CN103499737A - 三相三线电能表错误接线退补电量获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据三相三线电能表的接线方式列出有功功率计算表达式和无功功率计算表达式；步骤二：对所述有功功率计算表达式无功功率计算表达式进行化简计算；步骤三：获取三相三线电能表的抄见电量和电量计算公式；步骤四：获取三相三线电能表错误接线退补电量。本发明的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法可快速准确的计算出正确电量，并给出退补电量数值结果。本发明去除了功率因数的影响，可得到更为准确合理的误差电量。

Description

三相三线电能表错误接线退补电量获取方法

技术领域

本发明涉及一种电能表错误接线退补电量计算方法，具体涉及一种三相三线电能表错误接线退补电量获取方法。

背景技术

现在我国电力系统普遍推广使用四象限多功能电能表，四象限多功能电能表有双向（潮流）的电能计量功能，四象限电能表有功电量、无功电量显示如图1所示。现有电能表错误接线退补电量获取方法是根据错误接线功率表达公式与正确接线功率表达公式计算出更正系数，然后计算退补电量。正确地确定错接线期间的功率因素对计算更正系数和退补电量非常关键。下面以三相三线电能表的A相反接为例，来探讨功率因数与更正系数的对应变化关系，见下表。

从上表可以看出，功率因数

的变化对更正系数G的影响显著，在实际工作中遇到有关功率因数确定的问题时，以往一般采用以下两种方法：一是用瞬时功率因数代替整个故障区间的功率因数，二是用以往几个月的平均功率因数来进行计算。这两种方法都不严谨，会给电量计算带来很大误差。而且，错误接线一般发生在新安装的电能计量装置上，以往没有电量，也没有平均功率因数可以借鉴。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三相三线电能表错误接线退补电量获取方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据三相三线电能表的接线方式列出有功功率计算表达式和无功功率计算表达式；

步骤二：对所述有功功率计算表达式无功功率计算表达式进行化简计算，得到两个关于

和

的二元一次方程；

步骤三：获取三相三线电能表的抄见电量和电量计算公式得到

和

的实际值；

步骤四：获取三相三线电能表错误接线退补电量。

前述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述有功功率计算表达式为：

所述无功功率计算表达式为：

前述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述抄见电量包括：W_P+、W_P-、W_QL Ⅰ、W_QC Ⅱ、W_QL Ⅲ、W_QC Ⅳ。

前述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述电量计算公式包括：

$W_P^{\text{'}}=W_{P+}-W_{P-}={\∫P}_{+}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{+}-\∫P_{-}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{-}$ 和

$W_Q^{\text{'}}=W_{\mathrm{QL\; I}}+W_{\mathrm{QC\; II}}-W_{\mathrm{QL\; III}}-W_{\mathrm{QC\; IV}}={\∫Q}_I^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_I+{\∫Q}_{\mathrm{II}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{II}}-\∫Q_{\mathrm{III}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{III}}-$ ${\∫Q}_{\mathrm{IV}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{IV}}.$

前述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述步骤四包括：根据正确接线功率表达式：

得到三相三线电能表正确电量。

本发明的有益之处在于：本发明的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法可快速准确的计算出正确电量，并给出退补电量数值结果。本发明去除了功率因数的影响，可得到更为准确合理的误差电量。

附图说明

图1是本发明三相三线电能表有功电量、无功电量显示图；

图2是本发明三相三线电能表错误接线退补电量获取方法的流程图；

图3是本发明三相三线电能表错误接线退补电量获取方法的实现设备示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1所示，本发明四象限电子式电能表水平和垂直的两条射线将电量显示分成四个区域，以右上区间定位第Ⅰ象限，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个象限按逆时针方向分别排序。为了便于理解，以下设定：以从左到右的射线作为正向输入电流的方向。把功率因数的变化看作是电压相位角的变化，电流相位不变。当电能表在正向负荷状态下运行时，电压相量在第Ⅰ象限内变化，这时电流在滞后位置，把这看作是感性无功电量输入到用户，因为它与正向有功电量输入的方向一致，称为正向感性无功电量，也就是说第Ⅰ象限内的无功电量输入是正值。当电压相量在第Ⅳ象限内变化，相对来说电流处在超前位置上，看作是容性负载；容性负载表明用户将无功电量反向输入，与正向有功电量输送的方向相反，称为反向无功电量，所以第Ⅳ象限无功电量是负值；电网处在反向潮流运行状态，电流反向，处在第Ⅰ象限反方向的第Ⅲ象限，其感性无功电量与有功电量的正方向相反，所以虽然也是感性无功，但第Ⅲ象限无功是负值；处在第Ⅳ象限反方向的第Ⅱ象限，无功电量也是容性无功电量，无功电量输送的方向与第Ⅳ象限无功电量相反，与正向有功电量的方向一致，称为正向无功电量，第Ⅱ象限的无功电量是正值。归纳起来，在图1中，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个象限定义如下：

第Ⅰ象限：本方向向对方输出磁场能（源载互交），定义为正无功，即+Q_L；

第Ⅱ象限：对方向本方输出电场能（源载互交），定义为正无功，即+Q_C；

第Ⅲ象限：对方向本方输出磁场能（源载互交），定义为负无功，即-Q_L；

第Ⅳ象限：本方向向对方输出电场能（源载互交），定义为负无功，即-Q_C；

P₊:本方向对方输出有功；

P_-:对方向本方输出有功。

需要指出的是，电能计量装置接线正常时，有功电量输送方向既定；相对于电能计量装置的设定，电网正潮流运行时，有功电量显示在正向有功电量显示界面W_P+，无功电量显示在第Ⅰ象限无功电量显示界面（感性）W_QL Ⅰ或第Ⅳ象限无功电量显示界面（容性）W_QC Ⅳ；电网反向潮流运行时，有功电量显示在反向有功电量显示界面W_P-；无功电量显示在W_QL Ⅲ或W_QC Ⅱ；但是如果电能计量装置错误接线，则W_P+、W_P-及第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个象限的无功电量显示，就不再固定不变了，因为随着功率因素的变化W_P可能为正值也可能为负值，而有功电量方向控制着无功电量在象限中的位置。当错误接线，六个电量显示窗口都可能有电量输入。

获取退补电量进行计算时，可以按照如下步骤进行，如图2所示：

步骤一：根据三相三线电能表的接线方式列出有功功率计算表达式和无功功率计算表达式；进一步，有功功率计算表达式为：

无功功率计算表达式为：

步骤二：对有功功率计算表达式无功功率计算表达式进行化简计算，得到两个关于UI cosφ和UI sinφ整体变量的二元一次方程；

步骤三：获取三相三线电能表的抄见电量和电量计算公式得到

和

两个未知量的实际值；进一步，抄见电量包括：W_P+、W_P-、W_QL Ⅰ、W_QC Ⅱ、W_QL Ⅲ、W_QC Ⅳ；电量计算公式包括：

$W_P^{\text{'}}=W_{P+}-W_{P-}={\∫P}_{+}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{+}-\∫P_{-}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{-}$ 和

$W_Q^{\text{'}}=W_{\mathrm{QL\; I}}+W_{\mathrm{QC\; II}}-W_{\mathrm{QL\; III}}-W_{\mathrm{QC\; IV}}={\∫Q}_I^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_I+{\∫Q}_{\mathrm{II}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{II}}-\∫Q_{\mathrm{III}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{III}}-{\∫Q}_{\mathrm{IV}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{IV}}.$

步骤四：获取三相三线电能表错误接线退补电量，其中，根据正确接线功率表达式：

得到三相三线电能表正确电量。

实际运行时，本发明的三相三线电能表连接电能表现场校验仪，电能表现场校验仪基于本发明进行运行，其从三相三线电能表获取各种数据，比如抄见电量W_P+、W_P-、W_QL Ⅰ、W_QC Ⅱ、W_QL Ⅲ、W_QC Ⅳ等，然后根据获取的数据进行处理，得到退补电量。本发明不限制电能表现场校验仪的具体结构，作为优选，其如图3所示。其包括负责从电能表获取数据的数据采集模块，控制模块连接数据采集模块、存储模块和显示模块，控制模块接受数据采集模块的数据并根据本发明进行处理，存储模块对各种信息进行存储，显示模块用来显示控制模块的处理结果。

为了更详细的说明本发明的实施，下面以实际数据进行说明。

接线组合P₁(Q₁)为U_BCI_C，P₂(Q₂)为U_AC(-I_A)的四象限电能表，有功功率计算表达式为：P’＝-2UI coss30°-φ)，无功功率计算表达式为：Q’＝2UI sin(30°-φ)，为求得真实的有功电量W_P和无功电量W_Q，利用抄录的错接线有功电量和无功电量列出二元方程如下

-2UI coss30°-φ)＝P’   （1）

2UI sinn30°-φ)＝Q’   （2）

进行分解化简得

$-\sqrt{3}\mathrm{UI}\cos \mathrm{\φ}-\mathrm{UI}\sin \mathrm{\φ}=P\text{'}---\left(3\right)$

$\mathrm{UI}\cos \mathrm{\φ}-\sqrt{3}\mathrm{UI}\sin \mathrm{\φ}=Q\text{'}---\left(4\right)$

从而得到

再根据电量计算公式得

然后结合正确接线功率表达式

得到正确电量

$W_P=-\frac{1}{4}({3W}_P^{\text{'}}-\sqrt{3}{W}_Q^{\text{'}})$

$W_Q=-\frac{\sqrt{3}}{4}(W_P^{\text{'}}+\sqrt{3}{W}_Q^{\text{'}})$

式中，

为四象限电能表正反向有功电量的代数和（正向电量减去反向电量）， $W_P^{\text{'}}=W_{P+}-W_{P-};$

为四象限电能表四个无功电量的代数和， $W_Q^{\text{'}}=W_{\mathrm{QL\; I}}+W_{\mathrm{QC\; II}}-W_{\mathrm{QL\; III}}-$ $W_{\mathrm{QC\; IV}}.$

本发明其他未列明的为公知常识。

本发明的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法可快速准确的计算出正确电量，并给出退补电量数值结果。本发明去除了功率因数的影响，可得到更为准确合理的误差电量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据三相三线电能表的接线方式列出有功功率计算表达式和无功功率计算表达式；

步骤二：对所述有功功率计算表达式无功功率计算表达式进行化简计算，得到两个关于

和

的二元一次方程；

步骤三：获取三相三线电能表的抄见电量和电量计算公式得到

和

的实际值；

步骤四：获取三相三线电能表错误接线退补电量。

2.根据权利要求1所述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述有功功率计算表达式为：

所述无功功率计算表达式为：

3.根据权利要求2所述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述抄见电量包括：W_P+、W_P-、W_QL Ⅰ、W_QC Ⅱ、W_QL Ⅲ、W_QC Ⅳ。

4.根据权利要求3所述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述电量计算公式包括：

$W_P^{\text{'}}=W_{P+}-W_{P-}={\∫P}_{+}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{+}-\∫P_{-}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{-}$ 和

$W_Q^{\text{'}}=W_{\mathrm{QL\; I}}+W_{\mathrm{QC\; II}}-W_{\mathrm{QL\; III}}-W_{\mathrm{QC\; IV}}={\∫Q}_I^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_I+{\∫Q}_{\mathrm{II}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{II}}-\∫Q_{\mathrm{III}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{III}}-{\∫Q}_{\mathrm{IV}}^{\text{'}}{\mathrm{dt}}_{\mathrm{IV}}.$

5.根据权利要求4所述的三相三线电能表错误接线退补电量获取方法，其特征在于，所述步骤四包括：根据正确接线功率表达式：

得到三相三线电能表正确电量。

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