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摘要:电能计量装置是电力系统的重要组成部分,电能计量装置的正常运行与否直接体现电力企业的技术管理水平,直接关系到电网的安全运行和电费电量发行结算,体现着电能计量的公正准确和可靠性,影响电力企业与用电客户间的公平交易、电力企业的经济效益。电能计量装置安装的正确与否可以通过电能计量检定机构校检确保接线的合格。因此对电能计量装置是否正确安装,可以通过电能计量鉴定机构检验线路是否合格来判断,并通过追退电量计算加以校正。
关键词:电能计量;误接线;电量计算
1.电能计量装置的组成及分类
电能计量装置是连接电网与用电客户的桥梁,是实现对客户电能的计量的一种装置。对于低压用电,耗电量比较小,通常会采用直接接入式电表,这种接入方式误差会比较小,仅仅局限于电表本身产生的误差。相对于用电量较大的低压用户,在实际的过程中,则需要通过添加电流互感器。对于高压供电用户,电能计量表则需要接入电流、电压互感器。
电能计量装置,按照电能量的多少与计量的对象的主次程度,可以分成以下几类:第一类是变压器容量为 10000 kVA 以上以及户月平均用电量 500 万 kWh 的高压计费用户,200 MW及以上发电机、发电企业上网电量、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点采用电能计量装置。第二类主要是2000 kVA 以上以及户月平均用电量 100 万 kWh 的高压计费用户,100 MW 及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量装置。第三类主要是变压器容量在 315 kVA 及以上,用电量在 10 万 kWh 以上的计费用户采用电能计量装置。第四类主要是负荷容量在 315 kVA 以下的计费用户、考核用的电能计量装置。第五类主要是针对单相电力用户计费使用的电能计量装置。
2.电能计量装置误接线主要误接线形式
按照表计类型进行如下分析。
2.1 单相表
其错接线的形式多为电能表相线反接、零线和相线反接、电能表电压线圈的挂钩没合上。
当电能表相线反接时,电能表的电流回路反向(-I)和电压回路(U)是正常的。用电设备照样可以使用,其功率表达式为:
P=U(-I)cosφ=-P实.(1)
说明表计将倒走,虽然我们可以抄反向的电量来计算电费,对供电部门的影响不大,但这种接线方式是一种比较典型的误接线方式。
2.2 三相四线电能表
其误接线形式主要是将电流回路二次短接、电压回路开路和搞错电压电流相位。现例举10 kV电压等级低压侧计量带TA的三相四线三元件电能表误接线的几种常见情况。
例一:在断开A相电压回路的情况下,接于A相的元件因断开了电压回路而停走,接于B相的元件正常,接于C相的元件因电流回路极性反接而反转。所以总功率表达式为:
P=0+UIcosφ-UIcosφ=0.(2)
这种接线方式的后果是表计停走。表计计量到的电量就为0,这就会造成供电部门的损失。由此可见,这种接线方式是一种误接线方式。
例二:一元件接的是?B和?A,二元件接的是?A和?B,三元件接的是?C和?C其功率表达式分别为:
PA=UBIAcos(120°-φ).(3)
PB=UAIBcos(120°+φ).(4)
PC=UCICcosφ.(5)
总功率表达式为:
P∑=PA+PB+PC=0.(6)
这种接线方式的后果也是表计停走,也是一种误接线方式。
2.3 三相三线电能表
其误接线形式比较复杂,主要是电压回路存在互感器,导致接线方式的改变。该接线方式有48种,但只有1种是正确接线方式,因此发生错接线的概率比较大。主要错接线有电流互感器二次短路、二次极性反接、电压互感器二次极性反接和电流互感器相序反接。现例举10 kV电压等级低压侧计量带TV(V形接法)、TA计量的三相三线二元件电能表的情况。
例三:一元件接的是?BC和—?C,二元件接的是?AC和?A,由相量图分析可得其功率表达式分别为:
PA=UBCICcos(30°-φ).(7)
PC=UACIAcos(30°-φ).(8)
总功率表达式为:
P∑=PA+PC=2UIcos(30°-φ).(9)
更正系数:
G=P/P∑= UIcosφ/2UIcos(30°-φ).(10)
代入数据得G= /(+tgφ)<1.
这种接线的后果是表计正走但会多计用户的电量,供电部门还要退给用户电量,说明该种接线方式也为错误接线方式。
例四:第一元件的电流回路接的是A相电压,电压回路接的是A相电流。这种接线就会造成A相电压互感器短路和A相电流互感器开路。根据高压互感器的工作原理可知,电流互感器二次严禁开路,PT二次严禁短路或接地。如果电压互感器短路,电流互感器开路会在其二次产生上千伏的高压。这不仅会导致互感器烧毁,严重时可能会对工作人员的生命造成威胁。因此,上述的误接线方式会产生比较严重的后果,现场应严禁这种接线方式。
3电费电量追补方法
3.1单相故障错接线处理方法
(1)相线反接
故障期间电能表走反向,电能表反向的电量即为实际用电量。
(2)相线与中性线互换
电能表电流线圈流进负电流,电压线圈加反向电压,电压、电流同时相反,其相位差仍为φ,理论上不影响正确计量,但此种接线不规范,当在表后相线接入负荷,负荷的另一端直接接地,会造成不计量故障。
(3)表计故障
在此种情况下,电量的追补可按实际用电情况来进行推算。即,核实用户用电设备功率大小,及用电时长,进行推算。
例四:发现某用户电能表故障,经现场勘察该用户有2盏60W灯泡,每天使用3h,一台电视机功率为60W,平均每天收看2h,冰箱一台平均每天耗电1.1kWh。求应追该用户多少电量?
解:先根据用采系统确定该电能表的故障区间。假设为3天。
设灯泡每天耗电为W1,电视每天耗电为W2,冰箱每天耗电W3为1.1kWh,即
W1=2*60*3=0.36 kWh
W2=60*2=1.2 kWh
W3=1.1 kWh
应追电量=(W1 +W2 +W3)*3=(0.36+1.2+1.1)*3=7.98 kWh
3.2三相故障或错接线处理方法
三相不对称时,电量的追补可按实际用电情况来进行推算。即,核实用户用电设备功率大小,及用电时长,进行推算。
具体追补参照单相电能表追补方法例四。
三相对称时,主要分为以下四种情况:
(1)三相四线制接线装置中任一相失压或失流
由公式P=3UIcosφ可得实际所计功率为:P′=2UIcosφ
更正系数:K=P/ P′=3UIcosφ/2UIcosφ=1.5
应追电量△A=(K-1)A′
(2)三相四线制接线装置中任一相电流线圈接反
P′=UIcosφ,这种情况下将少计2/3的电量
更正系数:K=3UIcosφ/ UIcosφ=3
应追电量△A =(K-1)A′
(3)三相四线制接线装置中两相电流线圈均接反
P′=- UIcosφ
更正系数K=3UIcosφ/- UIcosφ =-3
(因为是智能表或电子表,没有反转,应取绝对值)
应追电量△A =│(K-1)A′│
(4)当三相电流线圈全部接反
更正系数K=-1(电能表走反向,可按电能表反向电量进行追补)
应追电量△A =│KA′│
(5)任意两个电压元件的电压线互调
在三相四线制电能计量装置中,若任一两个元件的电压线互调,即两个元件的电压、电流相位不对,电能表将停转而不能计量电能。在此种情况下,电量的追补可按实际用电情况来进行推算。即,核实用户用电设备功率大小,及用电时长,进行推算。
具体追补参照单相电能表追补方法例四。
4结束语
想要保证电力系统经济收入的稳定性,就必须做好电力计量工作,通过各种方式提高计量的准确性,并且利用合理的手段做好电费电量补退工作,保证用户以及电力部门的经济权益。
参考文献:
[1]邢晓敏,孙成,陈劲游,等.三相四线电能表失压退补电量的误差研究[J].东北电力大学学报,2018(4):5-11.
[2]梁星豪.电能计量装置误差产生的原因分析及措施探究[J].中国高新技术企业,2017(5):204-205.