电能表电能计量包括绝对值相加和代数值相加等两种方式。只要用户不向电网输出电能(或不与电网交换功率),无论三相负载平衡与否,电能累加方式即无论是采用绝对值相加,还是代数值相加的方式计量,结果都是准确的。
在正常运行状态下,电能表所计量的电能应该符合P=3U相I相cosφ,或P= U线I线cosφ,或者电能表所计量的电能,应该等于负载实际消耗的电能。这是电能累加必须满足的首要条件。
以计量单相380V电焊机负载消耗电能为例,当在轻载且接在低功率因数cosφ<0.5时的条件下,采用代数和相加累计电能方式是准确的,也是符合电路原理的。
1 采用两只单相有功电能表计量单相380V电焊机负载消耗的电能
1.1 采用两只单相有功电能表计量
采用两只单相有功电能表,计量单相380V电焊机负载消耗电能,接线图(接在A、B相间)如图1所示。
图1两只单相电能表计量单相380V电焊机负载耗电量的接线图
应当指出单相380V电焊机负载也可接B、C相间或C、A相间,它们的接线图与图1相类似。
交流单相电焊机负载的特点是,在起弧焊接时是金属性短路状态,而在停焊时却是空载状态,电流变化范围很大,功率因数很低,它是感性负载。
1.2电焊机消耗功率(或电能)的计算
为了简化计算,将电能W=Pt中时间t略去,只计算功率。
P1 = UAIABcos(30°- φA)
B相电能表计量的功率为
P2 = UBIBAcos(30°+ φB)
两只电能表计量的总功率为
PAB = P1+ P2
假设三相电路对称则
PAB = U线I线cosφ
同理,分别得到
PCA = U线I线cosφ
或 W = PABt = PBCt = PCAt = U线I线tcosφ
式中I线——线电流;
U线——线电压;
W——电焊机负载消耗的电能;
PAB 、PBC 、PCA——分别为接在A、B相间,B、C相间及C、A相间电焊机消耗的功率。
两只电能表随cosφ变化转动情况,当功率因数小于0.5时,B相电能表反转。在这种条件下,假设电能表P1正向走字600kWh,而电能表P2反向走字200kWh,则电机负载消耗的功率为两者的代数和,即:600+(-200)=400kWh。
因为电能表反转时,误差很大,故此法尽量少用。推荐采用三相三线或三相四线有功电能表计量电焊机消耗的电能。
表1 两只电能表随cosφ变化转动情况
2 采用三相三线有功电能表计量单相380V电焊机负载消耗的电能
2.1 采用三相三线有功电能表计量的接线图
采用三相三线有功电能表计量单相380V电焊机,负载消耗电能的接线图如图2所示。
图1两只单相电能表计量单相380V电焊机负载耗电量的接线图
(a)接在C、A相间 (b)接在A、B相间 (c)接在B、C相间
Ⅰ元件、Ⅱ元件所计功率及电能表所计总功率分别为
P1 = UAB IAC cos(60°+ φA)
P2 = UCBICA cos(60°- φC)
P = P1 + P2
= U线I线cosφ
无论电焊机负载接在三相三线电路中任意两相之间,计量电焊机负载消耗的功率(或电能)都是准确的,并且三种接法所计量的功率(或电能)完全相等。
3 采用三相四线有功电能表计量单相380V电焊机负载消耗的电能
采用一只三相四线有功电能表,计量单相380V电焊机负载消耗电能的接