三相三線有功電能表常見錯誤接線分析

張靜

摘要：電能計量裝置的計量準確與否直接關系到供用電雙方的經濟利益，影響電力企業電費的及時回收，因此預防和避免電能表故障及差錯成為電能計量工作的重要內容。文章通過分析電能表的電壓、電流相量圖，計算功率表達式及更正系數的方法，分析了典型的錯誤接線情況，并介紹了退補電量的計算方法，然后提出了錯誤接線的防范對策。

關鍵詞：三相三線有功電能表;相量圖;錯誤接線;電量追補;電能計量裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2016）04-0133-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.067

電能表是電能計量的重要器具，它的準確可靠直接關系到供用雙方的利益，是供用雙方關注的焦點，同時也是計量工作的重點。在日常、檢測和維護工作中，經常接觸到計量高電壓、大容量的三相三線有功電能表錯誤接線。在這種錯誤的運行狀態下，即使電能表和互感器本身的準確度很高，也達不到準確計量的目的。錯誤接線常常會使計量的電能值發生錯誤甚至無法計量，嚴重的還可能造成人身傷亡或儀器儀表、設備的損壞，同時也會給企業帶來一定的經濟損失。因此判斷和分析電能計量裝置接線錯誤類型，并對錯誤電量進行準確計算，是保證供用電雙方利益的關鍵。

1 三相三線有功電能表正確接線

在電力系統和電力用戶中，計量裝置的錯誤接線是有可能發生的，若有人為竊電的話，錯誤的接線更是花樣百出。單相電能表或直接接入式三相表，其接線較為簡單，差錯少，即使接線有錯誤也比較容易發現和改正;而高壓大工業用戶所使用的經互感器接入的三相三線有功電能表，則比較容易發生錯誤接線。因為是電流、電壓二次回路兩者的結合，再加上極性反接和斷線等就有很多種可能的接線方式。

1.1 三相三線有功電能表的正確接線

圖1是三相三線有功電能表經電流互感器和電壓互感器計量系統中有功電能表的接線圖：

在沒有中性線的三相三線系統中，IU+IV+IW=0，因此不論負載是否對稱，都可以不用其中一相電流就能準確計量三相電能。

不論負載是否對稱，三相三線有功電能表計量的功率是元件1和元件2各自計量的功率之和，即電能表計量的功率表達式是P=UUVIU+UWVIW。

1.2 三相三線有功電能表接線的判別方法

對于三相三線有功電能表的帶電檢查，需要經過對相關數據的測量和對各相量的分析，才可以得出錯誤接線的接線方式。在這里，我們主要分析的是電能表有計量的情況，在此情況下需要測試的有關數據有各線電壓值、電流值、UUV與IU相量夾角、UWV和IW的相量夾角、UUV與UWV的相量夾角。具體分析步驟如下：

三相三線帶電線路檢查，相關數據測量。需要測量的數據有：（1）測量電能表接線盒上各線電壓：UUV、UVW、UWU;（2）測量各電流值：IU、IW;（3）測量相關相角：UUV與IU相量夾角、UWV和IW的相量夾角、UUV與UWV的相量夾角。

根據以上步驟可畫出相量圖，計算得出功率表達式。

1.3 正確接線的相量圖

根據上述步驟，可畫出正確接線情況下的相量圖如圖2。

三相三線（兩元件）有功電能表計量元件1和元件2計量的功率分別是：

1.4 錯誤接線的更正系數

錯誤接線的更正系數K是在同一功率因數下，電能表正確接線應計量的電能值A與錯誤接線時電能表所計量的錯誤電能值之比，即：

根據上述公式，K可以理解為，正確接線應計量的電能值A是錯誤接線時電能表實際記錄的錯誤電能值的多少倍，所以根據K和就可以算出正確的電能值，從而進一步計算應退補的電能值。

K的值存在以下規律：（1），表明計量裝置少記電量;（2），表明計量裝置計量正確;（3），表明計量裝置多記電量;（4），表明計量裝置反轉。

2 常見錯誤接線及更正系數

2.1 短路及開路

依據1.2三相三線有功電能表接線的判別方法，測量各個數據，判斷電能表接線是否存在問題，首先應判斷電能表接線是否存在開路和短路情況：（1）如果測量出的電壓缺少UUV或UVW項，即UUV或UVW的值為零，則可能是U相或W相開路;若電壓值UUV、UVW為1/2倍的額定電壓值，則可能是V相電壓開路。（2）如果測量出的電流IU、IW有一項缺項，即有一項測量值為0，則可能是對應的電流線路有短路。

2.2 電壓回路接線錯誤

2.2.1 接入電能表電壓端鈕相序為U、W、V。接入電能表電壓端鈕相序為U、W、V時，其接線圖和相量圖如圖3所示：

由圖3可知，第一元件電壓UUW和電流IU的夾角為，第二元件電壓UVW和電流IW的夾角為，得到錯誤接線的功率表達式和更正系數：

錯誤接線時的功率表示此時電表停轉，無法通過更正系數來求得正確接線時的功率，為追收電費帶來一定程度的障礙。

2.2.2 接入電能表電壓端鈕相序為V、W、U。接入電能表電壓端鈕相序為V、W、U時，其接線圖和相量圖如圖4所示：

由功率表達式可推導出：（1）當負載為感性且時或負載為容性且時，表計量正確，但后者使表反轉。（2）當負載為感性且時，表不轉;當時，表反轉。

2.2.3 接入電能表電壓端鈕相序為W、V、U。接入電能表電壓端鈕相序為W、V、U時，其接線圖和相量圖如圖5所示：

錯誤接線時的功率表示此時電表停轉，無法通過更正系數來求得正確接線時的功率，為追收電費帶來一定程度的障礙。

2.3 電流回路接線錯誤

2.3.1 U相電流短接。

由圖6可知，加在第一元件的電壓和電流分別為UUV和-IU，其夾角是;第二元件上的電壓和電流為分別為UWV和IW，其夾角是，所以該錯誤接線的功率表達式和更正系數分別為：

由功率表達式可推導出：（1）當時，電表不轉，無法通過更正系數來求得正確接線時的功率。（2）當負載為感性且時，計量正確;負載為容性且cosφ=0.5時，表反轉，K=-1。（3）負載為感性，時，表正轉;負載為容性，時，表反轉;（4）當時，表快;當時，表慢。

2.3.2 W相電流反接。

由圖7可知，加在第一元件的電壓和電流分別為UUV和IU，其夾角是;第二元件上的電壓和電流分別為UWV和-IW，加在第二元件上的電流反向，故其夾角是，所以該錯誤接線的功率表達式和更正系數分別為：

由功率表達式可推導出：（1）當時，電表停轉，無法通過更正系數來求得正確接線時的功率。（2）當負載為感性且時，表反轉，K=-1;負載為容性且時，計量正確。（3）負載為感性，時，表反轉;負載為容性，時，表正轉。（4）當時，表快;當時，表慢。

2.3.3 U、W兩相電流互換。

（

由圖8可知，加在第一元件和第二元件上的電壓分別為和，由于U、W兩相電流互換，所以電流向量分別為和。第一元件電壓和電流的夾角為，第二元件電壓和的夾角為，所以該錯誤接線的功率表達式和更正系數分別為：

錯誤接線時的功率表示此時電表停轉，無法通過更正系數來求得正確接線時的功率，為追收電費帶來一定程度的障礙。

3 差錯電量的退補

對電能表錯誤接線進行分析的目的之一就是依據錯誤接線的計量情況求出實際電能值，使差錯電量得以退、補。

“退補電量”指的是根據計量裝置故障接線時所計量的錯誤電能值，計算用戶的真實用電量A，并且退還多交電費或補齊少交電費的過程。

退補電量的計算公式為：

在計算錯誤接線功率的時候，代入的電壓和電流值，必須是在錯誤接線時間段內電壓和電流測量值的算術平均值。三相三線電能表應以線電壓代入計算，三相四線電能表應以相電壓代入計算。

另外還存在一種情況，當錯誤接線功率時，電能表不轉動，更正系數在實數范圍內無法求出，不能根據上述計算公式來確定退補電量。此時應認真復核分析，弄清發生錯誤接線的時間，再與用戶充分溝通，以錯誤接線前的平均用電量作參考來進行電量的退補。

4 錯誤接線防范對策

相量法是檢查三相三線有功電能表接線是否正確的有效工具，但相量圖法有一個缺點就是它要求電能表已經投入使用，有電壓和電流。但是在電能表的安裝和驗收時通常電能表還未投入使用，所以驗收時可做升流實驗來初步判斷接線是否正確。

嚴格規范電能計量裝置的安裝，確保電能計量裝置無缺陷投入運行是防止電能表錯誤接線的有效手段。根據規范安裝電能計量裝置，防范錯誤接線的要求，提出以下對策：（1）嚴格按照相關規程進行計量裝置的設計審查、安裝和驗收，嚴防出現互感器錯發、錯裝或同一組互感器變比不同等惡性差錯。（2）加強電能表、互感器二次回路、二次負荷的現場檢驗，以便及時監督檢查發現問題。（3）封閉電能計量裝置的關鍵部位，采用高質量的牢固鉛封，防止人為更改計量裝置接線。（4）推廣使用誤差穩定、精確度高、性能優良的計量產品，制定電能表檢定、檢修工作質量標準，加強各工序工作質量監督，完善實驗制度，提高檢定工作質量。（5）完善計量管理制度。一是明確工作要求，使電能計量各個環節的工作條理有序，職能層次分明，減少各個環節工作的重疊和漏洞，提高整體工作效率;二是使電能計量管理標準化、精細化、專業化，使每一項工作有章可循，有據可查，并且有人負責和監督。

5 結語

電能計量裝置正常運行及其故障接線分析和判斷，是計量技術工作中極其重要的組成部分，計量裝置的規范化管理也是供電企業必須解決的一個難題，這其中包括對檢定、安裝、運維等眾多環節的深層次理解和對這些環節高標準的審查。只有這樣，才能減少計量裝置的故障發生率，為客戶提供更加優質的服務，為國家節省更多的自然資源，并為企業創造更高的經濟效益。

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（責任編輯：蔣建華）