逆相序對電子式智能電表計量的影響

貴州電網有限責任公司凱里供電局 李洪乾 李大威

隨著電子式智能電表的廣泛普及以及電能計量系統的不斷建設與完善，實現了對電網的遠程監控以及診斷。與此同時，電子式智能電表作為貿易結算級別的電能計量設備，其計量的準確性將直接關系到電力部門的收益，且對電網運行的經濟效益具有重要意義。目前，在大量文獻研究中，電能表計量的準確性與三相交流電的相序有著一定的關系。因此，本文從實際工作出發，深入分析了逆相序對智能電表計量的影響。

1 逆相序

電力系統一般采用三相交流電進行電能傳輸，可定義為A相、B相和C相，有時也定義為U相、V相和W相，常以顏色黃、綠、紅進行標識。其中，當A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°時，稱為正相序，由于沒有嚴格意義上的A、B、C相，因此，在實際中，ABC、BCA和CAB都認為是正相序。反之，當B相超前A相120°，C相超前B相120°，A相超前C相120°時，稱為逆相序，同理ACB、BAC和CBA都認為是逆相序。

2 逆相序對三相電表計量的影響

對于機械式電能表，當電壓接線方式為逆相序，且電流接線與對應電壓相對應時，對于三元件接入的機械式電能表，并不影響有功和無功的準確計量。對于兩元件接入的機械式電能表，因功率因數不同會對其無功計量的準確性造成一定的影響。因此，分析逆相序對智能電表計量的影響時，應主要分析兩元件接入的電子式智能電能表。

而在電子式智能電表中，具有逆相序檢測功能。其原理為：通過對電壓或電流的過零點先后順序來進行判斷。當電壓和電流的過零點先后順序為ABC、BCA或CAB時，則判定為正相序，此時計量正確。當電壓或電流的過零點先后順序為ACB、BAC或CBA時，則判定為逆相序，當電壓正相序、電流逆相序或電壓逆相序、電流正相序時，均為錯誤接線，其計量都將不正確，可通過采用六角圖法對錯誤接線進行改正。而當電壓和電流接線相對應，均為逆相序時，是否能正確計量則需要進一步進行實驗分析。

除此之外，對于電子式智能電表，還有兩種情況也會判定當前接線為逆相序。一種情況是，當電流的進出線接反時，將判定其為逆相序，此時計量不正確，可采用六角圖法改正錯誤接線。另一種情況是，當無功補償投入過多時，也將其判定為逆相序，此時計量正確，但無功走字較多，可通過切掉無功補償來進行消除。

3 實驗部分

在電表測試臺上模擬兩元件接入方式，運行電子式智能電表。設置電壓和電流接線相對應，均為逆相序。其中，UA設置為100.0V，UB設置為0V，UC設置為100.0V。則UAB為100.0V，UCB為100.0V，IA設置為5.00A，IC設置為5.00A。根據有功、無功計算公式：

若計量正確，則不論電表運行在任何功率因數以及計量象限下，其計量的正向有功總，反向有功總，組合無功Ⅰ和組合無功Ⅱ應該都與理論計算值相同。

因此，設置不同功率因數和負荷性質（感性和容性），使電子式智能電表能分別在四個象限下運行。其中，設置負荷為0.5L感性，功率因數為0.86，互感器為減極性時，電子式智能電表在第一象限運行。設置負荷為0.8C容性，功率因數為0.86，互感器為加極性時，電子式智能電表在第二象限運行。設置負荷為0.5L感性，功率因數為0.86，互感器為加極性時，電子式智能電表在第三象限運行。設置負荷為0.8C容性，功率因數為0.86，互感器為減極性時，電子式智能電表在第四象限運行。

分別在不同象限下運行10min，可得如表1所示。根據公式1和公式2，帶入電壓、電流、功率因數以及時間，可計算得到理論有功數值為0.12kW·h，理論無功數值為0.07kvar·h。

表1 電子式智能電表逆相序運行

觀察表1，一方面，在不同象限下，均能發現有功數值走了0.12kW·h，無功數值走了0.07kvar·h，與理論數值一致。另一方面，當互感器運行在減極性時，電能表運行在第一象限和第四象限，其數值走正向有功總以及組合無功Ⅰ；當互感器運行在加極性時，電能表運行在第二象限和第三象限，其數值走反向有功總以及組合無功Ⅱ，運行的象限與電能表理論應該走字的位置一致，象限圖見圖1所以。此處需要說明的是，組合無功Ⅰ和組合無功Ⅱ所走字象限由電能表出廠設置決定，根據《關于明確客戶用電功率因數計算方式的通知》文件進行設置。因此，可以說明當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。

圖1 電能表四象限圖

為了進一步驗證當電壓和電流接線相對應，且均為逆相序計量時能準確計量。其他測試條件不變，在正相序情況下也進行了測試，得到如表2所示。

表2 電子式智能電表正相序運行

比表2與表1可知，一方面，不論在任何一個象限下運行，表1與表2的走字數值均完全相同。另一方面，在對應象限下，表1與表2所走字的區域也完全一致。因此，進一步說明了當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。

結論：本文在電表測試臺上，對電子式智能電表在正相序以及逆相序情況下分別進行了測試，結果表明：當電壓和電流接線相對應，并且均為逆相序時，電能計量是正確的。此外，本文也對電子式智能電表出現逆相序報警的一些可能原因進行了說明，并提出了解決辦法，對電力計量人員或有參考作用。