基于六角圖法的三相三線電能計量裝置錯誤接線判斷

樊璟

摘 要：用相位伏安表測出三相三線電能計量裝置的電壓電流相位角數據，通過六角圖確定進入電能表的電壓、電流，使技術人員能快速準確判斷三相三線電能計量裝置的接線錯誤類型，以便計算更正系數及退補電費，有效降低供電成本。

關鍵詞：三相三線電能計量裝置 六角圖 錯誤接線 更正系數

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0105-02

三相三線有功電能計量裝置所計電量大，其接線正確與否倍受電力貿易雙方的重視，該文通過測量接入電能表的電壓、電流及其相互間的相位、相序及接地點，進而畫出六角圖即可方便地判斷誤接線情況。

該文主要討論三相三線電能表錯接線情況：假設三相電路對稱，電流線和電壓線沒有相互接錯，電壓、電流回路沒有斷路和短路，三相電流沒有接入電能表。這樣，三相三線電能表的電壓端鈕共有6種可能的接法，其中，正相序有3種接法：Ua-Ub-Uc，Ub-Uc-Ua，Uc-Ua-Ub；逆相序有3種接法：Ua-Uc-Ub，Uc-Ub-Ua，Ub-Ua-Uc。電流端鈕有8種可能的接法：Ia，Ic；Ic，Ia；Ia，-Ic；-Ia，-Ic；-Ia，Ic；-Ic，Ia；Ic，-Ia；-Ic，-Ia。所以6組線電壓和8組電流可組成48種接線方式其中1種是正確的，其余47種都是錯誤，會引起計量失準。

1 測畫六角圖判斷三相三線計量裝置的誤接線方式

何為六角圖？即借用數字式伏安相位表、相序表等測量工具，在相量圖上畫出各被測量與選定參考量（一般為電壓相量）的相位關系來判斷誤接線方式的一種方法。三相電路里六個線電壓相互間的相位差均為60°，把各線電壓的箭頭端用虛線一一連接起來，就形成了一個六角圖，見圖1。必須注意，下述測量應在負載功率因數不小于0.8的情況下進行，否則不可按此判斷。

為了說明問題筆者將三相三線內部接線情況重繪于圖2。

三相三線電能計量裝置電能表二元件結構正常接線，第一元件電壓電流為UabIa，第二元件電壓電流為UcbIc，判斷錯誤接線需測量數據，一般用1、2、3來表示接入的位置，所以測量數據第一元件電壓電流為U12I1，第二元件分別電壓電流為U32I2。這樣畫相量圖時就可以把元件和相分開，元件指的是表尾一般用1，2，3來表示，相別用A、B、C來表示；如圖2。

分析步驟如下。

（1）需要測量的數據。

①測幅值：測量線電壓、電流的大小；它是必須的步驟，能直觀看出是否存在斷線問題，電壓可以用萬用表或相位伏安表進行測量；電流可以用鉗表或相位伏安表進行測量；測量數據包括：U12、U32、U31、U1—地、U2—地、U3—地I1、I2。該文不考慮電壓反極性，所以測得線電壓應都為100 V。

②需要測量的相位：∠U12U23、∠U12U31、∠U12I1、∠U12I2、∠I1I2，測量相位數據填入表1。

③找參考點：參考點有利于確定合適答案，并加速判斷；可以用萬用表的交流750 V檔位進行測量，黑表筆接觸裝置上U（b）電壓參考點，紅表筆分別接觸表尾三元件電壓U1、U2、U3，哪個與U（b）參考點的電勢（既電壓）為零，則表尾的該元件為Ub。

（2）相序判斷。

①∠U12U23=240°、∠U12U31=120°則逆相序；

②∠U12U23=120°、∠U12U31=240°則正相序。

（3）確定電壓相別。

三種正相序：abc、bca、cab；

三種逆相序：acb、bac、cba；

判斷出相序和Ub即可以使電壓相別唯一地確定下來。

（4）根據電壓相別繪出電壓相量圖。

可以先以相別定坐標，建立坐標系，然后：根據電壓相序標注元件電壓（以相序為Uabc為例），注意因為是矢量，所以上方應點點（見圖3）。

根據前面判斷的電壓相序，以及接地相判斷第一、二元件接入的電壓。然后在相量圖上標出U1、U2、U3，再畫出U12、U32。根據第四步確定的電壓相別就可以確定U1、U2、U3真實接入的電壓相別（見圖4）。

（5）根據∠U12I1、∠U32I2、∠I1I2找電流，在六角圖上畫出I1、I2。采取隨相判別法確定電流相序，如哪個電流不隨相則反相此電流再行判斷。感性負荷的情況下，電流滯后相電壓；容性負荷的情況下，電流超前相電壓。此時可以確定I1對應什么電流、I2對應什么電流。

（6）根據相量圖寫出各元件的功率表達式及總功率表達式：

P1=U12I1cos（x+φ） （1）

P2=U32I2cos（y+φ） （2）

P真=P1+P2 （3）

這里邊要注意的是，這是元件的功率表達式，指的對同一元件作功的電壓電流的乘積乘上功率因數，所以第一元件功率表達式一定要為第一元件電壓乘以第一元件電流乘以功率因數，同理第二元件一樣。x+φ為U12I1之間的相位角，φ為正確接線下功率因數角，所以通過相量圖得知U12I1之間的相位角，就可以求出x，一般來說90°/180°/270°等確定的角度值。同理可以求出y。

（7）根據功率表達式寫出更正系數表達式；

（4）

（8）計算更正系數和追退電量。

2 模擬仿真接線三相三線類錯誤接線查找

通過數字萬用表測量幅值和相位，即有了相量的長度和相位角兩個量，就能畫出各種接線下的六角圖，進而分析誤接線方式。

3 結語

通過六角圖法對錯誤接線的分析判定，可以快速判斷出誤接線的實際情況，且準確性高、快速簡便，使錯誤接線及時得到更正。該種方法可用于新裝檢查及稽查檢查等工作中，從而使電力貿易雙方利益都得到保證。

參考文獻

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