电力电子技术的发展与创新

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根据功率因数突变现象判定

电能计量装置故障的方法
重庆市沙坪坝供电局 陈寿兰

《电工技术》杂志社 康忠亮
O前言
检查电能计量装置的常规方法大多是从有功电量的变化人手(因为有功电量的变化比较直观)，再检查二次回路及表计的正确性，由此判定用户电能计量装置是否存在故障或是否有窃电行为。然而，造成用户有功电量下降的原因较多(如生产任务不饱和等)，因而，这种方法不准确。为此，笔者在长期工作和实践中总结出一种简便实用的方法，即使足不出户也可以根据用户的月用电量报表，分析用电量和功率因数的变化情况，判断用户计量装置是否有故障或是否有窃电行为。例如，某用户的功率因数长期在0．93左右，若某月功率因数突然上升或下降，此时就应引起重视，并分析该用户是否出现计量装置故障或有窃电行为。
在分析用户的计量装置是否有故障或是否有窃电行为之前，必须掌握无功表的计量原理。
1无功表的计量原理
三相三线无功表，按其结构可以分为三种：①正弦式无功电能计量表；②带60。相角差无功电度表，即DX8—6型、DX2型；⑦带附加电流线圈和跨相接法无功电能表，即“1型”表。目前电力系统应用最多的是后面两种类型的无功电能表。本文以DX8-6型、DX2型为例进行分析。由图1可见，第一元件(左边)所接入的电压为Ubc，电流为Ia；第二元件(右边)所接入的电压为Uac，各元件上的电压与电流向量关系如图2。
由于第二元件在电压线圈中串联有电阻，使得第一元件上的电压向量Ubc前移“l角30’,为U'bc，第二元件上的电压向量Uac前移角30。，为U'ac，因此电能表每个元件所测得的无功电能(以无功功率表示)为：第一元件：

第二元件：


电能表转动力矩M与无功功率Q成正比，即Mf＝kQ(k为常数)，因此，图1所示无功表计量接线方式能正确计量无功电能。
2判断方法
(1)若用户功率因数上升至0．99。1，常见有两种情况发生：①A相电流二次回路已被开路或短接；⑦B相
电压失压，相当于无功表的第一元件不工作，此时只有第二元件工作，即Q=UacIccos(120。-Φ)
在该用户电压电流正常时功率因数按0.93计算，Φ=21．56。，于是有：
从上式可知，无功表转盘受反向力矩。表应反转，但由于无功表带有“止逆钩”，因此，无功表不转或少转，功率因数升高，甚至达到1。此时计量情况为有功表正转但转速变慢，无功表不转。一旦抄表人员到现场发现无功表不转，一般情况下用户会称电容器补偿得好或过补偿（以掩盖其窃电行为），因此应引起警惕。
(2)若用户功率因数突然下降，原因可能为①C相电流二次回路被开路或被短接,缺A相电压。因为有
Q＝UbcIacos(60。-Φ)＝0．78UbcIA
假定正常时用户月用电量为100万kWh，无功为40万kWh，则实际计量无功电量为45.6kWh，比正常时多计量14％、此时有功计量分两种情况：①当C相二次回路无电流时，有功表转速下降至原来的1／2.60，表计实际计量为38．46万kWh；②缺A相电压时，有功表转速下降至原来的1／1．64，表计实际计量为60．97万kWh，功率因数由正常时的0.93降至0.64。
一次，笔者在检查重庆某化工厂的月用电量报表时发现，其功率因数由平常的0。8左右，突然上升至0．99。凭经验推断，该用户的计量装置可能存在问题，于是到现场检查计量回路接线情况，发现A相二次电流回路端子烧坏。该用户说是当月烧坏的，其理由是电业局用电处校表时动过电流端子、致使电流A相二次回路开路。经笔者检查功率因数的变化情况，发现该用户计量回路在5个月前就缺A相电流。在事实面前，该用户不得不补交了5个月的电费，追回电量20万kWh。
3结束语
上述分析表明，根据功率因数突然上升或下降，不仅可以计算用户的实际用电量，还可以判定该用户的电能计量装置是否有故障或有窃电行为，不失为一种反窃电的简便有效的办法。