浅谈几种典型的三相三线电能计量装置错接线分

分类：应用电子技术时间：热度：984

电能计量作为计量工作的一个重要组成部分，是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术水平和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业的形象而且影响电能贸易结算的公平、公正和准确、可靠，关系到电力企业、广大电力客户和老百姓的利益。电能表的计量准确性可以通过电能计量检定机构(国家授权由电力企业计量检定部门检定，一般是供电企业的计量中心)的校验得到保证，而现场接线的准确性，不仅取决于装表人员的工作责任心、业务水平及工作的熟练程度，而且由于电力客户法律、法规意识谈薄、有意窃电，致使计量装置错误接线，直接影响到计量的准确性。因此做好电能计量装置错接线分析非常重要。
电能计量装置正确接线（简化）如下图所示：

笔者在工作实践中经常出现的典型的三相三线电能计量装置错接线有以下几种：
①电压相序反
②电压互感器一次(或者二次)断相：
③电压互感器极性反：
④电流相序反
⑤电流短路：
⑥电流互感器一次(或者二次)断相：
⑦电流互感器极性反
⑧电流表尾反：
分析、判断：
首先：分析电流

若I₁=I₂= I_合≠0，则说明电流互感器极性正确或两个互感器极性均反、无短路、断路现象，接下来进行第二步分析；
若I₁=I₂≠0、I_合为I₁或I₂的倍，则说明电流互感器有一相极性接反，接下来进行第二步分析；
若I₁、I₂中有为0值的则说明该相断路；
若I₁、I₂中有为很小值（几乎为0但≠0）的则说明该相短路；

其次：分析电压（这里只考虑电压故障中仅有一相断线，且仅有v相接地的可能）
1）、分析U₁₀、U₂₀、U₃₀确定v相
1、若U₁₀、U₂₀、U₃₀中有且仅有一相为0V则可确定该为0V相对应的端钮为v相且v相未断线并接地良好，接下来进行第二步的2）条分析；
2、若U₁₀、U₂₀、U₃₀全不为0V且其中三个值与线电压相近似，一个值与其它两个值相差较大则可确定电压最小的所对应的端钮为v相,且v相断线可能性大，接下来进行第二步的2）条分析；
3、若U₁₀、U₂₀、U₃₀全不为0且三个电压值与相电压相近似则可确定其中有一相电压值最小的相所对应的端钮为v相且v相未接地，接下来进行第二步的2）条分析；
2）、分析U₁₂、U₃₂、U₃₁判断有无断相和反极性
1、若U₁₂、U₃₂、U₃₁均为线电压100V，则电压互感器无断线、无极性反（或两个极性均反）；
2、若U₁₂、U₃₂、U₃₁有一个为线电压100V，另两个之和为100V，则必有一相断线，其中电压为100V的电压向量所缺的端钮号为断线相（例如测得其中U₃₁=100V，则U₃₁中缺少的2号端钮即为断线相）或两个电压之和为100V的电压向量所共有的端钮号为断线相（例如：U₁₂=33.3V，U₃₂=66.7V，U₁₂+U₃₂=100V， U₁₂、U₃₂共有2号端钮，则2号端钮为断线相）；
3、若U₁₂_、U₃₂、U₃₁有一个为173V，另两个为100V，则无断线，但有一相PT反极性；
4、若U₁₂、U₃₂、U₃₁有一个为173V，另两个之和为173V，则有一相PT反极性，且有一相断线，，其中电压为173V的电压向量所缺的端钮号为断线相（假设U₃₁=173V，则U₃₁中缺少的2号端钮既为断线相）或两个电压之和为173V的电压向量所共有的端钮号为断线相（例如：U₁₂=115.3V，U₃₂=57.7V，U₁₂+U₃₂=173V， U₁₂、U₃₂共有2号端钮，则2号端钮为断线相）；
最后：通过相位夹角确定相序
根据第一步和第二步的分析情况，结合相位夹角确定相序和相别
1)、当电流无短路、断路时
1、电压无断路、反极性，只是相序错误
①、根据测试结果确定电压相序，比较

、

（或

、

），若

超前

60°则x为w相y为u相，若

超前

60°则y为w相x为u相，如图作出向量图并根据第二步确定的v相标注上u、v、w相对应的端钮标号，然后作出U₁₂、U₃₂向量。
②、根据所测数据画出I₁、I₂的向量；根据记录的φ₁= 在向量图上以U₁₂为基准，顺时针旋转φ₁角由此得到第一元件通入的电流I₁；同理根据φ₂= 得到第二元件所通入的电流I₂。（也可以以U₃₂为基准根据、来确定I₁、I₂，并用其他角度来验证）；
③根据所画两元件中电流I₁、I₂进行分析，依据负载的性质和功率因素（感性、Wosφ＞0.5）按照电流就近于相应相电压的原则（若有电流反极性，则靠近相电压的反向延长线）确定电流的相别。
2、电压断线（根据第一步1）、2）分析确定出v相和断线相）：
①根据测出的相对地电压U₁₀、U₂₀、U₃₀判断出v相，另外根据所测线电压U₁₂、U₃₂、U₃₁值来判断断线相，全电压（或称满电压即100V）下标中不含有者为断线相；
②作出两个向量图，以定好的v相对应端钮为基准，分别按正序（顺时针）和反序（逆时针）标出端钮编号，按方法一找出全压相与电流I₁、I₂的夹角，以全压相为基准分别在正序图和反序图中画出I₁、I₂，依据电流就近相应相电压原则，比较两个向量图，观察I₁、I₂在哪个向量图上的位置分布更加合理（以不出现v相电流为合理），从而确定实际电流的相别。
③由于有一相断线，则从电压数据中不能确定PT是否还存在反极性，在不允许不恢复的情况下应分PT无极性反和有极性反两种情况分别分析，所以答案将有两种。
④若允许恢复，应在判断出断线相后恢复断线相并重新测量数据，然后按无断线方式分析判断。但在写功率表达式和求更正系数时仍应按断线时求取。#p#分页标题#e#
⑤由于有一相断线，根据电工学原理可知非全压相所测的数据其实质是全压相在两块表的电压回路上的分压值，它们与全压相是方向相同、大小不等的向量。应注意它们与正确接线时的向量的本质区别。
⑥判断断相后，分析第一元件、第二元件电压。
电压互感器断线分一次断线和二次断线两种情况，可以通过测量电压互感器二次出线端钮间的电压U_uv和U_vw来判断。当U_uv=U_vw=100V 时则说明一次没有断线而是二次断线；当U_uv、U_vw中有一相不为100V时则说明一次相应相断线。
当三相三线高压有功表和无功表机械表接于同一电路时，某一相电压断相，该电压并不为0，而是由有功表和无功表内部电感线圈的分压来决定。
Ⅰ）、一次断线：
当一次断U相时，第一元件电压为U₁₂=1/2U₃₂（在这里我们认为理论上各个电感线圈的阻抗是相等的，两个单相电压互感器励磁阻抗相等），第二元件电压还为U₃₂；当一次断V相时，第一元件电压U₁₂=1/2U₁₃，第二元件电压为U₃₂=1/2U₃₁；当一次断W相时，第一元件的电压还是U₁₂，第二元件的电压U₃₂=1/3U₁₂。
Ⅱ）、二次断线时：
当第一个表尾断相时，第一元件电压为U₁₂=1/2U₃₂（在这里我们认为理论上各个电感线圈的阻抗是相等的），第二元件电压还为U₃₂；当第二个表尾断相时，第一元件电压U₁₂=2/3U₁₃，第二元件电压为U₃₂=1/3U₃₁；当第三个表尾断相时，第一元件的电压还是U₁₂，第二元件的电压U₃₂=1/3U₁₂（具体分析见下面的有功表和无功表接于同一电路时的断相分析）。
3、电压极性反（无断线）
①根据第一步、第二步的分析判断确定v相和反极性，然后以已确定的v相对应端钮为基准分别作出两个向量图，假定U_xv为U_uv和U_xv为U_wv两种情况，且该相极性正确，按1中的方法作出向量图，依据电流就近相应相电压的原则判别电流布局是否合理来确定x是u相还是w相，以确定好相别并在正确的图中标注端钮编号；
②由于仅有两台电压互感器，但以某一相为基准确定为正极性时，另一相则为反极性；同理，以另一相为基准定为正极性时，则相对应的则为反极性。故根据所选参考基准不同，可以分别作出两种不同组合方式，但其更正系数是相同的。两种形式均正确。
③由于有极性反接，分析第一元件电压U₁₂、第二元件电压U₃₂时，应根据向量图实际作出的向量来写功率表达式。
2）、当电流有短路、断路时，
我们应该通过比对测量判断出是短路还是断路，并确定是哪一相然后恢复。判断方法是用钳形表分别测量电能表表尾电流和电流互感器二次端钮出线的电流，若两者均为0，则说明该相电流互感器断路；若电流互感器二次端钮出线的电流正常，而电能表表尾电流几乎为0，则说明该相电流互感器短路。恢复后再按上述无短路、断路方法测量判断。由于电流互感器采用的是V/v₀分开四线制连接方式，所以不应有V相I_v电流出现。根据电工知识有

,即

。极性正确时有I_u=I_w=I_v，若有一相极性接反则有I_u+I_w=

I_v。如出现相电流极性反，测量相应元件进出电流线的对地电压来判断哪种极性反。
①CT极性反与表尾反的区别：即CT极性反是指从CT二次出线端K₁、K₂与联合接线盒之间的电流线接反；表尾反是指从CT二次出线K₁、K₂未接反，只是从联合接线盒到有功电能表的电流进出线接反；
②相电流进线对地电压＞相电流出线对地电压，则为CT极性反；
③相电流进线对地电压＜相电流出线对地电压，则为电流表尾反。
其中：
I₁为第一元件电流回路的电流进线（或出线）有效值；
I₂为第二元件电流回路的电流进线（或出线）有效值；
I_合为第一元件电流回路的电流进线和第二元件电流回路的电流进线合并测量的（或它们的出线）有效值；
电能表电压端钮从左到右依次记为1、2、3号端钮，则：
U₁₂表示第1号端钮与第2号端钮间的电压有效值（即第一元件电压回路的电压有效值）；
U₃₂表示第3号端钮与第2号端钮间的电压有效值（即第二元件电压回路的电压有效值）；
U₃₁表示第3号端钮与第1号端钮间的电压有效值；
U₁₀表示第1号端钮对地电压的有效值；
U₂₀表示第2号端钮对地电压的有效值；
U₃₀表示第3号端钮对地电压的有效值；
表示第一元件电压向量U₁₂超前第一元件电流向量I₁的角度；
表示第一元件电压向量U₁₂超前第二元件电流向量I₂的角度；
表示第二元件电压向量U₃₂超前第一元件电流向量I₁的角度；
表示第二元件电压向量U₃₂超前第二元件电流向量I₂的角度；