第３２卷第２期 东北电力大学学报 Ｖ０１．３２．Ｎｏ．２ ２０１２年４月 Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｐｒ．，２０１２ 文章编号：１００５—２９９２（２０１２）０２—００９２—０５ 逆相序对电能表计量准确性影响的研究 康文广，朱 彬，刘 冬，张海丽 （天津市电力公司城西供电分公司，天津３００３８５） 摘 要：给出了装表接电工作中常出现的逆相序的定义，并在理论上分析了逆相序对三元件、二元 件有功、无功电能表计量的影响。根据得到的结论，指明实际工作中应重点关注二元件电能表逆相序问 题，应该根据实际情况进行无功电量的退、补，并根据新的功率因数进行电费的调整。 关键词：逆相序；三元件；两元件；电能表 中图分类号：ＴＭ ７３３ 文献标识码：Ａ 随着国民经济的不断发展，电力客户逐步增多，电能需求量日益增加，计量是否准确不但影响到供 电企业的形象和声誉，而且直接关系到供电企业的经济效益。在农村电网中，由于农网大面积改造、线 路频繁切改和装表接电等原因，经常会造成三相交流电能表接线出现逆相序。所谓逆相序，是指三相电 压、电流相对应接入电能表，而接入电能表电压的次序为ｕｗＶ、ＷＶＵ、Ｖｕｗ三种形式，则称此时电能表 接线为逆相序 。对三相三线制供电线路而言，线路逆相序运行对线路上的单相设备没有影响，对三 相旋转设备，一般可通过观察三相交流旋转设备的正反转，改变三相设备的接线，使其正转即可正常使 用，但是逆相序会对电能计量的准确性产生一定的影响，本文将重点探讨这方面的内容。 １ 逆相序对三元件电能表的影响 （ｉ）三元件电能表采用的是三元件有功电能表原理和跨相９０。型无功电能表原理。三元件电能表 计量的有功功率为Ｐ＝Ｐａ＋Ｐ６＋Ｐｃ＝Ｕａ Ｉａ ｃｏｓＯａ＋矾／ｂ ｃｏｓ０ｂ＋ ／ｃ ＣＯＳＯＣ。可见，三元件有功电 能表计量的有功功率仅跟各自的相电压、相电流及它们的夹角有关，与三相相序无关，所以，逆相序不影 响三元件有功电能表的正确计量。 （２）跨相９０。型无功电能表接线，是指第一元件 取Ａ相电流和线电压 ，第二元件取 相电流和线 电压 ，第三元件取Ｇ相电流和线电压 。某元件 流过哪相电流，电压就取的是另外两相，即所谓“跨 相”之意，并且电压中的超前相接电压线圈的首 端 ，其原理图如图１所示。 （３）正相序时，三元件无功电能表的三个元件 反应的无功功率分别为 图 跨相９０。型无功电能表接线原理图 Ｑ１：Ｕｂｃ Ｉａ ｃｏｓ（９０。一Ｏａ）＝Ｕｂｃ Ｉａ ｓｉｎ０ａ， 收稿日期：２０１１一ｌｌ一２Ｏ 作者简介：康文广（１９８１一），男，天津市人，天津市电力公司城西供电分公司工程师，主要研究方向：电力系统及其自动化 第２期 康文广等：逆相序对电能表计量准确性影响的研究 ９３ Ｑ，＝Ｕｃａ Ｉｂ ｃｏｓ（９０。一 ）＝Ｕｃａ ｌａ ｓｉｎＯｂ， Ｑ ＝Ｕａｂ Ｉｂ ＣＯＳ（９０。一 ）＝Ｕａｂ Ｉａ ｓｉｎＯｃ． （２） （３） （４） （４）逆相序时，三元件无功电能表的三个元件反应的无功功率分别为 Ｑ１ ＝Ｕｂｃ ｌａ ｃｏｓ（９０。＋Ｏａ）＝一Ｕｂｃ Ｉａ ｓｉｎＯａ＝一Ｑ１， Ｑ， ＝Ｕｃａ Ｉｂ ｃｏｓ（９０。＋ｅｂ）＝一Ｕｃａ Ｉａ ｓｉｎＯｂ＝一Ｑ２， Ｑ ＝Ｕａｂ Ｉｂ ｃｏｓ（９０。＋ｅｃ）＝一Ｕａｂ Ｉａ ｓｉｎＯｃ＝一Ｑ３． （５） （６） 图２ 三元件无功电能表正相序相量图 图３ 三元件无功电能表逆相序相量图 可见，三元件无功电能表在逆相序时计量的无功功率与正相序时大小相等，方向相反，见图２，图３ 所示。对于同时可计量正向无功和反向无功的电能表，供电部门是按照正、反向无功电量的绝对值之和 计算用户的月平均功率因数的，所以逆相序不影响三元件无功电能表的正确计量。 ２ 逆相序对二元件电能表的影响 （１）二元件电能表采用的是二元件有功电能表原理和内向角６０。型无功电能表原理，见图４所示。 正相序时，如图５所示，两元件电能表计量的有功功率为 ＩＰ１＝ ６ ｃ。ｓ（３０。＋Ｏａ）， （７） ｔＰ２：Ｕｃｂ Ｉｃ ｃｏｓ（３０。一Ｏｃ）． ● ● 厂 、 、 ● ● ——！—．●一 一 —－－‘－－－●＿＿一 图４ 三相三线两元件有功电能表原理接线图 图５ 三元件无功电能表逆相序相量图 ９４ 东北电力大学学报 第３２卷 逆相序Ｖｕｗ、ｕｗＶ、ＷＶＵ时，两元件电能表计量的有功功率分别为 』Ｐｌ＝ 乃ｃ。ｓ（３０。一 ， （８） ｔＰ２＝Ｕｃａ／ｃ ＣＯＳ（３０。＋ ）． ｊ－尸 ： ｃ／ａ ｃｏｓ（３０。一 ， ｆ９、 【Ｐ２＝ ｃ，６ ｃｏｓ（３０。十Ｏｂ）． 』Ｐ ＝Ｕｃ６ ｃ。ｓ（３ｏ。一 ， （１０） ｔｐ２＝Ｕａｂ Ｉａ ＣＯＳ（３０。＋ ０）． 二元件电能表只能适用于中性点对地绝缘系统，一次供电系统中没有接地线，如我国农村３５ ｋＶ、 １Ｏ ｋＶ配电网，该系统能基本保证 ＋ ＋Ｉｃ＝０，三相电路对称，可满足Ｕｂａ＝Ｕｂｃ＝Ｕａｂ，ｌａ＝Ｉｂ＝ ｌｃ，Ｏａ＝Ｏｂ＝Ｏｃ，故不论正相序还是逆相序式（８）、（９）、（１０）有功功率均为Ｐ＝Ｐ。＋Ｐ ＝Ｕ，ｃｏｓ０，可 见，逆相序不影响二元件有功电能表的正确计量 （２）内向角６０。型无功电能表，接线原理图如图６所 示，其中第一元件取Ａ相电流和线电压 ，第二元件取Ｇ相 厂 ． 电流和线电压 ；为了便于分析，这里设定：正相序时， 相位超前Ｕ １２０。，Ｕ 相位超前Ｕｃ１２０。；逆相序时， 相位滞 Ｉｌ 【 】 １ ｌ丫 ● 后Ｕ １２０。，Ｕ 相位滞后Ｕｃ１２０。；不论正、逆相序，电能表的结 ‘一 构决定：Ｕ 相位滞后于 ６０。， 相位滞后于６０。；每组 ， 墨 ①正相序时，无功电能表两元件反应的驱动力矩为…～～… ……～件反应的驱动力矩为图 一一 一一…线…一～… 图 ｐ１＋ ｐ２，如图７所示。 Ｍｏ】＝Ｋｌ Ｕ６ ｓｉｎ（１５０。一 ｎ）：Ｋ１ ，ｄ ｓｉｎ（３０。＋Ｏａ）， （１１） Ｍ０２＝ ，ｃ ｓｉｎ（２１０。一Ｏｃ）＝一 ，ｃ ｓｉｎ（３０。一Ｏｃ）． （１２） 当两元件结构相同，三相电路完全对称，令Ｋ ＝ ＝Ｋ，Ｏａ＝Ｏｃ＝０，则电能表总的驱动力矩为 Ｍ正＝Ｍｐ１＋ ｐ２ ＝Ｋ ｑ）Ｕ ｑ）Ｉ［ｓｉｎ（３０。＋阮）一ｓｉｎ（３０。一Ｏｃ）］ ＝Ｋｑ）Ｕ ｑ）ｌ ｓｉｎ０． （１３） ②逆相序时，如图８所示，无功电能表两元件反应的驱动力矩分别为 ＭＱ１逆＝Ｋｌ ，ｄ ｓｉｎ（３０。＋ ）， （１４） ＭＱ２逆＝Ｋｚ ，ｃ ｓｉｎ（９０。＋Ｏｃ）＝ ｑ）Ｕ。 Ｊｃ ｃｏｓＯｃ （１５） 图７ 两元件６Ｏ。型无功电度表正相序相量图 图８ 两元件６ｏ。型无功电度表逆相序相量图 第２期 康文广等：逆相序对电能表计量准确性影响的研究 ９５ 当两元件结构相同，三相电路完全对称，令Ｋ ＝Ｋ ＝Ｋ，０ａ＝０ｃ＝０，则电能表总驱动力矩为 Ｍ逆 ＭＱＩ逆＋ＭＱ２逆 ＝Ｋ ｕ Ｉ［ｓｉｎ（３０。＋Ｏ）＋ｃｏｓＯ］＝√３Ｋ ｕ Ｉ ｃｏｓ（３０。一０）， Ｕ ，ｓｉｎＯ／Ｋ￣Ｕ ，ｃｏｓ（３０。一 ） （１６） Ｍ正／Ｍ逆＝ ＝２／（ｊ３－ｃｏｔ ＋１）． （１７） 因为现场负荷一般为阻感负载，故从式（１７）可以看出： １）当ｃｏｔ ＞ ／３，即 ＜６０。，功率因数大于０．５时，Ｍ正／Ｍ逆＜１，无功表表转速变快； ２）当ｃｏｔ ０＝ ／３，即 ＝６０。，功率因数为０．５时， 逆／Ｍ正＝１；无功表转速正常； ３）当ｃｏｔ ＜ ／３，即 ＞６０。，功率因数小于０．５时，Ｍ正／Ｍ逆＞１；无功表转速变慢。 可见，二元件无功电能表在逆相序时计量的无功功率与正相序时相比可大、可小、也可以相等，大小 仅与电压与电流的夹角有关，所以，在实际工作中应重点关注二元件电能表逆相序问题。当功率因数小 于０．５时，无功表转速变慢，少计无功电量，因为《功率因数调整电费办法》中的功率因数是指依据电能 表计量的月有功和无功电量计算出月平均功率因数，如式（１８）所示，所以这时候计算得出的月平均功 率因数会偏大一些，按照功率因数调整电费表也就是惩罚电费会减少，需要追收电费ｌ３ ；当功率因数大 ．５时，无功表转速变快，多计无功电量，这时候计算得出的月平均功率因数会偏小一些，也就是惩罚 或奖励电费减少，需要退收电费。 ∞ｃｏｓ 叩 赢 志 高’ （１８ ） 式中： 为有功电能表月积累数（ｋＷ・ｈ）；ＷＱ为无功电能表月积累数（ｋｖａｒ・ｈ） ３ 结 论 逆相序对三元件电能表计量没有影响，对二元件有功电能表计量没有影响，但是对无功电能表计量 会产生影响。在实际工作中，对于１００ ｋＶＡ及以上的非居民用电户，其电费组成包括按功率因数调整电 东北电力大学学报 第３２卷 费部分，当二元件无功电能表接线为逆相序时，应按照实际的功率因数退、补无功电量，并且按照《功率 因数调整电费办法》相关规定进行电费的退、补。 所以，这就要求供电企业在电网改造、装表送电时一定要注意计量装置的相序问题，除了将用电设 备接线做调整，使其可以正常使用外，还要及时改正电能计量装置的接线，使其为正相序，保证电能表的 准确计量。 参考文献 ［１］ 电力行业职业技能鉴定指导中心．装表接电［Ｍ］．２版．北京：中国电力出版社，２００８：８７ ［２］ 吴安岚．电能计量基础及新技术［Ｍ］．２版．北京：中国水利水电出版社，２００８：１２３—１２４ ［３］ 水利电力部、国家物价局．功率因数调整电费办法［Ｓ］．１９８３：４． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ ＫＡＮＧ Ｗｅｎ－ｇｕａｎｇ，Ｚｈｕ Ｂｉｎ，Ｚｈａｎｇ Ｈａｉ－ｌｉ，Ｌｉｕ Ｄｏｎｇ （Ｃｈｅｎｇｘｉ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｒａｎｃｈ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８５） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｎ ｉｎｓｔａｌｌ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｅｒ ｗｏｒｋ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｔｅｒ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｒ ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ．ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｗｏ．ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｍｅｔｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｐａｙ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｈｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｏｒ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｐｏｗｅｒ ｃｈａｎｇｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｔｙ ａｎｄ ｎｅｗ ｐｏｌｉｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ；Ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；Ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；Ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｍｅｔｅｒ