三相三线电能表A相失压后电量追补的分析计算研究

张鸿程

摘要：在电能表计量技术不断发展进程中，电能表失压现象出现频率也逐渐增加。电能表失压现象的发生，极易导致电能表表计电量与实际电量差距过大，这种情况下就需要进行电量追补。本文以三相三线电能表A相失压为研究对象，阐述了三相三线电能表A相失压因素，介绍了三相三线电能表A相电量追补计算流程，对三相三线电能表A相失压后电量追补方式进行了适当分析，以期为三相三线电能表表计正确率的提升提供依据。

关键词：三相三线；电能表；A相；失压；电量追补

前言

三相三线电能表失压后显示电量，为电能表故障阶段实际计量电量，又可称为故障电能。在三相三线电能表发生失压故障后，其故障电量大多会低于实际电量，最终导致实际计量用电量精确率下降。这种情况下，就需要依据故障电量与实际用电量差值进行电量追补。而在三相三线电能表失压情况下，并不能有效获得电能表数据。因此，对三相三线电能表A相失压后追补电量进行适当分析非常必要。

1.三相三线电能表A相失压因素分析

1.1三相三线电能表A相失压后模拟试验设置

明确三相三线电能表A相失压因素，是三相三线电能表A相失压后电量追补计算的关键。据此，本文选择型号分别为DSSD331、DSSD536三相三线电能表，进行了试验模拟分析。本次实验中全部三相三线电能表初始电流均为1.0A、相位角均为0，功率为175.2W。实际记录数值依据电能表计进行功率测量[1]。

1.2三相三线电能表A相失压后模拟试验结果分析

通过对不同端口间电压端测量，可得出DSSD331、DSSD536电能表A相失压后电能表A相端子跟B相端子间的电压范围在47.9V到50.2V之间，且在三相三线电能表失压状态下，电能表表计测量功率为正常功率的一半。

2.三相三線电能表A相失压后电量追补计算系统构建

2.1构建电压回路等效电路模型

相较于普通电能表而言，三相三线电能表在A相失压后，参考电压端电压值与输入电压回路值具有一致性。这种情况下，若三相三线电能表A相失压，则其电压回路端等效模型各点电位一致。

2.2设置电量追补计算标准

依据三相三线电能表失压模拟实验结果，可得出互感器高压熔丝熔断是三相三线电能表A相失压的主要因素。据此，可从A相二次侧失压、电压互感器高压端A相失压两个层面进行分析。

一方面，假定三相三线电能表三相均对称，则对应向量图如图1，此时P失压=0.5×UIcos（90°+ψ）+UIcos（30°-ψ）=0.5×UIcosψ。

上述式子中，U、I分别为线电压、线电流；ψ为功率因数角。

K=P正常/P失压=UIcosψ/（0.5×UIcosψ）=2

在实际计算过程中，若三相三线电能表A相二次侧失压，由于其运行电量值为常规电量值的一半，则最终计算电量值为失压追补电量值。

另一方面，若电压互感器高压端A相失压，可假定电压互感器接线模式为Y/Y模式。假定三相三线电能表三相均对称，则电路失压电量同样为正常运行电量的50%[2]。需要注意的是，在实际计算过程中，为保证最终电能表失压电量计算的准确性，相关人员可在电能表A相失压状态下，依据电能表类型输入电能表电压端电压。结合各元件运行情况，合理调整等效电路参数。

3.三相三线电能表A相失压后电量追补计算案例分析

3.1故障概述

一用户新安装了一只三相三线的电能表，整个电能计量系统的倍率为100。安装阶段该三相三线电能表无功读数为0，有功读数为0。在该三相三线多功能电能表运行100天后，现场校核发现该计量装置出现A相熔断情况。而A相熔断器断裂问题的发生，致使该三相三线电能表A相失压，最终出现A相电量计量低于实际电量的情况。随后电力检修人员对大用户负荷管理系统进行了调查，发现该三相三线电能表自安装之日起始终位于失压状态。在三相三线电能表A相失压状态下，有功电量指示为204.13kW？h，无功电量指示为20.02kVar？h。

3.2三相三线电能表A相失压后电量追补计算理论依据

图1 三相三线电能表A相失压后向量图

查阅资料获知该三相三线电能表主要采用两元件方式进行计量。依据该三相三线电能表A相失压后向量图（图1），可得：

以第1元件有功功率计算，P1=Uab×Iacos（ψa+30°）；

以第2元件有功功率计算，P2=Ubc×Iccos（ψc-30°）；

若该三相三线电能表三相均对称，则总功能P总=P1+P2=UIcos（ψ+30°）+UIcos（ψ-30°）。

同样，在三相三线电能表A相失压后对于无功功率，则有第1元件无功功率为：Q1=UIsin（ψ+30°）；第2元件无功功率为：Q2=UIsin（ψ-30°）。

3.3三相三线电能表A相失压后电量追补更正系数计算

依据三相三线电能表有功功率及无功功率计量原理，在三相三线电能表A相失压后电量追补计算时，首先可对追补有功电量进行计算。由于三相三线电能表A相失压情况下熔断器断裂，则第I元件电压为零。由于三相三线电能表内部电源变压器CA相与A相、CB相分别为绕组串联、绕组并联连接模式。且三相三线电源变压器内三相绕组阻抗一致，则在三相三线电能表A相失压后，第I元件电压值为CB相电压的一半，而第II元件正常运行。此时该三相三线电能表月电量计算为：A=P正常×TI+PII×（T-TI）。

上式中：A为三相三线电能表月度电量，P正常为电能表正常运行功率，TI为第一元件失压前运行天数，T为总运行天数。

K=P正常×T/A=2

依据上述公式，可得出在该三相三线电能表三相均对称时，应追补有功电量为：204.13×（K-1）×100=20413kW·h。

同理，在三相三线电能表A相失压后，第I元件及第II元件总无功功率为20.02×（K-1）×100=2002kVar·h。

3.4三相三线电能表A相失压后电量追补计算效果对比

在三相三线电能表A相失压后电量计算完毕后，为确定最终计算数据的准确性。可人为控制三相三线电能表A相熔断失压，随后采用电能表现场校正仪器，进行三相三线电能表电流、电压的计算[3]。最终测得该三相三线电能表有功功率误差为48.9%，无功功率误差为49.5%。表明整体计算数据正确率较高。

综上所述，通过三相三线电能表A相失压电量追补计算系统构建，可以获得准确的追补电量误差范围，从而保证三相三线电能表A相失压时追补可靠性。据此，相关人员可依据三相三线电能表运行数据，构建完善的三相三线电能表A相失压更正功率检测模型。结合当次A相失压前分量计算及电量追补等效模型构建，可保证三相三线电能表A相失压电量追补计算准确度。

参考文献：

[1]朱敏珊.电能表失压故障计算退补电量的模拟仿真分析[J].通讯世界，2018（1）：213-216.

[2]王海涛，胡元璐.基于用电信息采集系统的电能表失压断相后电量追补的分析[J].电气技术，2017，18（8）：56-58.

[3]吴锡权.浅析三相三线多功能电能表失压追补电量方法[J].中国新技术新产品，2016（6）：20-21.