电能计量装置错误接线分析及电量核算

摘 要:电能计量是现代电力营销管理系统中的一个重要环节,是电力商品交易的依据。准确的计置用电关系到用户和电力公司双方的利益,因而越来越受到重视,特别是在城乡电网改造实现“一户一表”后,用户对计量准确性要求更高,为此,供电公司采取了各种办法提高计量度,原先长期使用的DD28、DD86型等机械表如今也已被DDS71、DSSD型电子表或多功能电子表取代。但是,在我们日常电能计量的应用与管理中,往往会发生计量不准或少计量的情况,不仅使企业蒙受了巨大的经济损失,而且往往造成客户的埋怨,甚至投诉。因此,提高电能计量的管理水平巳成为当前供电公司的一个重要研究课题。

关键词:电能计量 接线原理 错误分析 核算退补

中图分类号:TM1文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)06-025-04

国家电网公司将“四个服务”作为一切工作的出发点和脚点。供电企业不仅承担着经济责任,而且承担重要的社会责任,这就要求企业透明依法经营。公平、公正的计量是供电企业赢得用户信赖的基本保证。然而,在我们日常电能计量的应用与管理中,往往会发生计量不准或少计量的情况,不仅使企业蒙受了巨大的经济损失,而且往往造成客户的埋怨,甚至投诉。如何避免计量中错误的发生?就要从现代供电企业电能计量的特点,通过对电能计量管理应用中出现的接线错误的具体分析和判断,采用一定的方法,使得计量装置在出现错误的情况下得到较为科学的数据,与用户协商电量退补,以满足供电企业日常电计量管理的需要。

1电能计量装置的组成及接线原理

一般我们把电能表与其配合使用的测量互感器,二次回路及计量箱所组成的整体称为电能计量装置。而在我们日常工作中往往要根据计量方式的不同而选择不同的计量器具和接线方式。电能计量装置的接线主要包含两个部分的接线,一是互感器(CT、PT)的接线;二是电能表的接线。

1.1互感器的接线方式

1.1.1电压互感器V/V接线

如图1-1所示,V/V接法广泛用于10KV中性点不接地三相系统,此种接法节省了一台电压互感器,但不能测量电压和进行绝缘状况监视。

1.1.2电流互感器的接线方式

(a)二相分相接法(b)三相分相接法

R―导线电阻;Zb―负载阻抗

DL/T488――2000《电能计量装置技术管理规程》中,对三相三线电能计置装置、三相四线电能计置装置,提倡电流互感器分别采用二相分相接法和三相分相接法接线。

电流互感器接线方式如图1-2所示,图(a)称为二相分相接法,该接线形式广泛地用于中性点不接地或经消弧线圈接地系统。也就是我们现在所说的三相三线制电路。图(b)称为三相分相接法,常用于中性点直接接地系统。也就是我们现在所说的三相四线制电路。分相接接使得计置接线复杂程度大大降低,方便了误接线情况下退补电量的计算。

1.2电能表的接线方式

1.2.1单相表接线方式

单相低压供电,负荷电流为50A及以下时,宜采用电能表直接接入式;负荷电流为50A以上时,宜采用电能表经互感器接入的接线方式。

1.2.2三相四线表接线方式

接入非中性点绝缘系统电能计量装置,宜采用Y0/y0方式接线。其一次测接地方式和系统接地方式应一致。

1.2.3三相三线表接线方式

2电能计量过程中常见的错误接线分析

2.1常见错误接线的种类

日常的表计安装过程中,由于种种原因往往会造成接线错误,引起计量的不准或不计电量的情况,概括起来有以下几种:

2.1.1缺相

所谓缺相是指接入电表的本相接线未有效接入电能表,造成计量少计或不计。

以三相四线表举例(假设COS 恒定)

正常情况:P总=UUIUCOS +UVIVCOS +UWIWCOS =3UICOS

缺一相情况下:P总= UUIUCOS +UVIVCOS =2UICOS

缺二相情况下:P总= UUIUCOS =UICOS

缺三相情况下:P总=0;

以图1-11三相三线举例(带电压、电流互感器)

正常情况下:P=UUVIUCOS(300+ )+ UWVIWCOS(300- )

假设一次侧U相断线时,则UUV=0 ,UWV 正常

P= UWVIW COS(300- )

假设C相断线时,则UWV=0 ,UUV正常

P= UUVIUCOS(300+ )

假设B相断线,则UUV= UWV =1/2UL

P=1/2 UICOS

举例说明:

公司三江所一用户动力用电,三相四线供电,1.5(6)电能表经电流互感器50/5计量。一月抄表,发现中相表未走,经查B相表电压断线,当月抄见电量1200kwh,那么应该追补多少?

分析:假若三相是平衡的,因为动力用电。这时该表正确的计量功率为P0=3UPIPCOS ,而现专场的计量功率为P/=2UPIPCOS,更正率=(3-2)/200%=50%,追补电量=更正率抄见电50%200=600 kwh。

2.1.2逆相(或反相)

逆相或称反相,是指接入电表的接线未按正确顺序接入,而是接错或接反,就电压而言有 UVW或VWU接顺序排列,而电流则有正反之分。

举例说明;

假设一三相三线表TV接线是VUW顺序,

则P=UVUIUCOS(1500- )+ UWUIWCOS(300+ )

举例说明:

例1:黄马自来水厂6月份电流互感器轮换,电能表因误接线而反转,电能表计度器指示数由3600变为3180,检查结果两台电流互感器极性接反,第一元件接Uab、-Ia;第二元件接Ucb、-Ic;改正接线后到抄表日,示值为3380,轮换到抄表期间实际耗电量?

分析:由于第一元件Uab(-Ia) ,其功率P1=UabIa cos(1500- );

由于第二元件Ucb(-Ic),其功率P2=UcbIccos(1500+ )。

假设三相电压对称,三相电流平衡,即Uab=Ucb=Uca=U,Ia=Ic=I ,P=P1+P2=-√3 UI cos ;

G√3/(-√3)= -1;

误接线期间表记电量W=3180-3600=-420(KWH);

误接线期间实际消耗电量W0=(-420) -1)=420(KWH);

改正接线后表记电量即为消耗电量为3380-3180=200(KWH)

实际消耗电量为420+200=640(KWH)

例2:三江供电所用户三江造纸厂315KVA变压器用电,三相四线低压计量,原电流互感器变比为200/5A(穿3匝),2005年6月用户擅自将w相电流互感器换成300/5,并更换了电流互感器铭牌,而计算电量时仍然全部按200/5计算,到抄表期间电能表走字为72000KWH,计算应退补的电量。

分析:这是一起用户窃电案例,正确的情况下电能表计量应为3UICOS,而实际上计量的电量是

2 UICOS+ UICOS00/300,

更正率K=3 UICOS UICOS+ UICOS00/300)-1=0.125,

应追补电量=0.1252000=9000 KWH

2.2错误接线综合分析

接线错误是电能计量管理中较易犯的错误,在我们日常工作中,经常会发生的情况有两种:一是电压逆相序,这种情况往往在三相三线、三相四线多功能表的应中经常发生,造成的后果往往是表计计量不准,在感性负载中往往少计量,给企业带来巨大的损失;二是电流极性反,这种情况往往在接线中经常发生,我们知道,电流互感器P1应和电源方向致,那么一次线在通过电流互感器时的方向应为P1-P2,二次电流方向应为K1―K2形成一个回路,但在工作中操作人员往往在P1、P2之间搞错,造成的后果往往是表计不计量或少计量,这种情况极易发生也危害较大。

2009年5月,南昌县黄马飞鹏纺织厂新增台630KVA变压器,高供高计,电能表A相电流互感器极性接反,电压在从接线盒中引入表计时接成C―B―A,6月21日 发现用户计量接线错误,7月10日抄表电量为360000KWH。

分析:这是一种联合接线错误,根据实际检查所知,

三相三线表中第一元件用UCB、-IA,P1=UCBIACOS(900- );

三相三线表中第二元件用UAB、IC,P1=UABICCOS(900- );

P=P1+P2=2UICOS ;

在知道PO、P/后,可以用更正系数法求得更正系数,

PO=√3 UICOS ,

而更正系数G=√3 UICOS /2UICOS =0.866ctg ;

经过现场用伏安相位表测得 =300;

则W=(G-1)60000=180000 KWH。

错误接线的分析千变万化,种类繁多,如果同时有电流相序反接(此时电流应相反方向),那么错误接线的种类就更多,分析起来,就要综合考虑各方面影响,在此不多阐述。

发生接线错误的另一个重要影响就是使无功电量计量不准,无功电量虽然和电费不直接发生关系,但是在315KVA及以上用户中,供电公司会考核力率调整电费,这对供电企业来说又是一笔损失。

3核算退补电量常用方法

在供电企业的电能计量管理中,错误接线情况时有发生,那么在电费核算工作中,退补电量的核算并不少见。相对而言,退补电量的核算比正常电量的核算要复杂些,对电量核算员的专业性要求也要严一些。当计量装置出现故障或失常时,均有可能要对其电量进行更正并退补。下面,就错误接线中退补电量的一般核算方法进行阐述。

3.1更正系数法

3.1.1更正系数的基本概念

所谓更正系数,即正确电量与错误电量(即错误接线期的抄见电量)之比。因为电量与功率成正比,故也可将更正系数理解为正确功率与错误功率(即错误接线期的计量功率)之比。

用公式表示为: (1-1)

式中:K──更正系数

W0──正确电量,KW・H。

W'──计量装置存在失常或错误期间的抄见电量,KW・H。

P0──正确功率,KW。

P'──计量装置存在失常或错误期间的计量功率,KW。

3.1.2利用更正系数求退补电量

将公式(1-1)推导如下: (1-2)

式中:──退补电量,KW・H。

当为正值时,则应退还电量给用户;当为负值时,则应向用户追补电量。

由式(1-3)可知,欲求出退补电量,则必须先求出更正系数K。而更正系数K,可通过实际测量求得,也可从对错误接线的分析中求得。根据式(1-1),只要能找到计量装置在失常或

故障情况下反映的功率,便可求出K值了。

下面,简要介绍式(1-1)中的P0与P'的求解方法。 为考虑通用性及运算方便,一般将计量电路视为对称电路。

(1)当互感器倍率未错时,对于三相四线电能表,正确功率

式中:UhP──被测量电路的相电压,KV。

IhP──被测量电路的相电流,A。

cos ──被测量电路的实际功率因数。

对于三相三线电能表,正确功率

式中:Ul──被测量电路的线电压,KV。

Il──被测量电路的线电流,A。

对于错误接线下的功率P',可先对错误接线进行分析,待确定错误接线类型后,再根据其实际相量图求得。例如:经分析,计量装置的错误接线类型为电压相序CAB,电流相序CA,且ab相电压互感器极性接反,则可画图1所示相量图分析后确定P'。

由于被测量电路对称,故有:

化简后得

(2)当互感器倍率发生错误时,同样亦可采用更正系数法对电量进行更正。若表计为三相四线电能表,此时我们可以将三相四线表看成是一块表,而第每项元件看成是它的三分之一,也就是把三个元件看成是一个理想元件,则

式中:KI0、KIA0、KIB0、KIC0、──正确的倍率,即核算帐簿所记录的三相的正确倍率。

KIA 、KIB、KIC──A、B、C相的实际倍率。

当表计为三相二元件时,则

其实,我们的实际工作中是不存在这样理想的情况,三相四线表中的三个元件P各自不同,因为即便是同一电源,也会由于各自的负载大小不同而不同,负载的性质不同而不同,有的是感性,而有的又是容性负载,所以各元件的电压、电流、功率因数角不尽相同,因此,在计算的过程中,要分相分量考虑各个元件所加的数据,将它们代入公式,从而求得实际P/的表达式。

3.1.3更正系数法的适用范围

更正系数法通常适用于电度表表盘一直正转时的电量追补。当表盘时而正转、时而反转时,

不能用此方法求退补电量。当表盘一直反转时,求得的更正系数为负值。虽然可以运用此

法求解电量,但其结果应进行特殊处理。

3.1.4更正系数法应用举例

县供电公司一高压供电客户,采用高供高计。核算账簿记录TV倍率为10000/100,TA倍率为50/5;上月有功表码为1234.5,本月抄见表码为1214.5;因本月表码倒走,故用电检查人员在抄表当天即对该用户用电计量装置进行了全面检查分析,发现:(1)表计本身误差正常;(2)电压相序为cba,且ab相TV极性反接;(3)电流相序为ca,且c、a两相TA极性均接反,A相TA倍率为50/5,C相TA倍率为30/5;(4)现场测定负荷为对称负荷,cos (L)=0.85。现根据以上情况,重新核算其用电量。

解:该用户本月抄见电量W'=|1214.5-1234.5|0000/1000/5=20000KW・H。根据其二次回路错误现象,画出其实际计量相量图如图二所示:

故:应补电量为4660KW・H,再加上开始已抄见的20000KW・H,则该用电户应计总电量为24660KW・H。

3.2相对误差法

3.2.1电能表误差的基本知识

由于电度表自身结构上以及其二次接线的原因和外界条件的影响,使得它所测得的电量与负载实 际消耗的电量是有差别的,我们把这种差别称为电度表的误差。

电度表的误差用相对误差表示。所谓相对误差,即被测电量的绝对误差与其实际值的百分比。

按误差产生的原因,电度表的误差又可分为基本误差与附加误差。

我们把在规定的条件下(例如:电压为额定值、频率为50HZ、环境温度为+200C、无外磁场影响等)测得的相对误差称为基本误差。电度表的准确等级就是根据基本误差确定的。例如,2.0级的电能表,其基本误差应不超过.0%。

我们把由于外界条件变化引起的误差称为附加误差。产生附加误差的主要原因有:电压、频率、环境温度的变化,相序的改变等。

3.2.2用相对误差求更正电量

当测量出了电能表计的实际误差后,即可根据下列公式求出其更正电量。

式中:──电能表在实际运行环境下的相对误差,%。

W'──上次校验或换装后投入之日起至误差更正之日止的抄见电量。

式(2-1)中的 不仅包括由于电度表本身结构或调整不当等原因产生的误差,而且还包括由于接线错误而产生的计量误差。

3.2.3相对误差法的适用范围

用相对误差法求解退补电量通常适用于电度表盘正转的情况。

3.2.4相对误差法应用举例

2008年6月30日,公司对一砖瓦厂计量表计进行现场检查检验,发现封印完好,但电能表慢5%;

该表于2007年12月30日由供电公司安装,运行期间累计抄见电量为30000KW・H,问该用户应退补多少电量?

解:因为该表计超差并非由用户原因引起,根据《供电营业规则》第八十条第一款之规定,该用户应退补电量为:

即:应补电量为789KW・H。

更正系数法和相对误差法是错误接线追补电量最主要的方法,广泛应用于电能计量管理中,但是在实际运用中还应结合工作实际来。举个例子:理论上低压电压应该是220V/380V,但是我们在实际测量中电压会有偏差,比如222V/390V,这时我们在求际功率时就不能代入222V/390V,而应该统一用标准电压参数计算。这样更有利于提高工作的效率,便于工作的开展。

4结语

伴随着电力事业的发展以及电力技术的日新月异,电能计量装置也在不断变化,但无论怎样电能计量装置终会有出现故障之时,所以我们不仅要跟上技术的发展脚步,还应掌握最基础的原理及分析方法。一旦计量发生错误,这些方法将有助于及时解决问题。但是再好的方法都不如热情周到的服务,在我们的电力营销与计量管理中,安全、优质、热情、高效的服务才是供电公司的最高要求。

参考文献:

[1]闫刘生.电力营销基本业务与技能[M]. 中国电力出版社,2002.

[2]国家电网公司农电工作部.农村供电所人员上岗培训教材[M].中国电力出版社,2006.