一起电能表异常反转引起的思考与分析
Aaron · 2010-05-06 22:21 · 31803 次点击
江苏省滨海县供电公司韩斌
我公司在一次现场检查中发现一机械加工企业(配变容量100kVA,力调用户),总表为三只单相1.5(6)代有功,其中的C相表读数与前次抄表时少了两个字。加上该用户平均用电量在6000kW·h左右,检查人员怀疑有窃电可能,当切除用电负荷时,发现C相电能表在反转,A相正转,现场人员立即向局里汇报,我们组织人员到现场进一步检查。
经检查发现,当切除负荷后,三只电能表其中A相正转、B相不转、C相反转。运行现场发现该用户电容柜自动补偿器损坏后,电容补偿一直为手动运行,同时发现电容器补偿三相电流指示不平衡,其中B相电流为零,当场切除电容,再看三只电能表均不走。再试仍是原来情况,最后集中对B相电容补偿回路进行检查,发现B相PTO熔丝不通,说明断开,重新更换后再投运,指示电流表正常,电能表三只均停走。
情况分析:为什么电容器缺相运行会引起电能表反转?是否会影响正常计量?作如下分析:
现场故障时用电负荷为零,电容器接线方式为星形,电容器为纯容性负载(有功损耗很小忽略不计),电源相序为正相序,见图1系统接线图和向量图。
当系统正常运行时(用电负荷为零),因为各相电路中容性电流的相位分别超前对应的电压90°,各相电能表的功率为P=UIcos90°=0,所以三只单相电能表都不转。
当电容器B相熔丝熔断即退出运行时,A、C相电容器形成串联后接在电源Va和Vc之间,这时,电路中的电流幅值和相位都发生了变化,见图2所示。
即A相电流Ia超前电压Vac角度为90°,因为Va超前Vac30°,所以A相电流Ia超前电压Va角度为60°;
C相电流Ic超前电压Vca角度为90°,因为Vc滞后Vca30°,所以C相电流Ic的相位超前电压Vc为120°;
此时A相电流与C相电流大小相等,方向相反。
因为电能表的电压回路正常,所以各相电能表运行状态下的功率分别为:
Pa=VaIacos(90°-30°)=VIcos60°=0.5VI>0,则A相电能表正转。B相电流为零,B相电表不转。
Pc=VcIccos(90°+30°)=VIcos120°=-0.5VI<0,则C相电能表反转。
结论:凡是有电容器补偿的用户,因电容器缺相运行引起的单相电能表(指代总表的三只单相表)在无用电负荷情况下的缓慢正转或反转属正常情况,且不影响正确的计量,即三只单相表记录的总电量不受影响,表面上看一只表正转,另一只表反转,其增加与减少的电量是相等的,进一步讲,对有无功电容器补偿装置的用户或变压器台区,电容器若发生缺陷运行所产生的异常对正确计量没有任何影响。
值得思考与提示的问题是,我县每台农改配变的配电箱都配有(20~40)kVAR的电容器补偿(根据变压器容量而配)。像上述的情况时有发生。在工作中遇有不少农电人员请示这类问题,要求安装电子式电能表或1.5(6)A双向计数式机械表,这都是不正确的。因为目前生产的电子式电能表,基本计度器采用步进电机驱动计度器计电量,当电流是反向时则计度器仍为正计量。机械式1.5(6)A双向计数式电能表同样是这样的道理,也就是说用这样的表作为计费表,当发生上述电容器缺相运行时,其中反转的一只表此时计数为正电量,导致多计用户电费,这种计量方式切不可用在有无功补偿装置的用户及变压器台区。
通过该异常情况分析,也充分显示我们用电检查(营销)人员的业务知识要进一步提高,同时要组织好社会电工和农村电工的培训,不断提高他们的业务技术素质和依法经营的意识,确保电力系统正常稳定的运行。
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图1正常运行接线图、向量图
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图2异常运行接线图、向量图