三相三线电能表误接线对计量的影响王岩

三相三线电能表误接线对计量的影响王岩

王岩

（国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司辽宁省丹东市118000）

摘要：三相三线电能表是在电力计量需求发展以及计量技术进步的条件下，在电力系统运行中应用的一种新计量装置。应用三相三线电能表在进行电能情况的计量过程中，由于电力系统中的电流互感器的相序以及极性错误问题，会容易造成三相三线电能表在进行接线计量应用中，出现误接线问题，从而对于电能表计量装置的计量结果造成一定的不利影响。本文主要分析探讨了三相三线电能表误接线对计量的影响情况，以供参阅。

关键词：三相三线；电能表；误接线；计量；影响

1电能表误接线

在实际运行中，电能表出现误接线时会产生的现象有如下几种：一是，指针不转；二是，指针反转；三是，指针正转，但计量出的电量数与实际用电情况不相符，从而导致电力计量不准情况出现。根据实践经验来看，电能表误接线情况产生的原因有如下几个：一是，计量柜柜内的接线出现连接错误；二是，电能表安装时，现场施工存在接线错误情况；三是，用户在窃电时，将电能表接线连接错误。其中，电能表安装现场施工出现接线错误的情况比较常见，主要是电极的极性弄反和二次回路线互换接线错误两种情况，并且，上述几种原因也可能同时发生。另外，电能表的误接线除了上述几个原因外，还有可能是电压相序出现错误情景、电压出现断线问题、电流出现断线问题等。因此，在实践过程中，需要根据实际的接线情况进行相量分析,结合电能表实际运行情况，计算出实际的有功功率与无功功率的计算表达式，则可以推测出电能表误接线给电力计量带来的影响。现对常见的电能表误接线情况进行分析。以单相电子式防窃电电能表的现象连接为例。在接线连接现场有三块上述类型的电能表，如图1所示，分别用A、B和C来表示，其中，1和3为电能表的进线连接端，2和4为电能表的出现连接端。在实际安装过程中，采用B电能表的零线进入端是在B电能表的零线出线连接端，一般情况下，在普通感应式电能表中，采用这种零线接线方式，电能的计量可以完全保持正常和正确计量。但是，在进行单相电子式防窃电电能表的安装时，假设C电能表的运行正常，A电能表和B电能表保持不运行状态，A电能表和B电能表的用电量会错误地记录为C电能表的用电量，因此，A电能表和B电能表的窃电指示灯会突然显示，从而表明电能表连接出现异常情况。对电能表连接的整个情况进行分析，在C电能表运行正常、A电能表和B电能表不运行的情况下，C电能表的负荷电流会经过C电能表的相线和零线电流互感器，C电能表的一切显示是正确的，非常可靠地完成了C电能表的电力计量。但是，C电能表的负荷电流也同时经过了A电能表和B电能表的零线电流互感器，由此可见，实际上A电能表和B电能表的电流经过量为零，电表会选取零线电流进行计量，致使A电能表和B电能表的电力计量与C电能表相同，导致电力计量出现错误情况。将整个电路中电流的四个连接端分别与电能表的四个端子相连接，同时，将电路电压的三个连接端与电能表的另外三个端子相连接，根据相关理论和计算公式，将电流和线路电压的夹角设定为某个数值，通过采用计算公式将电流需要计量的各元件的电能和线路总电能计算处理。将上述夹角转换为其它数值时，将电能表的不同计量记录下来。根据相关计算显示，当夹角小于三十度时，电能表的电力计量会比实际运行的电能多；在夹角为三十度时，电能表的计量与实际运行的电能相同。由此可见，电能表接线出现二相电流极性和三相电压连接错误的情况，即极性连接相反和电压连接顺序错误，使电能出现严重接线连接错误现象。

图1第一种错误接线方式

2三相三线电能表误接线对计量的影响

2.1A、C两相元件接错时

(1)第一元件接入IC，第二元件接入IA：根据向量图1（a）得出：有功计量功率为：PI=UABICcos(90°-φ)；PⅡ=UCBIAcos(90°+φ)；P'=PⅠ+PⅡ=UIcos(90°-φ)+UIcos(90°+φ)=0；（式中PⅠ-第一元件所计有功功率；PⅡ-第二元件所计有功功率；P'-表计计量总功率）。(2)第一元件接入-IC，第二元件接入-IA时，根据向量图1（b）得出有功计量功率为：PⅠ=UABICcos(90°+φ)；PⅡ=UCBIAcos(90°-φ)；P'=PⅠ+PⅡ=UIcos(90°+φ)+UIcos(90°-φ)=0。以上两种接法，计得有功功率为零，有功电能表不走，无法计量有功电量。由此也不考虑无功电能表的计量。(3)第一元件接入IC，第二元件接入-IA，根据向量图分析，可知：有功计量功率为：PI=UABICcos(90°-φ)；PⅡ=UCBIAcos(90°-φ)；P'=PⅠ+PⅡ=UIcos(90°-φ)+UIcos(90°-φ)=2UIsinφ。无功电能表中第一元件通入电压UBC、电流IC；第二元件通入电压UAC、电流-IA，且由于电压线圈回路中电阻R的作用，使电压磁通向量与电压向量由原来的90°变为60°，相当于各相元件相应电压相位超前30°角，所以无功功率计算可以写成：QⅠ=UBCICcos(150°+30°+φ)=-UIcosφ；QⅡ=UACIacos(150°+30°+φ)=-UIcosφ；Q'=QⅠ+QⅡ=-2UIcosφ（式中QⅠ-第一元件所计无功功率；QⅡ-第二元件所计无功功率；Q'-表计计量总无功功率无功表反转）。(4)第一元件接入-IC，第二元件接入IA根据向量图分析有功计量功率为：PⅠ=UABICcos(90°+φ)；PⅡ=UCBIAcos(90°+φ)；P'=PⅠ+PⅡ=2UIcos(90°+φ)=-2UIsinφ无功计量功率为：QⅠ=UBCICcos(30°-φ-30°)=UIcosφ；QⅡ=UACIAcos(30°-φ-30°)=UIcosφ；Q'=QⅠ+QⅡ=2UIcosφ这种情况下有功电能表反转，无功表正转。

图1≦向量图

2.2A、C两相元件极性分别接反时

(1)第一元件接入-IA,第二元件接入IC根据向量图分析可知:有功计量功率为:PⅠ=UABIAcos(150°-φ)；PⅡ=UCBICcos(30°-φ)；P'=PⅠ+PⅡ=UI×[(cos150°cosφ+sin150°sinφ)+(cos30°cosφ+sin150°sinφ)]=UIsinφ。无功计量功率为:QⅠ=UBCICcos(90°+30°+φ)=UIcos(120°+φ)；QⅡ=UACICcos(150°-30°-φ)=UIcos(120°-φ)；Q'=QⅠ+QⅡ=UIcos120°cosφ=√3/2×UIcosφ此时,无功表反转。(2)第一元件接入IA,第二元件接入-IC为:根据向量图分析可知:有功计量功率为:PⅠ=UABIAcos(30°+φ)；PⅡ=UCBICcos(150°+φ)；P'=PⅠ+PⅡ=UI×[(cos30°cosφ-sin30°sinφ)+(cos150°cosφ-sin150°sinφ)]=-UIsinφ。无功计量功率为:QⅠ=UBCIAcos(90°-30°-φ)=UIcos(60°-φ)；QⅡ=UACICcos(30°+30°+φ)=UIcos(60°+φ)；Q'=QⅠ+QⅡ=UIcos60°cosφ=√3/2UIcosφ此时,有功表反转,无功表正转。(3)第一元件接入-IA,第二元件接入-IC为:根据向量图分析可知:有功计量功率为:PⅠ=PⅠ=UABIAcos(150°-φ)；PⅡ=UCBICcos(150°+φ)；P'=PⅠ+PⅡ=UI×[(cos150°cosφ+sin150°sinφ+cos150°cosφ-sin150°sinφ)]=-2UIcos150°cosφ=√3UIcosφ。无功计量功率为:QⅠ=UBCIAcos(90°+30°+φ)=UIcos(120°+φ)；QⅡ=UACICcos(30°+30°+φ)=UIcos(60°+φ)；Q'=QⅠ+QⅡ=-UI(sin120°sinφ+sin60°sinφ)=-√3UIsinφ这种情况下有功表和无功表皆反转。根据以上分析,可以归纳出如下结果,见表1。

表1三相三线电能表误接线对应的功率查对表

当然,电能表的错接线除了上述几种外还有电压相序错误、电压断线、电流断线等情况,但只要能根据实际的接线进行向量分析,得出实际的有功功率与无功功率的计算表达式,也就可得知计量失误的影响。

结束语

总之，三相三线电能表误接线问题对于电能表电能计量结果的准确性会造成较大的影响，进行电能表误接线计量影响分析，有利于避免电能表误接线问题发生，保证电能计量的准确性。

参考文献

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