逆相序?qū)﹄娔鼙碛嬃繙?zhǔn)確性影響的研究

康文廣，朱彬，劉冬，張海麗

(天津市電力公司城西供電分公司，天津300385)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力客戶逐步增多，電能需求量日益增加，計量是否準(zhǔn)確不但影響到供電企業(yè)的形象和聲譽(yù)，而且直接關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)村電網(wǎng)中，由于農(nóng)網(wǎng)大面積改造、線路頻繁切改和裝表接電等原因，經(jīng)常會造成三相交流電能表接線出現(xiàn)逆相序。所謂逆相序，是指三相電壓、電流相對應(yīng)接入電能表，而接入電能表電壓的次序為UWV、WVU、VUW三種形式，則稱此時電能表接線為逆相序［1］。對三相三線制供電線路而言，線路逆相序運(yùn)行對線路上的單相設(shè)備沒有影響，對三相旋轉(zhuǎn)設(shè)備，一般可通過觀察三相交流旋轉(zhuǎn)設(shè)備的正反轉(zhuǎn)，改變?nèi)嘣O(shè)備的接線，使其正轉(zhuǎn)即可正常使用，但是逆相序會對電能計量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響，本文將重點(diǎn)探討這方面的內(nèi)容。

1 逆相序?qū)θ娔鼙淼挠绊?/h2>

(1)三元件電能表采用的是三元件有功電能表原理和跨相90°型無功電能表原理。三元件電能表計量的有功功率為P=Pa+Pb+Pc=Ua Ia cosθa+Ub Ib cosθb+Uc Ic cosθc。可見，三元件有功電能表計量的有功功率僅跟各自的相電壓、相電流及它們的夾角有關(guān)，與三相相序無關(guān)，所以，逆相序不影響三元件有功電能表的正確計量。

(2)跨相90°型無功電能表接線，是指第一元件取A相電流和線電壓Ubc，第二元件取B相電流和線電壓Uca，第三元件取C相電流和線電壓Uab。某元件流過哪相電流，電壓就取的是另外兩相，即所謂“跨相”之意，并且電壓中的超前相接電壓線圈的首端［2］，其原理圖如圖1所示。

(3)正相序時，三元件無功電能表的三個元件反應(yīng)的無功功率分別為

圖1 跨相90°型無功電能表接線原理圖

(4)逆相序時，三元件無功電能表的三個元件反應(yīng)的無功功率分別為

圖2 三元件無功電能表正相序相量圖

圖3 三元件無功電能表逆相序相量圖

可見，三元件無功電能表在逆相序時計量的無功功率與正相序時大小相等，方向相反，見圖2，圖3所示。對于同時可計量正向無功和反向無功的電能表，供電部門是按照正、反向無功電量的絕對值之和計算用戶的月平均功率因數(shù)的，所以逆相序不影響三元件無功電能表的正確計量。

2 逆相序?qū)Χ娔鼙淼挠绊?/h2>

(1)二元件電能表采用的是二元件有功電能表原理和內(nèi)向角60°型無功電能表原理，見圖4所示。正相序時，如圖5所示，兩元件電能表計量的有功功率為

圖4 三相三線兩元件有功電能表原理接線圖

圖5 三元件無功電能表逆相序相量圖

逆相序VUW、UWV、WVU時，兩元件電能表計量的有功功率分別為

二元件電能表只能適用于中性點(diǎn)對地絕緣系統(tǒng)，一次供電系統(tǒng)中沒有接地線，如我國農(nóng)村35 kV、10 kV配電網(wǎng)，該系統(tǒng)能基本保證IA+IB+IC=0，三相電路對稱，可滿足Uba=Ubc=Uab，Ia=Ib=Ic，θa=θb=θc，故不論正相序還是逆相序式(8)、(9)、(10)有功功率均為P=P1+P2=U I cosθ，可見，逆相序不影響二元件有功電能表的正確計量

(2)內(nèi)向角60°型無功電能表，接線原理圖如圖6所示，其中第一元件取A相電流和線電壓，第二元件取C相電流和線電壓;為了便于分析，這里設(shè)定:正相序時，相位超前120°相位超前120°;逆相序時，U·a相位滯后120°相位滯后120°;不論正、逆相序，電能表的結(jié)構(gòu)決定:相位滯后于60°相位滯后于60°;每組元件ФI磁路損耗角視為0°。則有:

圖6 三相三線兩元件60°型無功電能表原理接線圖

①正相序時，無功電能表兩元件反應(yīng)的驅(qū)動力矩為MQ1+MQ2，如圖7所示。

當(dāng)兩元件結(jié)構(gòu)相同，三相電路完全對稱，令K1=K2=K，θa=θc=θ，則電能表總的驅(qū)動力矩為

②逆相序時，如圖8所示，無功電能表兩元件反應(yīng)的驅(qū)動力矩分別為

圖7 兩元件60°型無功電度表正相序相量圖

圖8 兩元件60°型無功電度表逆相序相量圖

當(dāng)兩元件結(jié)構(gòu)相同，三相電路完全對稱，令K1=K2=K，θa=θc=θ，則電能表總驅(qū)動力矩為

因為現(xiàn)場負(fù)荷一般為阻感負(fù)載，故從式(17)可以看出:

可見，二元件無功電能表在逆相序時計量的無功功率與正相序時相比可大、可小、也可以相等，大小僅與電壓與電流的夾角有關(guān)，所以，在實際工作中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注二元件電能表逆相序問題。當(dāng)功率因數(shù)小于0.5時，無功表轉(zhuǎn)速變慢，少計無功電量，因為《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》中的功率因數(shù)是指依據(jù)電能表計量的月有功和無功電量計算出月平均功率因數(shù)，如式(18)所示，所以這時候計算得出的月平均功率因數(shù)會偏大一些，按照功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表也就是懲罰電費(fèi)會減少，需要追收電費(fèi)［3］;當(dāng)功率因數(shù)大于0.5時，無功表轉(zhuǎn)速變快，多計無功電量，這時候計算得出的月平均功率因數(shù)會偏小一些，也就是懲罰或獎勵電費(fèi)減少，需要退收電費(fèi)。

式中:WP為有功電能表月積累數(shù)(kW·h);WQ為無功電能表月積累數(shù)(kvar·h)

表1 以0.90為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表

3 結(jié)論

逆相序?qū)θ娔鼙碛嬃繘]有影響，對二元件有功電能表計量沒有影響，但是對無功電能表計量會產(chǎn)生影響。在實際工作中，對于100 kVA及以上的非居民用電戶，其電費(fèi)組成包括按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)部分，當(dāng)二元件無功電能表接線為逆相序時，應(yīng)按照實際的功率因數(shù)退、補(bǔ)無功電量，并且按照《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行電費(fèi)的退、補(bǔ)。

所以，這就要求供電企業(yè)在電網(wǎng)改造、裝表送電時一定要注意計量裝置的相序問題，除了將用電設(shè)備接線做調(diào)整，使其可以正常使用外，還要及時改正電能計量裝置的接線，使其為正相序，保證電能表的準(zhǔn)確計量。

［1］電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.裝表接電［M］.2版.北京:中國電力出版社，2008:87.

［2］吳安嵐.電能計量基礎(chǔ)及新技術(shù)［M］.2版.北京:中國水利水電出版社，2008:123－124.

［3］水利電力部、國家物價局.功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法［S］.1983:4.