三相三線電能表A相失壓后電量追補的分析計算研究

張鴻程

摘要：在電能表計量技術不斷發展進程中，電能表失壓現象出現頻率也逐漸增加。電能表失壓現象的發生，極易導致電能表表計電量與實際電量差距過大，這種情況下就需要進行電量追補。本文以三相三線電能表A相失壓為研究對象，闡述了三相三線電能表A相失壓因素，介紹了三相三線電能表A相電量追補計算流程，對三相三線電能表A相失壓后電量追補方式進行了適當分析，以期為三相三線電能表表計正確率的提升提供依據。

關鍵詞：三相三線；電能表；A相；失壓；電量追補

前言

三相三線電能表失壓后顯示電量，為電能表故障階段實際計量電量，又可稱為故障電能。在三相三線電能表發生失壓故障后，其故障電量大多會低于實際電量，最終導致實際計量用電量精確率下降。這種情況下，就需要依據故障電量與實際用電量差值進行電量追補。而在三相三線電能表失壓情況下，并不能有效獲得電能表數據。因此，對三相三線電能表A相失壓后追補電量進行適當分析非常必要。

1.三相三線電能表A相失壓因素分析

1.1三相三線電能表A相失壓后模擬試驗設置

明確三相三線電能表A相失壓因素，是三相三線電能表A相失壓后電量追補計算的關鍵。據此，本文選擇型號分別為DSSD331、DSSD536三相三線電能表，進行了試驗模擬分析。本次實驗中全部三相三線電能表初始電流均為1.0A、相位角均為0，功率為175.2W。實際記錄數值依據電能表計進行功率測量[1]。

1.2三相三線電能表A相失壓后模擬試驗結果分析

通過對不同端口間電壓端測量，可得出DSSD331、DSSD536電能表A相失壓后電能表A相端子跟B相端子間的電壓范圍在47.9V到50.2V之間，且在三相三線電能表失壓狀態下，電能表表計測量功率為正常功率的一半。

2.三相三線電能表A相失壓后電量追補計算系統構建

2.1構建電壓回路等效電路模型

相較于普通電能表而言，三相三線電能表在A相失壓后，參考電壓端電壓值與輸入電壓回路值具有一致性。這種情況下，若三相三線電能表A相失壓，則其電壓回路端等效模型各點電位一致。

2.2設置電量追補計算標準

依據三相三線電能表失壓模擬實驗結果，可得出互感器高壓熔絲熔斷是三相三線電能表A相失壓的主要因素。據此，可從A相二次側失壓、電壓互感器高壓端A相失壓兩個層面進行分析。

一方面，假定三相三線電能表三相均對稱，則對應向量圖如圖1，此時P失壓=0.5×UIcos（90°+ψ）+UIcos（30°-ψ）=0.5×UIcosψ。

上述式子中，U、I分別為線電壓、線電流；ψ為功率因數角。

K=P正常/P失壓=UIcosψ/（0.5×UIcosψ）=2

在實際計算過程中，若三相三線電能表A相二次側失壓，由于其運行電量值為常規電量值的一半，則最終計算電量值為失壓追補電量值。

另一方面，若電壓互感器高壓端A相失壓，可假定電壓互感器接線模式為Y/Y模式。假定三相三線電能表三相均對稱，則電路失壓電量同樣為正常運行電量的50%[2]。需要注意的是，在實際計算過程中，為保證最終電能表失壓電量計算的準確性，相關人員可在電能表A相失壓狀態下，依據電能表類型輸入電能表電壓端電壓。結合各元件運行情況，合理調整等效電路參數。

3.三相三線電能表A相失壓后電量追補計算案例分析

3.1故障概述

一用戶新安裝了一只三相三線的電能表，整個電能計量系統的倍率為100。安裝階段該三相三線電能表無功讀數為0，有功讀數為0。在該三相三線多功能電能表運行100天后，現場校核發現該計量裝置出現A相熔斷情況。而A相熔斷器斷裂問題的發生，致使該三相三線電能表A相失壓，最終出現A相電量計量低于實際電量的情況。隨后電力檢修人員對大用戶負荷管理系統進行了調查，發現該三相三線電能表自安裝之日起始終位于失壓狀態。在三相三線電能表A相失壓狀態下，有功電量指示為204.13kW？h，無功電量指示為20.02kVar？h。

3.2三相三線電能表A相失壓后電量追補計算理論依據

圖1 三相三線電能表A相失壓后向量圖

查閱資料獲知該三相三線電能表主要采用兩元件方式進行計量。依據該三相三線電能表A相失壓后向量圖（圖1），可得：

以第1元件有功功率計算，P1=Uab×Iacos（ψa+30°）；

以第2元件有功功率計算，P2=Ubc×Iccos（ψc-30°）；

若該三相三線電能表三相均對稱，則總功能P總=P1+P2=UIcos（ψ+30°）+UIcos（ψ-30°）。

同樣，在三相三線電能表A相失壓后對于無功功率，則有第1元件無功功率為：Q1=UIsin（ψ+30°）；第2元件無功功率為：Q2=UIsin（ψ-30°）。

3.3三相三線電能表A相失壓后電量追補更正系數計算

依據三相三線電能表有功功率及無功功率計量原理，在三相三線電能表A相失壓后電量追補計算時，首先可對追補有功電量進行計算。由于三相三線電能表A相失壓情況下熔斷器斷裂，則第I元件電壓為零。由于三相三線電能表內部電源變壓器CA相與A相、CB相分別為繞組串聯、繞組并聯連接模式。且三相三線電源變壓器內三相繞組阻抗一致，則在三相三線電能表A相失壓后，第I元件電壓值為CB相電壓的一半，而第II元件正常運行。此時該三相三線電能表月電量計算為：A=P正?！罷I+PII×（T-TI）。

上式中：A為三相三線電能表月度電量，P正常為電能表正常運行功率，TI為第一元件失壓前運行天數，T為總運行天數。

K=P正常×T/A=2

依據上述公式，可得出在該三相三線電能表三相均對稱時，應追補有功電量為：204.13×（K-1）×100=20413kW·h。

同理，在三相三線電能表A相失壓后，第I元件及第II元件總無功功率為20.02×（K-1）×100=2002kVar·h。

3.4三相三線電能表A相失壓后電量追補計算效果對比

在三相三線電能表A相失壓后電量計算完畢后，為確定最終計算數據的準確性。可人為控制三相三線電能表A相熔斷失壓，隨后采用電能表現場校正儀器，進行三相三線電能表電流、電壓的計算[3]。最終測得該三相三線電能表有功功率誤差為48.9%，無功功率誤差為49.5%。表明整體計算數據正確率較高。

綜上所述，通過三相三線電能表A相失壓電量追補計算系統構建，可以獲得準確的追補電量誤差范圍，從而保證三相三線電能表A相失壓時追補可靠性。據此，相關人員可依據三相三線電能表運行數據，構建完善的三相三線電能表A相失壓更正功率檢測模型。結合當次A相失壓前分量計算及電量追補等效模型構建，可保證三相三線電能表A相失壓電量追補計算準確度。

參考文獻：

[1]朱敏珊.電能表失壓故障計算退補電量的模擬仿真分析[J].通訊世界，2018（1）：213-216.

[2]王海濤，胡元璐.基于用電信息采集系統的電能表失壓斷相后電量追補的分析[J].電氣技術，2017，18（8）：56-58.

[3]吳錫權.淺析三相三線多功能電能表失壓追補電量方法[J].中國新技術新產品，2016（6）：20-21.