浅谈错误接线对多功能电能表无功计量的影响

浅谈错误接线对多功能电能表无功计量的影响
多功能电能表错误接线种类繁多，除对有功计量产生影响外，对无功计量也会产生影响，无功电量计算错误将影响用电功率因数的正确考核。

文章介绍了三相三线多功能电能表无功计量原理，分析了在几种典型错误接线情况下，多功能电能表无功电量的变化情况，并通过试验进行验证，为错误接线情况下用户用电功率因数的正确计算提供了依据。

标签：三相三线多功能电能表错误接线无功计量
0 引言
城区10kV专变用户多采用高压计量，安装三相三线多功能电能表或智能电表（智能电表与多功能电表的无功计量原理相同），部分专变用户执行功率因数调整电费。

当出现电能表错误接线情况时，工作人员往往采用更正系数法计算有功电量的退补，容易忽视无功电量的变化，或是由于对无功计量方式不清楚造成计算错误，影响了用户用电功率因数的正确考核。

因此，有必要结合多功能表的无功计量方式对错误接线情况进行分析，以明确错误接线时无功电量的正确算法。

1 三相三线多功能电能表无功计量方式
目前使用的三相三线多功能表大多采用90°移相滤波器，将电压信号移相90°来进行无功的计量，如图1所示：
由相量图得：Q=U′abIacos（60°-φa）+U′cbIccos（120°-φc）
当三相电路对称时，Uab’=Ucb’，Ia=Ic，φa=φc，可得
Q=UI（cos60°cosφ+sin60°sinφ+cos120°cosφ+sin120°sinφ）=■UIsinφ
2 错误接线引起的多功能表无功电量的变化
多功能表在错误接线情况下，电能表各元件接入的相量也会发生相应的变化。

2.1 电压错误接线
多功能表电压接入U，aUc，Ub，电流接入Ia，Ic时，相量图如图2所示：多功能表电压第一元件电压为Uac’，电流为Ia，第二元件电压为U bc’，电流为Ic。

由相量图得：Q=U′acIacos（120°-φa）+U′bcIccos（60°+φc）
当三相电路对称时，Uab’=Ucb’ ，Ia=Ic，φa=φc，可得：
Q=UI（cos120°cosφ+sin120°sinφ+cos60°cosφ-sin60°sinφ）=0
结论：多功能表电压接入Ua，Uc，Ub，电流接入Ia，Ic时，无功功率表达式为0，无功不计电量。

2.2 电流错误接线
多功能表电压接入Ua，Ub，Uc，电流接入Ia，-Ic时，相量图如图3所示：多功能表电压第一元件电压为Uab’，电流为Ia，第二元件电压为Ucb’，电流为-Ic。

由相量图得：Q=U′abIacos（60°-φa）+U′cb（-Ic）cos（60°+φc）
当三相电路对称时，Uab’=Ucb’ ，Ia=Ic，φa=φc，可得：Q=UI （cos60°cosφ+sin60°sinφ+cos60°cosφ-sin60°sinφ）=UIcosφ
结论：多功能表电压接入Ua，Ub，Uc，电流接入Ia，-Ic时，无功功率表达式为UIcosφ，无功电量的变化与φ角有关。

2.3 电压、电流逆相序接线
多功能表电压、电流逆相序接线（电压相序Uc，Ub，Ua，电流相序Ic，Ia）时的相量图如图4所示：
多功能表电压第一元件电压为Ucb’，电流为Ic，第二元件电压为Uab’，电流为Ia。

由相量图得：Q=U′cbIccos（120°-φc）+U′ab（Ia）cos（60°-φc）
当三相电路对称时，Uab’=Ucb’，Ia=Ic，φa=φc，可得：
Q=UI（cos120°cosφ+sin120°sinφ+cos60°cosφ+sin60°sinφ）=■UIsinφ
结论：多功能表电压、电流逆相序接线(电压相序Uc，、Ub，Ua，电流相序Ic，Ia)时，无功功率表达式为■UIsinφ，与正确接线时的功率表达式相同。

3 试验分析
为进一步验证分析结论，将三相三线多功能表接入试验台，在Uab=Ubc=100V，Ia=Ic=1.5A，φa
=φc=45°条件下，分别按正确接线和上述三种方式接线，在试验台运行一个小时，数据如表1所示，从表中数据可以看出，分析结论是正确的。

4 结语
在处理计量错误接线时，工作人员往往只对有功电量进行相应的追补，而对无功计量的变化常常被忽略。

但是错误接线对无功功率也产生影响，特别是对执行功率因数调整电费的用户来说，无功功率的变化往往会对用户功率因数考核产生影响。

因此，在处理错误接线时有必要根据电能表无功计量原理进行分析，正确计算无功电量和功率因数。

参考文献：
[1]熊兰英，粟时平.浅谈无功电能表计量方法及标准.仪器仪表标准化与计量2005，1：34-38.
[2]陈凯华.全电子式多功能电能表的無功计量分析.江西电力，2009，03：32-33，49.。