探討三相四線電能表錯誤接線對電能計量的影響

黃嘉偉

摘要：三相四線電能表錯誤接線勢必會對電能計量帶來影響，本文圍繞這些影響展開研究，剖析了錯誤接線模式下三相四線有功電表計量與正確接線時的誤差大小，而且通過三相電表校驗設備來驗證了有功電表的電能計量值。

關鍵詞：三相四線電能表;錯誤接線;電能計量;影響

0前言

三相四線電表在各個領域電能計量中得到了普遍應用，然而，電能表的計量準確度直接影響著各方的利益，所以，必須確保計量電表計量的準確度。因此，有必要分析錯誤接線下電能計量所面臨的威脅和不良影響。

1三相四線有功電能表電能計量原理

三相四線有功電表根據結構、運行原理能夠被劃分成：機電式電能表與電子式電能表，其中前者一般為三相四線三元件的電磁元件結構，三相電流與電壓都各自流經電能表的電流線圈、電壓線圈，彼此間產生工作磁通，同電能表中的測量部件彼此作用，從而調動表中的內轉盤來有規則地轉動，一般來說，驅動力矩尺寸和電流電壓值之間呈正相關關系，轉盤的轉動逐漸帶動表中的計度器各位字輪來轉動，使得用戶能讀出眼前的電能表所呈現的總計電能值。此類電能表的接線圖見下圖1所示：

電流IA，IB、Ic各自流經電表中第一元件、第二元件、第三元件的電流線圈，對應的電壓也UAN，UBN，UCN也對應聯在這三個元件的電壓線圈上，形成了以下圖2所示的向量關系圖。

電能=功率x時間，所以，不妨選擇功率來表示電能表的電能值，參照上面的向量圖能得出三個元件各自測出的電功率值：P1，P2，P3，各自用以下關系式表示：

三相四線電子式電能表一般包括：電壓互感器、電流互感器、高精度模數轉換器、高速度處理器以及數據接口等構成，由于受到高速數據處理設備的調控，可以把被測電路的各個相路的電流、電壓模擬信號等進行轉換、升級，變成數字信號，可以利用乘法器來算出各相的功率，并借助數字積分、誤差補償等得到精準的電能值，并利用求和電路把三相電能加起來，將此數值傳輸至儲存器內，為用戶提供準確的電能值，這一電子式電能表的接線圖大致相似。

2三相四線有功電能表錯誤接線的情況分析

以下主要圍繞一些重點情況或者具有代表性的情況來分析錯誤接線問題。

2.1A相電流互感器副邊反極性接線分析

這一接線錯誤的主要特征為：第一元件接入電流：-IA，其余的電參量維持穩定，其中錯誤接線也形成了自己的向量關系圖，通過向量關系圖能知道：電能表的三個元件，第一，第二，第三都折射出各自的有功功率，分別為：

參照上面的公式能看出，這一接線方法只能計算出將近30%的有功電能，真正的電能值應該在此數值基礎上乘以三。

2.2AC相電流元件相互交換的接線分析

這一接線錯誤具體體現在：各個電壓元件能正常地接線，電流Iα與Ic，各自從第三電流元件、第一電流元件等流向電能表，這種錯誤接線的向量關系也形成了自己的圖。

通過觀察向量圖能夠看出：電能表第一元件、二元件與三元件各自所呈現的有功功率分比為：p'1，P'2，P'3

通過以上公式能推導出：在這種情況下，電能表無論受到多重的電流負載，都難以算出計量電能。

2.3C相電流互感器副邊反極性，B/C相電壓元件調換接入的接線

這一接線的典型特征為：第三元件接入電流-Ic，B相電壓與C相電壓各自都是自第三電壓元件、第二電壓元件等來流進電能表，形成了屬于自己的錯誤接線向量關系圖，通過觀察向量圖能得出有功功率P'，

根據以上公式的分析能看出：按照這種錯誤接線模式，電能表功率和負載性質關聯密切，如果讓P'=p則能解出：cosj=0.65，計量最終的結果數據和正常接線的電能值達到一樣的水平，而且當cosj<0.65L，電能表運行較快，相反的任何其他情況則都意味著表運行較慢。

按照上面的三個例子能看出：電能表的錯誤接線容易導致各類型的誤差變化，具體的錯誤體現以下三大類：固定比例、無法測量以及參考當前負載性質決定這幾大類型，所以，現實的電力系統運行中因為錯誤接線所導致的用電結算糾紛中，應該分析出錯誤接線的類型，并科學地算出修正系數來對應編制解決方案。

3錯誤接線案例的驗證

以上三大類錯誤接線的案例都是在理想模型的前提下所獲得的結論，現實的用電環境中，無法具有案例中的理想狀態，因為電網系統可能出現局部失穩，用電負載出現異常等，流經電能表的電流電壓值未能達到一個理想模式下的平衡負載，這就要求對上面的三個例子加以驗證：

3.1錯誤接線的驗證方法

以高精準的檢測結果為目標選擇經過常規檢查的三相四線電子式電能表，用作檢測的對象，而且選擇三相電能表校驗設備來加以驗證，憑借調整每一項電流端、電壓端極性與接線端子的順序，將其同標準表加以對比，從中可以得出現實的電能計量誤差和理想的數值之間的差距。基于上面的錯誤接線得出：電能表各相測量元件算得的功率數據一般和流經此元件的電流、電壓幅值等有關，對于錯誤接線的驗證，如果電能表校驗設備難以運行某種接線模式，則可以選擇程控交流三相源，通過參考錯誤接線對應的向量圖，來靈活控制各相的電流因數、電壓因數與功率因數等，用來模擬錯誤接線的運行狀態。可以憑借三相四線電子式有功電能表的脈沖輸出和正常的電流電壓標準電表來對比，獲得現實的誤差大小。

3.2錯誤接線案例的驗證

可以將三相四線制載波電表當作被測試對象，專門驗證額定電壓、基本電流Ib條件下來加以檢驗，能夠得出以下三個驗證結果：

基于以上三個表，其數據結論和2.1-2.3分析的結果加以對比，驗證結果和理論分析結論大致契合，從2.1與2.2的錯誤接線案例中能看出：負載性質的浮動不會對電表的誤差變化帶來太大的干擾，然而，從第三種錯誤接線方式則能看出：負載性質的變化將很大程度地影響電能表誤差，正偏差與負偏差都出現過。

因為三相電能表校驗設備所傳出的每一個電流幅值、電壓幅值、功率因數都有某種偏差，在驗證一些造成電能表無法運轉的負載點時，電能表計量的總功率依然屬于非零數值。

4結語

憑借對三相四線制有功電表的錯誤接線的深入分析，理論計算能獲得現實的誤差值，也能利用電能表檢定設備來檢驗錯誤接線，最終所得出的結論能夠與理論分析一致。所以，對于電能表錯誤接線的問題，此研究可以提供參考依據。

參考文獻

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