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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...

探讨如何计量气动点焊机电能

2018-02-03    来源:    作者:  浏览次数:869

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

  2.2 电焊机消耗功率(或电能)的计算  

  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

电焊机接在A、B相间,现场测试电焊机运行参数为 

  UAB = 380 V 

  IAB = 11

  消耗功率P=2000W,于是功率因数为  

  cosφ = P/(UABIAB) = 0.47847  

  即φ= 61.4°。  

  根据上述数据,可绘制相量图,同时计算三相四线电能表所计量的功率为  

  P1 =UAIABcos(61.4°- 30°)  

  =2059.6 

  P2 = UBIBAcos(61.4°+ 30°)

  =-59.6  

  P3=0  

  P = P1 + P2 + P3  

由表2看出,只有采用代数和相加的的累加方式,计量的功率才是准确的;而采用绝对值相加的累加方式,其计量误差达到5.96%,不能正确反映实际消耗电能。 

  从上述分析得出结论:应该采用三相四线有功电能表或三只单相有功电能表,因为它们都能倒走(出现反向功率)。这样实质上是采用代数和相加的累加方式。 

  在这里强调指出,不能采用三相四线电子式电能表或三只电子式单相电能表,因为它们都按绝对值相加方式累计电能。也就是无论功率是正还是负,都按正处理(绝对值相加)。


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