三相三线电能计量装置错误接线判断分析

三相三线电能计量装置错误接线判断分析

项国钢

广东电网有限责任公司阳江阳西供电局广东阳江529500

摘要：电能计量装置错误接线不仅会导致现场运行设备产生计量误差，而且还会导致统计数据失真，从而对整个电力系统的正常运行产生不利影响。本文将会对三相三线电能计量装置错误接线的判断方法进行介绍，为具体工作开展提供参考。

关键词：三相三线电能计量装置；错误接线；判断方法；预防措施

对于电力系统而言，为了确保电能计量装置计量数据的真实性、准确性，就需要保证电能表接线正确。通常情况下，电能表本身计量误差仅有百分之几，但是如果计量回路的接线出现差错，将会导致计量误差增到百分之几百，不仅会诱发大量的用电量差错，而且还会影响用户及电力企业的经济效益。因此，要对电能计量装置错误接线问题给予高度的重视，以确保电能表可以在正常的接线状态下对电能进行计量。实际上，电能计量装置错误接线种类比较多，常见的有电压、电流互感器接反；电能表的电压元件、电流元件未接入对应相别的电压、电流；电压、电流回路断路等，这些都会对电能计量结果产生影响。在电力系统和电力用户的电能计量装置中，三相三线高压计量装置得到了广泛的应用，因此对三相三线电能计量装置错误接线问题进行分析，并提出错误接线判断方法至关重要。

1.三相三线电能计量装置错误接线判断措施

1.1有功电能计量装置的计量

通常情况下，不管电能表所接负载是感性还是容性，只要其可以正确接线，将会保证有功功率沿着同一个方向进行传输，并使计量表处于正转状态。然而，电能表处于正转状态并非是判断电能计量装置接线正确的唯一标准。当然，如果是电能表反转、不转或随着功率因数（cosφ）值的变化时而正转，时而反转，则该电能表可能存在错误接线问题。下式是电能表在正确接线基础上的功率表达式。图1描述的是电能表在正确接线基础上的相量图。

〖P〗_0=[U_abI_acos⁡〖(〖30〗^°+φ)+U_abI_ccos⁡(〖30〗^°-φ)〗]

=√3UIcos⁡φ

图1电能表接线正确时的向量图

1.2无功电能计量装置的计量

对于无功电能表而言，其表盘的转动方向往往由三相电路的相序决定，并且与负载的性质存在密切的联系。当三相三线电能计量装置接线正确时，并且是正相序感性负载，此时的电能表正转；反之如果为逆相序感性负载时，此时的电能表反转。对于60°型无功电能表而言，其功率计算表达式为：

正相序且为容性负载时，计算表达式为：

Q=-√3UIsin⁡〖（〖60〗^°+φ）〗

逆相序且为感性负载时，计算表达式为：

Q=-√3UIsin⁡φ

通过对上述计算表达式进行分析可以发现，当电能表为正相序容性负载时，可以得到其反转值正比于√3UIsin⁡φ，其反映的是负的三相无功电能；如果电能表为逆相序容性负载时，可以得到其反转值正比于√3UIsin⁡〖（〖60〗^°+φ）〗，其不能代表负的三相无功电能。此时，如果有功电能表接线任务可以顺利完成时，可以有效简化无功电能表的接线任务。因此，需要对电能计量装置接线是否存在错误接线给予详细的检查，以确保其能够正常、高效的运行。

1.3对电压回路接线进行检查

1.3.1测量定电压的相别

（1）借助电压相序表对进入电能计量装置电能表端为2、5、8的电压相序进行测量，如果测量结果为正相序时，此时电能表两端所加电压可以判定是UABC、UBCA、UCAB中的一个，并借助万用表对端子2、5、8的对地电压进行测量后，就可以判定电能表两端电压是UABC、UBCA、UCAB中的哪一个。（2）借助电压相序表对进入电能表端为2、5、8的电压相序进行测量，如果测试所得结果为逆相序时，则可以判定电能表所加电压是UABC、UBCA、UCAB中的一个，并借助万用表对端子2、5、8的对地电压进行测量后，就可以判定电能表两端电压是UABC、UBCA、UCAB中的哪一个。

1.3.2测量二次线电压

在对电能计量装置的线电压进行测量时，一般会选择万用表（电压表），其主要存在下述三种情况：（1）在对电能计量装置电能表电压UAB、UCA、UBC进行测量时，如果万用表的测量结果UAB≈UCA≈UBC≈100V时，此时可以说明与电能表进行连接的电压互感器极性为正常接线状态。（2）在对电能计量装置电能表电压UAB、UCA、UBC进行测量时，如果万用表的测量结果中有两相电压值为100V，而另外一项电压值为173V时，此时可以说明与电能表进行连接的电压互感器中有一台设备出现了极性接线错误问题，未按照要求给予正常接线。（3）在对电能计量装置电能表电压UAB、UCA、UBC进行测量时，如果万用表测量结果中线电压为0V、50V时，此时可以说明电压互感器存在二次断线或一次短线问题。

1.4对电流回路进行接线检查

（1）对电能计量装置电能表而言，可以借助电流表来对其第一、第二元件上的电流IA、IC以及公共线上的电流IB进行测量，如果IA=IB=IC时，则可以判定电流互感器接线正确；如果IA=IC，IB=√3IA=√3IC时，则可以判定电流互感器接线出现了极性接反问题。（2）在对a相或c相电压进行判断时，一般需要对电能表是否有转动进行观察。此时需要依次断开接电能表的a相或c相电压端子的引线，如果电能表仍处于转动状态，并断c相后发现电能表不转，则可以判断第一元件的电流回路出现了断路或短路现象；如果断a相后发现电能表不转，则可以判断第二元件的电流回路出现了断路或短路现象。（3）取两端带夹子的短路线，逐个连接其中一端的电流端子，并保持另一端接地状态。如果与接地的端钮连接时，表的转速恒定。如果与不接地的端钮连接时，电流线圈有可能经接地线被短路，此时将会使电能表中的线圈电流发生分流现象，并降低表的转速。该方法可以对端钮接地情况是否正确以及是否接地给予判断。

1.5B相电压法和电压交叉法

（1）B相电压法。如果三相电压为对称状态时，所得到的电压相序为Uabc时，此时如果为负载稳定，需要断开B相电压，并对电能表转过N圈后所对应的时间t进行测量，然后再接上B相电压，对其电压表转过同样圈数后所对应的时间t进行测量，通过计算如果发现t=（1.8-2.2）t0时，可以说明接线正确。（2）电压交叉法。如果三相电压为对称状态时，所得到的电压相序为Uabc时，此时如果为负载不稳定，此时可以互换电能表电压端钮A和C的连接位置，如果发现电能表向一侧不转动或微微转动时，可以说明电能表接线正确。

1.6相量图法

在电能表接线检查过程中，相量图法得到了广泛的应用，其既可以对接线是否正确进行判断，而且还可以借助相量图来对错误接线类型进行判断，以便错误接线问题得到有效的解决。图2描述的是向量图。在具体应用过程中，需要先对电能表两端的电压进行判断，如果发现其存在差错，则需要给予及时的改正，随后再用相位伏安法对UAB与第一元件电流的夹角α、第二元件UCB与电流的夹角β以及两个元件间的电流夹角δ进行测量，并在此基础上作出准确的相量图，对错误接线类型进行判断。

图2三相三线电能表通用六角图

2.三相三线电能计量装置错误接线预防措施

（1）确保所有装置可工作性能，避免存在无法正常工作的器件；（2）工作人员要了解和掌握三相三线电能计量装置可采用的接线方法，并根据接线步骤顺序进行操作，尽可能避免错误接线的发生率；（3）接线工作结束后，需要二次检查已完成接线的部分，避免由于第一轮接线疏忽而引发错误接线问题。

3.举例说明

例1：对三相三线电能计量装置中所存在的有功电能表进行测量，所得结果如表1所示，然后对计量装置接线是否正确进行判断。

表1某三相三线电能计量装置现场测试数据

表1中φ1为U24超前I1的相位角，φ2为U64超前I5的相位角。

对其进行分析后发现：（1）如U24=100V、U46=99V、U26=101V，则可以说明三个线电压大小维持在平衡范围内，电压互感器不存在极性接反或无断线问题。（2）2、4、6端相序为c、a、b，则可以反映U24=Uca、U64=Uba。（3）对照图2的所示的三相三线电能表通用六角图，在Uca旁标注U24，在Uba旁标注U64，可以得知两个元件加于电能表上的电压相量。由表1可知U24超前I1φ1角，则由U24顺对针方向旋转φ1（56°）角所对应的相量应该是1元件所对应的电流I1，其应该在图2的Ic附近。

因此，有功电能表元件1所连接的电流、电压分别是Ic和Uca，与三相三线有功电能表进行对比发现，其电流、电压接线均存在错误接线问题。

例2：对三相三线电能计量装置中所存在的有功电能表进行测量，所得结果如表1所示，然后对计量装置接线是否正确进行判断。

表2某三相三线电能计量装置现场测试数据

对其进行分析后发现：（1）如U24’、U46’、U26’三个线电压大小基本相等，电压互感器不存在极性接反或无断线问题。（2）2、4、6端相序为c、a、b，则可以反映U24’=Uca’、U64’=Uba’。（3）对照图2的所示的三相三线电能表通用六角图，在Uca旁标注U24’，在Uba旁标注U64’，可以得知两个元件1、2加于电能表上的电压相量。由表2可知U24’φ1’（56°）角的向量处于-Ic附近，此时可以确定流入1端的电流I1’为-Ic，流入2端的电流I5’为-Ia。

因此，电能表1元件2、4端所产生的电压Uac、流入1端的电流为-Ic，电能表2元件6、4端所产生的电压Ubc、流入5端的电流为-Ia，此时可以判定两个元件均接错。

4.结束语

总之，对三相三线电能计量装置所存在的错误接线问题进行分析，并采取针对性的判断方案和有效的预防措施，这样既可以为供电、用电双方提供便利，而且还可以实现共赢。

参考文献：

[1]杨章俊，李晶晶，马创.基于三角形法则的三相三线电能计量装置错误接线判断[J].电工技术，2016，9（2）：46-47.

[2]王洪莲，陈虎，何伟.三相三线有功电能表错误接线分析与判断[J].东北电力技术，2017，8（1）：89-90.