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逆相序?qū)o功計量的影響

劉桐然1李連浩2張立峰3

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通過對三種無功計量的原理介紹，分析了在逆相序時三種無功計量的接線方式、功率表達式和更正系數(shù)的計算，對比結(jié)果得出逆相序?qū)φ矣泄?、無功計量無影響，對60o無功、90o無功計量影響較大。因此，現(xiàn)場在線路發(fā)生逆相序時，應將60°無功、90°無功計量方式下的接線倒成正相序接線。

無功計量；逆相序；對比分析；接線改正

0 引言

無功的傳輸將直接降低發(fā)電機出力和變壓器、線路的有功傳送能力，并增加線路、變壓器損耗，降低電壓等。按照用電營業(yè)規(guī)則規(guī)定，變壓器容量在100kVA以上的專變用戶應計量無功電量，無功計量有正弦無功、60o無功、90o無功三種不同接線方式。在發(fā)生逆相序時，對不同無功計量方式的影響很大，在電費結(jié)算時可能會影響利率考核。因此，在追補電量時，首先應確定無功計量采用哪種方式，再根據(jù)現(xiàn)場實際錯誤接線分析判斷。

1 無功計量原理

1.1 正弦無功

三相三線電路中正弦無功電能與有功電能表原理相近，由于電壓工作磁通與電流工作磁通之間相位角Ψ=β-（ψ+αI），只要使sin（β-αI-ψ）=sinψ，即β-αI=180°就可實現(xiàn)，因此元件使用電壓、電流相位角應按順時針方向電流滯后電壓的角度，三相三線正弦無功向量圖如圖1所示。

圖1 三相三線正弦無功向量圖

三相三線無功計量從圖1向量圖中可知：

三相四線無功計量從圖2中可知。

圖2 三相四線正弦無功向量圖

1.2 60°無功

60°無功電能表電能表結(jié)構(gòu)與三相三線有功電能表區(qū)別在于，有功電能表驅(qū)動元件的電壓工作磁通滯后于電壓90°；而無功電能表驅(qū)動元件在電壓線圈上串接一電阻，使電壓向量與它所產(chǎn)生的工作磁通為60°，內(nèi)部接線圖如圖3所示。

圖3 60°無功內(nèi)部接線圖、向量圖

從圖3b中可知：在畫60°無功電能表向量時，可相對地將無功電能表電壓線圈的電壓向量逆時針旋轉(zhuǎn)30°，即得到實際使用電壓向量。從圖3a第一元件使用電壓、電流為Ubc、Ia，第二元件Uac、Ic

功率表達式：

總無功功率為

60°型無功電能表只能用于完全對稱或簡單不對稱的三相三線電路中測量無功電能。

1.3 90°無功

這種無功電能表的結(jié)構(gòu)與三相四線有功電能表完全相同，區(qū)別在于內(nèi)部接線，如圖4所示。元件使用電壓、電流的夾角為90 o，用以測量三相四線電路中的無功，這種接線方式稱為90 o無功電能表。

圖4 三相四線90°無功接線圖、向量圖

第一元件使用電壓、電流為UbcIa，第二元件UcaIb，第三元件UabIc

在制造儀表時，將每組元件的電流線圈的匝數(shù)分別減少到原來的倍，就可以直接讀數(shù)?？缦?0°型無功電能表可以正確計量三相四線或三相三線制電路完全對稱或簡單不對稱時的無功電能。

2 逆相序?qū)θN無功計量方式的影響

逆相序方式有三種，ACB、CBA、BAC，當用戶送電時，不能保證線路電壓為正相序，有可能出現(xiàn)三種逆相序中的一種，下面舉例（CBA）說明逆相序?qū)o功計量的影響。

2.1 正弦無功

2.1.1三相三線正弦無功

三相三線正弦無功接線圖、向量圖如圖5所示。

圖5 三相三線正弦無功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

K=1

2.1.2三相四線正弦無功

三相四線正弦無功接線圖、向量圖如圖6所示。

圖6 三相四線正弦無功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

k=1

2.2 60°無功

60°無功接線圖、向量圖如圖7所示。

圖7 60°無功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

2.3 90°無功

90°無功接線圖、向量圖如圖8所示。

圖8 90°無功接線圖、向量圖

更正系數(shù)

k=-1

在正相序時，有功、無功對計量方式無要求，都能正確計量。在逆相序時，有功只要保證電壓、電流同相都能正確計量。但無功在逆相序時，通過以上三種不同接線方式下無功計量的對比發(fā)現(xiàn)，逆相序時，正弦無功更正系數(shù)為1，說明逆相序?qū)φ覠o功計量無影響。60°無功、90°無功更正實數(shù)不為1，說明在逆相序時，60°無功計量發(fā)生了錯接線。90°無功計量為反向計量，證明逆相序接線對60°無功、90°無功計量影響較大。因此，在線路發(fā)生逆相序時，應將60°無功、90°無功計量方式下的接線倒成正相序接線。

3 結(jié)束語

由于無功功率定義的多樣性和發(fā)展的階段性,無功電能計量的方法很多。本文結(jié)合無功理論分析了逆相序?qū)o功計量的影響，可以看出隨著測量技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,無功電能計量技術(shù)日趨先進與成熟。但無功計量還處在一個不斷探索階段，需要不斷地研究和發(fā)展。

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2016-11-20）