浅谈三相有功电能表接线检查方法及步骤

浅谈三相有功电能表接线检查方法及步骤

曾朝霖

广东电力信息科技有限公司

摘要：在电力系统中，三相电能表的使用十分普遍。因三相电能表配上互感器时接线复杂，容易出现接线错误。电能表接线错误，不仅会产生计量差错，还有可能造成电能表损坏或人员伤亡事件。为及时发现并更正错误接线，确保计量装置接线的正确，及时挽回电量电费损失、降低生产经营风险，对三相电能表进行接线检查十分必要。本文主要阐述三相三线、三相四线两种有功电能表的正确接线方式、现场检查方法及步骤，通过实例分析，为处理错误接线提供处理建议。希望能为电能表接线检查工作提供参考与借鉴。

关键词：三相四线、三相三线、有功电能表、接线检查

前言：三相电能表应用非常广泛，当三相电能表配上互感器时，接线相对复杂，容易出现接线错误。本文通过理论结合实例的形式，利用伏安相位表等工具，使用相量图的方法检查错误接线。

正文：

一、三相四线有功电能表的正确接法

三相四线有功电能表由3组电磁元件组成，正确接入时，接线如图1所示：第1元件接a相电流，a相电压；第2元件接b相电流，b相电压；第3元件接c相电流，c相电压。在三相负荷均衡时，电能表计量电路的有功功率为：

图1

二、三相四线电能表接线检查方法

使用伏安相位表对低压带电流互感器的三相四线有功电能表进行接线检查分析。具体方法及步骤如下：

1、测量线电压。

使用伏安相位表对三相四线电能表的第1、2、3元件电压端子进行线电压测量。正常情况下线电压为 ； ； ；若非380V需检查电压是否反接、电压接线是否牢固。

2、测量相电压。

使用伏安相位表对电能表的第1、2、3元件电压端子对地端子进行相电压测量。正常情况下相电压为 ； ； ；若出现0V或非全电压则可判断为断相。

3、测量三相对A点电压

使用伏安相位表对电能表的第1、2、3元件电压端子对A点进行相电压测量。正常情况下相电压为 ； ； ；测量为0V的元件端子表示接入的为A相。如果出现两个0V或全为0V或全为380V，则可判断为电压短接。

4、测量相电流

使用伏安相位表对电能表第1、2、3元件电流进线端子进行相电流测量。正常情况下，带CT的电流回路测量值一般为0-5A。若非此范围，则可考虑为电流回路异常。

5、测量电流与电压的夹角

使用伏安相位表对电能表第1、2、3元件电流进线端子及电压端子进行电流与电压夹角测量。可测得 与 、 与 、 与 的夹角。测量到相关数值后，可以得到电流在向量图上的位置。

6、测量相序

使用伏安相位表对电能表第1、2、3元件电压端子进行线电压夹角测量。可测得 、 的夹角。正常情况下，夹角为120度为正相序；夹角为240度为逆相序。如有PT反接的情况下，夹角大于180度为正相序、夹角小于180度为逆相序。

7、测量表尾和CT的高低端

使用伏安相位表对电能表的电流进线端子、出线端子对接地端子进行电压测量。正常情况下，高端电压大于低端电压，接线正确。如果高端电压小于低端电压，该相接反。

8、对测量数据进行分析

为具体说明分析方法和步骤，使用以下实例数据进行分析。

如某三相四线有功电能表测量数据如下：

1. =380V； =380V； =380V；

2. =220V； =220V； =220V；

3. =380V； =0V； =380V；

4. =1.5A； =1.5A； =1.5A；

5. ∠ =315；∠ =135；∠ =135；

6. ∠ =240;

如根据上述测量数据，由第3点可知，电能表第2元件接入为A相。同时，由第6点可知三相电压为逆相序。因此判断接入电能表的相序为BAC。

根据上述分析及测量数数据，可绘制相量图如“图2”：

图2

根据同一相的电压与电流相位相近且电流在电压后一点的原则，由上图可知，第1元件：电压端子接Ub，电流进线端接-Ic；第2元件：电压端子接Ua，电流进线端接Ib；第3元件：电压端子接Uc，电流进线端接Ia；至此，可以根据以上信息更正电能表接线。

9、计算实际接线功率

根据上述测量数据及向量图，可得φ=15；

= * *cos(60-φ)=

= * *cos(120+φ)=-

= * *cos(120+φ)=

= + + =

10、求更正系数

因为K=P/P0

=3 cos(φ)/

=

因此，更正系数为 。

三、三相三线有功电能表的正确接法：

在高压三相三线系统中，电压互感器一般采用V型接法，且在二次侧接地，这种接线的优点是可少用一台单相单压互感器。三相三线有功电能表，电压互感器V型正确接法如下“图3”所示：

图3

一次侧两个单相PT接于AB和CB之间，第一只PT的非极性端B接到一次侧A相上，第一只PT的极性端A与第二只PT的非极性端相连接到一次侧B相上，第二只PT的极性端A接到一次C相上，则二次侧有四个相的抽头b、a，二次侧的接法与一次侧接法类似，也分别接成第一只PT的非极性端a与第二只PT的非极性端b相连接电能表的B相电压，但Ub要接地，第二只PT的极性端a接电能表的C相电压。简化后的电压互感器V型接线图如“图4”，三相三线有功能电表正确接线时的向量图如“图5”：

图4 图5

电能表计量的功率为元件1与元件2计量的功率之和：

当三相完全对称时，有

= cosφ

四、三相三线电能表接线检查方法

使用伏安相位表对低压带电流互感器的三相三线有功电能表进行接线检查分析。具体方法及步骤如下：

1、测量线电压

使用伏安相位表对三相三线电能表的第1、2元件表尾电压端子及接电端子进行线电压测量。正常情况下线电压为 =100V； =100V； =100V；若非100V需检查电压是否反接、电压接线是否牢固。

2、测量三相对地电压

使用万用表对三相三线电能表的第1、2元件电压端子、接电端子与接地点进行对地电压测量。正常情况下相电压为 =100V； =0V； =100V；测量为0V的元件端子表示接入的为B相。如果出现两个0V或全为0V或全为100V，则可判断为电压短接。

3、测量相电流

使用伏安相位表对电能表第1、2元件电流进线端子、接地端子进行相电流测量。正常情况下或测量得到 、 ，带CT的电流回路测量值一般为0-5A。若非此范围，则考虑为电流回路异常。

4、测量电流与电压的夹角

使用伏安相位表对电能表第1、2元件电流进线端子及电压端子进行电流与电压夹角测量。可测得 与 、 与 的夹角。测量到相关数值后，可以得到电流在向量图上的位置。

5、测量相序

使用伏安相位表对电能表第1、2元件电压端子进行线电压夹角测量。可测得 、 的夹角。正常情况下，夹角为120度为正相序；夹角为240度为逆相序。如有PT反接的情况下，夹角大于180度为正相序、夹角小于180度为逆相序。

6、测量表尾和CT的高低端

使用伏安相位表对电能表的电流进线端子、出线端子对接地端子进行电压测量。正常情况下，高端电压大于低端电压，接线正确。如果高端电压小于低端电压，该相接反。

7、分析测量数据

为具体说明分步骤，使用实例数据进行分析。已知负荷为感性，三相三线有功电能表测量数据如下：

1、 =100V； 100.2V； =100.2V；

2、 =100V； =100V； =0V；

3、 =2A； =2A；

4、∠ =340；∠ =340；

5、∠ =240;

如根据上述测量数据，由第2点可知，电能表第2元件接入为B相电压。同时，由第5点可知三相电压为逆相序。因此判断接入电能表的相序为ACB。根据上述分析及测量数数据，可绘制向量图如“图6”：

图6

根据同一相的电压与电流相位相近且电流在电压后一点的原则，由上图可知：第1元件：电压端子接Ua，电流进线端接Ia；接地端子接Uc；第2元件：电压端子接Ub，电流进线端接-Ic；至此，可以根据以上信息更正电能表接线。

9、计算实际接线功率

根据上述测量数据及向量图，可得

= * *cos(330+φ)

= * *cos(330+φ)

P0=P1+P2

=2*(UI*cos30*cosφ-sin30sinφ)

= UI ( )

10、求更正系数

因为K=P/P0

=

=

由上述测量及向量图可知： ，因此可求得更正系数为：K=1.11。

结束语：

熟悉使用相位伏安表测量电能表元件的电压、电流夹角，画出简单相量图，利用相量图对电能表进行接线分析，能有效对电能表的接线情况进行检查，确保三相电能表接线正确。同时，还能利用相量图对电能表的实际计量功率进行计算，并得出更正系数。为追补电量等后续工作提供数据。

致谢：

感谢中山供电局计量中心梁志文先生对本文提供了宝贵修改意见，感谢阳春供电局张智虎、李明利先生的核稿，谨此致谢。

参考文献：

【1】井斌，电能计量装置错误接线检查方法的探讨，《工业计量》，2012年增刊2

【2】朱志刚，现场检查电能表错接线方法，《农村电工》，2008年第16期

【3】张永忠，吕传方，高小东，李华明，袁丽君，三相三线电能表的相量分析与接线判断，《煤炭工程》 2008年第9期

【4】郑波等，“相位角表”在检查三相三线计量装置接线中的应用，《电测与仪表》2006年第5期