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在10 kV系统中广泛采用0.5s级3×100 V 3×1.5(6) A三相三线智能电能表来计量315 kVA及以上专用变压器用户电能量。智能电能表在液晶显示屏上能够显示两相电流的极性,作为判别电能表电流极性正确与否的辅助依据。在电能表正确接线情况下,智能电能表的液晶屏显示应为“Iu Iw”。然而在实际工作中,当用户功率因数很低的情况下,即使接线正确,电能表也可能会显示“-Iu Iw”。抄表人员会误认为电能表电流回路极性接反。笔者经过对电能表进行现场校验和智能电能表的原理分析,找到了智能电能表误显示的原因。现作如下分析:
三相三线智能电能表有功功率表达式为
式中ψu,ψW分别为U,W相功率因数角,即U,W两相相电压与相电流之间的夹角。正常用电情况下,无论负载为感性还是容性,ψu,ψw,的数值始终在-90~90°,其绝对值不大于90°(为分析方便起见,以正相序、感性负载为例)。因此判定依据为:当|ψ|≤90°时,电流极性正确;当|ψ|> 90°时,电流极性接反。
智能电能表实际所采用的判定角度为ψ1=30°+ψu和ψ2=30°-ψw,而判定角度不变,当60°<ψu≤90°时,ψ1=30°+ψu>90°,|ψ2|=| 30°-ψw≤90°,故电能表判为U相电流接反,W相电流正确,液晶屏显示“-Iu Iw”。
由于智能电能表实际接线有可能存在逆相序和容性负载情况,当60°<|ψ|≤90°时,智能电能表误判断情况如表1。
由此可见,当三相三线智能电能表显示电流一相反向时,应检查现场实际接线情况。当用户负载功率因数提高时,即0°≤ψ <60°时,电能表报错提示将自动消失。