一起三相电能计量装置反向电量异常的原因分析及处理

一起三相电能计量装置反向电量异常的原因分析及处理

檀姣 南措什杰

摘要：随着高精度电子计量技术的发展，智能电表逐渐普及到家家户户。它是电能计量装置的核心部分，其准确与否涉及千家万户的利益。近年来，经常发现三相智能电能表出现反向电量，造成电量结算时出现纠纷，直接关系着营业计费的正确计算。本文归纳出现场工作中部分造成反向电量的原因及解决方法，提出一些对应措施，以便相关人士参考。

关键词：计量；反向电量；智能电表

目前，随着全球性智能电网的建设，大工业及其他用电客户逐增，电能表作为计量装置的核心，起着计量负荷消耗或电源发出电能的作用。近来发现：一些大用户的三相智能电能表出现反向电量，对电能表进行误差检测，未发现有异常现象。经过现场勘查、检测，现就造成反向电量的几个主要原因，结合典型案例进行分析。

1.事件一

西宁市城东区某小区，负控抄表时发现3相4线电能表有1.8的反向电量，抄表人员怀疑用户存在窃电行为。经现场检测，计量装置接线正确，发现表计所带负荷为单元楼道照明及电梯，且对表计进行误差检测未发现异常，推测负荷性质是造成反向电量的原因。

1.1分析

其它用电设备正常运行时，电能表为三相正序电流，说明电能表运行正常。电梯骤停某一瞬间，三相电流处于反向状态，三相电压与电流之间的功率因数角Φ处于120°~240°之间，如图1所示。

图1 电能表三相电流反向时向量图

图2 电能表三相电流反向时向量图

此时功率计算公式为P=U_aI_acosΦ+U_bI_bcosΦ+U_cI_ccosΦ (120°<Φ<240°)

计算结果，P<0，出现反向电量。

1.2措施

结合负荷情况，当出现骤时冲击时，电梯可能处于发电状态，使电能表反转产生反向电量。在内部有大型电机类设备停电时，由于惯性产生反向电量也是此原理，均为正常工况下发生的有功电量走字。

2.事件二

经调查，高铁制动时也会发生反向电量走字，经检测电能表为3相4线制计量方式，计量点表计接线以及变电站关口表计接线都正确。当高铁处于下坡运行状态时，电能表反转，产生反向电量。

2.1分析

当电动机处于反转状态时，处于发电状态，即转换为发电机，三相电流处于反向状态，三相功率因数角在120°~240°之间，如图2所示。

此时功率计算公式为P=U_aI_acosΦ+U_bI_bcosΦ+U_cI_ccosΦ (120°<Φ<240°)

计算结果，P<0，出现反向电量。

2.2措施

结合高铁制动情况，当列车下坡时，电动机处于发电状态，电能表产生反向电量，可以确定并不是电能表故障造成的。由于高铁用户电能质量的不确定因素复杂，解决此类问题的方案还有待探讨。

事件三

西宁市湟中区某塑料制厂，抄表时发现其高压3相3线电能表存在反向电量，经过现场检查发现：用户的一组无功装置始终处在补偿状态，且该塑料制厂白天生产，晚上仅有照明负荷。在这种情况下，仍然无功补偿装置，电能表产生反向电量。

3.1分析

负荷很小时，计量装置电流回路几乎没有负载电流，电能表运行在空载状况下，测得电气值为：Ia=0.005A，Ic=0.011A，UabIa=298°，UcbIc=120°，如图3所示。

图3 电能表过补偿时三相电流向量图

图4 电能表空载时三相电流向量图

此时功率计算公式为P=U_abI_acos(30°－92°)+U_cbI_ccos(30°＋90°)

因为，I_a=0.005A<I_c=0.011A，所以代数值P₁<P₂，且P₂为负值，计算结果，P<0，出现反向电量。

经检测发现，无功装置A相保险管熔断虚接，导致A相无功电流变小，反向电量出现。维修无功装置后，电能表恢复正常运行。

3.2措施

该塑料制厂电能表出现反向电量是A相保险管烧损，无功电流不平衡导致的，处理后，电能表恢复正常。

4.事件四

西宁市湟中区甘河滩某工厂35kV出线计量点出现反向电量。经查该户为双回路专线供电，正常情况一主一备，#2线长期备用。将电能表拆回做空载试验发现没有空走现象，进一步检查电能表接线与二次回路没有任何异常。

4.1分析

对该计量装置接线仔细进行检查测量，发现互感器二次电容电流有几十毫安且A、C相不平衡，见图4所示，且I_a<I_c。

此时功率计算公式为P=U_abI_acos(30°＋Φ)+U_cbI_ccos(30°－Φ)

当I_a=I_c时，电能表停；当I_a>I_c时，电能表正转；当

I_a<I_c时，电能表反转，产生反向电量。

由于35kV线路各相对地电分布容不同，因此电容电流也不完全相同，属于正常现象，并非电能表故障造成。

4.2相关措施

要解决这种现象可将线路转冷备用（但供电可靠性得不到保证）或更换3相4线制电能表。

5.结论

通过对以上4个事件进行分析，归纳电能表产生反向电量的原因如下。

事件	原因分析	解决措施
一	大型电机类设备瞬间骤停	控制负荷，有待探讨
二	高铁制动	反向发电，有待探讨
三	无功装置A相虚接	维修后，电能表恢复正常
四	出现不平衡电容电流	转冷备用或更换表计，恢复正常

综上，电能表出现反向电量的情况，并不都是窃电或电能计量装置故障引起的。需结合现场实际情况，调查分析后判断。这样才能处理解决好电量纠纷，保证营业计费的准确性和公正性，确保广大客户利益。

参考文献：

[1]肖玲.三相多功能电能表反向电量故障分析[J].城市供用电,2011(4).

[2]薛建立.电能计量装置的计量技术分析[J].城市建设理论研究,2015(25).

[3]任鹏,李翀,陶鹏.智能电能表反向有功电量走字原因分析[J].河北电力科技,2018(37).