摘 要:对一种电能表的异常运行现象的电气原理进行了分析,验证了这种现象的成因及对电能计量的实际影响。
关键词:电能计量;电能表;异常运行;接线方式
experimentalanalysis on an abnormal operational phenomenon of energy meter
abstract:theauthor,basing on electrical principle,experimen-tally analyzes the abnormal operational phenomenon ofan ener-gy meterand finds outits causesand effects on energy measure-ment.
keywords:energy measurement;energy meter;abnormal opera-tional phenomenon;wiring scheme
目前,电力市场的供需关系处于一种相对不平衡的状态,峰谷差较大,在特定时段还会出现较大的缺口,电能仍是一种紧缺的商品。因此,电能计量成为维系供需双方的主要纽带之一。多计电量,会使需方增加使用成本;而少计电量,则使供方即电力部门造成较大损失,无法及时回收成本利润以维持正常的发供电运行。即使在电力系统内部,由于厂网分开,发供电单位之间也是通过关口计量来实现电量结算,从而实现产品价值的转换,电力计量越来越成为供需双方关注的焦点,电能表异常运行必然会引起双方的争议。其中一种现象表现为在各种家庭常用负载正常使用的情况下,电能表转速极为缓慢,甚至不转,这势必造成电量丢失,而且其成因具有较大的迷惑性,下面就此现象进行试验分析。
1 单相感应式电能表计量原理
目前一般用户使用的电量计量表计多为单相感应式电能表,主要由驱动元件(电压元件、电流元件)、转动元件(转盘)、计度器等器件组成。交流电在电压和电流元件中形成交变磁通共同作用于转盘,与转盘中的感应电流相互作用形成驱动力矩,驱 动转盘转动,转盘带动计度器计量电能。其原理接线图如图1所示。
电能表在正确接线时,电源电压(负载电压)加在电能表电压元件上,流入电流元件的电流与负载电流相同,此时才可正确地计量电能,如果上述条件改变会使表计计量不准。
2 电能表异常运行线路原理分析
产生这种电能表异常运行现象时,一般都使用了一种由所谓的高科技内核及配套电路组成的装置。经剖析测试,高科技内核为普通电容器,电容值为1μf。该装置电路接线破坏了电能表的输入零线,通过其他途径寻找一个地线和通过表计的火线给负载供电,负载可正常工作。但加于表计电压元件的电压已经不是电源电压,而是电容器与表计电压元件并联后与一个小电容串联,再接回零线后与“大容量节电器”的并联电压。其原理见图2。
图中电容c2即为高科技内核,cl为普通耐压电容器,电容量较小。由于c2电容量较大,其容抗远小于电压线圈的感抗,其并联回路为强容性,为分析方便,可忽略电能表电压回路的影响,则uab主要取决于电容c1、c2对电源电压的分压,uab≈ua0×c1/(c1+c2)。c2越大,uab越小;c1越小,uab也越小。当c2>>c1时,uab<<ub0,加在电能表电压回路上的电压远小于电源电压ua0(通过并联电容器可加大c2)。其现象是电能表随c1减小或c2增大,转速也越来越慢,基本停转。
3 实际测试结果
按图2原理接线,加220 v电压,电流回路加5a电流,c1、c2按表1中所选容量组合,测试结果见表1。结果表明,随c2的增大和c1的减小,电能表越来越慢,误差向-100%趋近,即电能表停转。
4 结论
分析与试验证明,这种电能表异常运行的产生,是由于电能表的正常接线方式遭到了破坏,使表计少计甚至不计电量,而负载实际用电量并未减少。其所谓的配套装置并不是造成异常运行的主体,只是起到调节作用,用于控制电能表的转速,在未改变接线方式时,是根本没有作用的。