电能计量装置接线探索

加强电能计量装置的管理是计量管理的永恒主题。而电能计量装置的管理除了与加强电能表、互感器的管理以外，仍需要加强运行电能计量装置的现场管理，必须保证在运电能计量装置的正确接线，从而达到“保证计量准确性，减少电量损失”的目的。以下是通过以三相四线电能表为例简单介绍有功电能的测量方法，引申出电能计量装置在现场运行中可能存在的错误接线，以及应采取有效的方法避免出现错误接线，在错误接线存在时应进行电量更正，不出现电量的丢失。

1、有功电能的测量方法

以三相四线电子式有功电能表为例，现在我单位使用的三相四线多功能电能表，其电流Ia、Ib、Ic分别通过第一元件、第二元件和第三元件的电流线圈，电压Ua、Ub、Uc分别并接于第一元件、第二元件和第三元件的电压线圈上，因此三相四线电路可看成由三个单相电路组成，所以总的电能为各相电能（以功率表示）之和。功率表达式为：

P=UaIacosφa+UbIbcosφb+UcIccosφc

当三相电路平衡时

Ua=Ub=Uc=U0

Ia=Ib=Ic=I0

φa=φb=φc=φ0

则P＝3U0I0cosφ0

由上式推导结果表明：三相四线电子式有功电能表不论电压是否对称，负载是否平衡，只要正确接线，都可以正确计量三相四线电路中的电能。

2、三相四线有功电能表主要用于低压三相四线制电路。一般常容易出现如下几种错误接线：

其一相电流互感器二次极性接反

假如B相电流互感器二次反极性，则各个元件所计量的功率表达式为：

第一元件：Pa′＝UaIacosφa

第二元件：Pb′=Ub(-Ib)cosφb=-UbIbcosφb

第三元件：Pc′=UcIccosφc

三元件功率之和为

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=UaIacosφa-UbIbcosφb+UcIccosφc

当三相电路平衡时

Ua=Ub=Uc=U0

Ia=Ib=Ic=I0

φa=φb=φc=φ0

则P′＝U0I0cosφ0

而实际输出电能P=3U0I0cosφ0，故P′≠P。

由以上分析推导可知，本例错误接线造成的计量误差是只计量了三分之一的有功电能，乘以3才为实际有功电能值。

其二相电流元件接错

假设B相电流元件进出接反，则各个元件所计量的功率表达式为：

Pa′=UaIacosφa

Pb′=Ub(-Ib)cosφb

Pc′=UcIccosφc

当三相电路平衡时，三元件的功率之和为：

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cosφ0-U0I0cosφ0+U0I0cosφ0

=U0I0cosφ0

由以上分析推导可知，本例错误接线，造成计量误差，电能表所计量的电能为实耗电量的三分之一，乘以3后才为实际电能值。

其三两相电流元件接错

假设AC两相电流元件接错，则各个元件所计量的功率表达式为：

Pa′=UaIccos(120°-φc)

Pb′＝UbIbcosφb

Pc′=UcIacos(120°-φa)

当三相电路平衡时，三元件的功率之和为：

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cos(120°-φ0)+U0I0cosφ0+U0I0cos(120°-φ0)

=0

而P=3U0I0cosφ0，故P′≠P。

由以上分析推导可知，本例错误接线造成电能表不转，计量装置不能计量实际输出的电能。

其四两相电压元件接错

假设B、C两相电压元件接错相，则各个元件所计量的功率表达式为：

Pa′=UaIacosφa

Pb′=UcIbcos(120°-φb)

Pc′=UbIccos(120°+φc)

当三相电路平衡时，三元件的功率之和为：

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cosφ0+U0I0cos(120°-φ0)+U0I0cos(120°+φ0)

=0

而P=3U0I0cosφ0，故P′≠P。

由以上分析推导可知，本例错误接线，造成电能表不计数，计量装置不能计量实际输出的电能。

3、实例分析

(1)更正系数及电量退补的计算方法

电能表错误接线给电能计量带来了很大的误差，其误差值可由百分之几十到百分之百。因此，必须进行电能更正。

更正系数：K＝A/A/

K——是在同一功率因数正确接线时电能表所反映的电能A与错误接线时所反应的电能A/之比。

实际电能：A=KA/。

退补的电能数A＝A/-A

若计算结果电量A为正值，表示电能表多计量了电量，供电部门应退给用户电费；若计算结果电量A为负值，表示电能表少计量了电量，用户应向供电部门补缴电费。

(2)现以其中一相电流互感器二次极性接反为例：

发现某用户变压器上有功电能表的错误接线为一相电流互感器二次极性接反，其功率表达式为：P′＝U0I0cosφ0，经查实已经运行了三个月，累计电量为150000千瓦时，该用户的平均功率因数为0.90。试计算三个月应退补的有功电量。

解：根据其中一相电流互感器二次极性接反，其功率表达式为：

P′＝U0I0cosφ0

正确接线时的功率表达式为：

P=3U0I0cosφ0

则此时更正系数推导证明如下：

K＝A/A/＝3U0I0cosφ0/U0I0cosφ0＝3

因此，实际有功电量为：

A=KA/=3×150000=450000（千瓦时）

计算其应补的电量为：

A＝A/-A=150000-450000=-30000（千瓦时）

由计算结果可知电能表三个月少计量了电量30000千瓦时。

以上只是简单地列举了三相四线有功电能表几种常见的错误接线造成的计量误差，根据实际工作中的经验，还发现许多种其它错误接线，造成高、低压电能表计量误差，致使计量装置不能正确计量实际输出电能，使电力企业与用户之间产生不必要的计量纠纷。为了维护电力企业与用户的利益，必须加强电能计量装置的接线管理以及接线的检查，使电能表真正起到“一杆秤”的作用。