定電壓達(dá)到220V，此電能表也適用于電壓大于110kV的系統(tǒng)，同低壓線路對比起來，這一電表的電壓線圈有著屬于自身的額定電壓，通常為：57.7V。

對于電壓等級較高的電力系統(tǒng)，一般采用兩大類型計(jì)量表：①三相四線有功電表，（額定電壓=57.7V）；②三相三線電表，（額定電壓=100V）。所以，實(shí)際的表計(jì)現(xiàn)場檢查、校驗(yàn)，如果無法清晰地明確其接線模式，如果只將電壓水平視為評判對象，則很容易出現(xiàn)將這兩種電表混淆，進(jìn)而出現(xiàn)校驗(yàn)誤差。也就是利用三相三線方式來檢查、審核四線電表，通過參照三相線路相量圖分兩種情況來校驗(yàn)電能表的電能，具體包括：平衡負(fù)載狀態(tài)下、非平衡負(fù)載狀態(tài)下，對此需要明確三相四線電能表處于三相四線狀態(tài)下的接線模式與相量圖。下面將按照兩種情況進(jìn)行分析：

2.1 三相平衡負(fù)載模式

（1）三相四線電能功率

總功率等于各相功率之和，公式：P=Pa+Pb+Pc=UaIacos ？準(zhǔn)a+UbIbcos？準(zhǔn)b+UcIccos？準(zhǔn)c。

（2）三相三線電能功率

P=Pa+Pc=UabIacos（30°+？準(zhǔn)a）+UcbIccos（30°-？準(zhǔn)c）

2.2 三相不平衡負(fù)載模式

（1）三相四線電能功率

總功率等于各相功率之和，公式：P=Pa+Pb+Pc=UaIacos？準(zhǔn)a+UbIbcos？準(zhǔn)b+UcIccos？準(zhǔn)c。

（2）三相三線電能功率

P=Pa+Pc=UabIacos（30°+？準(zhǔn)a）+UcbIccos（30°-？準(zhǔn)c）

以圖2為三相三線測量相量圖。

通過對比上面幾個(gè)式子，從理論角度計(jì)算能夠看出，負(fù)載平衡狀態(tài)下，如果采用三相三線模式來對應(yīng)測出四線線路，雙方所得功率大體相當(dāng)，相反，如果負(fù)載不平衡，如果通過三相三線模式來校驗(yàn)四線線路，則測得功率數(shù)據(jù)同現(xiàn)實(shí)有著較大差別，通過對比上面的公式能夠看出，這兩大校驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?yīng)測出的功率差別=UbIacos（60°+？準(zhǔn)a）+UbIccos（60°-？準(zhǔn)c）-UbIbcos？準(zhǔn)b。

3 試驗(yàn)檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)的剖析

憑借電能功率原理能夠得出，有功功率=電壓×電流×相位角，采用分量分析法來專門圍繞電壓、電流、相位等逐個(gè)加以剖析，可以把電壓視作三相平衡額定電壓，可以逐步調(diào)整電流、相位角等來對應(yīng)剖析電能有功功率與電能誤差。

可以把0.5S級別的三相四線電表來充當(dāng)參照來實(shí)驗(yàn)，將0.05級三相多功能電表來進(jìn)行現(xiàn)場檢查、校驗(yàn)，主要從負(fù)載的平衡狀態(tài)、非平衡狀態(tài)來加以檢驗(yàn)，能夠得出對應(yīng)的功率數(shù)據(jù)結(jié)果表。通過對表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩闯觯簝纱笮ｒ?yàn)?zāi)Ｊ侥軌蚋髯詼y出三相四線表的功率和現(xiàn)實(shí)的功率，能夠剖析出二者的關(guān)系，最終得出：三相四線電能表所測數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)數(shù)值相似，相反，三相三線電能表則要從兩大方面來區(qū)分對待：①三相負(fù)載平衡狀態(tài)下，電能功率符合現(xiàn)實(shí)條件，也就是此時(shí)電能表所計(jì)量的電能誤差十分準(zhǔn)確，同現(xiàn)實(shí)無出入。②三相不平衡，電能功率和現(xiàn)實(shí)的功率之間則有著一定的差別，也就是電能誤差出現(xiàn)了偏差，具體的誤差則可以通過相位角、電流平衡狀態(tài)等的剖析得出，具體的剖析成果如表1所示。

4 總 結(jié)

三相電能表實(shí)際的現(xiàn)場校驗(yàn)，如果將無中性線三相三線校驗(yàn)?zāi)Ｊ接糜诤行跃€的三相四線表計(jì)設(shè)備，則將出現(xiàn)電能計(jì)量偏離現(xiàn)實(shí)的問題，所得的功率和誤差值都和現(xiàn)實(shí)有較大誤差，此研究則分析了其中的誤差，同時(shí)，也對三相四線電表的現(xiàn)場校驗(yàn)進(jìn)行了全面的檢驗(yàn)，并分別從負(fù)載平衡與不平衡兩種狀態(tài)出發(fā)，分析了電能計(jì)量的誤差，這種誤差分析可以糾正三相電表運(yùn)行中的問題和誤差。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-10-9