淺談三相三線電能表錯(cuò)誤接線測(cè)量與分析

摘要：我國(guó)電力系統(tǒng)中，35kV變電站中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)、10kV用電變壓器高壓側(cè)為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)廣泛采用三相三線電能計(jì)量接線方式。由于設(shè)備檢修等原因，三相三線電能計(jì)量錯(cuò)誤接線時(shí)有發(fā)生，及時(shí)糾正電能計(jì)量接線錯(cuò)誤，尤其是在執(zhí)行一般工商業(yè)用戶分時(shí)電價(jià)、執(zhí)行現(xiàn)貨交易、功率因數(shù)考核采用最大需量結(jié)算等用戶，電能計(jì)量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性以及供電企業(yè)線損分析和治理方面，對(duì)于供電企業(yè)和用戶公平公正電能計(jì)量極為重要。本文主要從雙鉗伏安相位表使用方法入手，闡述三相三線電能表錯(cuò)誤接線相關(guān)變量測(cè)量技巧以及基于六角圖的計(jì)量錯(cuò)誤接線常見分析方法，希望對(duì)用電檢查等人員的三相三線電能表錯(cuò)誤接線分析提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量;三相三線電能表;錯(cuò)誤接線;測(cè)量;分析方法

隨著時(shí)代的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)更加穩(wěn)定，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備投入力度加大，電力用戶用電負(fù)荷激增，越來越多的電力用戶采用低壓供電方式已經(jīng)不足以滿足生產(chǎn)力，導(dǎo)致更多用戶申請(qǐng)專線用電。其中部分用戶為滿足生產(chǎn)使用需要，直接從35kV變電站引出10kV專線用電；當(dāng)不具備從變電站直接引出專線供電時(shí)，部分用戶從供電部門10kV供電線路引出10kV分支線路供以專用變壓器即公線專變用電。上述兩種方式中，在用戶變壓器高壓側(cè)均無中性點(diǎn)接地，即為中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)。在上述情形下供電方與用電方的電能計(jì)量中，有兩種計(jì)量方式：一種是三相三線電能計(jì)量；一種是三相四線電能計(jì)量。但是上述兩種計(jì)量方式中，當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)，中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)采用三相四線接線方式無接線附加計(jì)量誤差，但當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或其電力系統(tǒng)單相接地、發(fā)生系統(tǒng)并聯(lián)諧振等因素，會(huì)影響計(jì)量準(zhǔn)確性，嚴(yán)重影響電能安全穩(wěn)定運(yùn)行。而采用三相三線接線方式，既無接線附加計(jì)量誤差，又不會(huì)因?yàn)殡妷翰黄胶狻蜗嘟拥亍⒉⒙?lián)諧振等因素影響準(zhǔn)確性和安全性，因此中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)應(yīng)采用三相三線接線方式［1］。為此為了三相三線電能計(jì)量裝置接線正確，使供電企業(yè)和用戶間的這桿電能計(jì)量裝置的“秤”準(zhǔn)確計(jì)量，避免供用電方雙方計(jì)量差錯(cuò)，極大地降低供用電雙方利益受損。尤其是在當(dāng)今供電企業(yè)在執(zhí)行一般工商業(yè)用戶分時(shí)電價(jià)、部分電力用戶執(zhí)行現(xiàn)貨交易和功率因數(shù)考核采用最大需量結(jié)算等的用戶，對(duì)于電量計(jì)量的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性尤為顯得重要，避免供電企業(yè)和用戶結(jié)算的電量電費(fèi)存在極大爭(zhēng)議。同時(shí)，電能計(jì)量的準(zhǔn)確性也為供電企業(yè)及時(shí)查獲用戶是否有私自增容等違規(guī)用電提供有效分析和處理方法，也為供電企業(yè)在電能計(jì)量線損管控方面提供有力的分析幫助，及時(shí)止損，降低供電企業(yè)的電量損失。因此，供電企業(yè)電能計(jì)量人員掌握電能計(jì)量錯(cuò)誤接線測(cè)量與分析十分必要。另外在三相三線電能計(jì)量和三相四線電能計(jì)量中，三相三線電能計(jì)量錯(cuò)誤接線測(cè)量與分析難度大。因此本文進(jìn)一步從經(jīng)常使用的電能計(jì)量測(cè)量?jī)x表雙鉗伏安相位表使用方法入手，詳細(xì)介紹雙鉗伏安相位表的使用后，重點(diǎn)闡述三相三線電能表計(jì)量的相關(guān)變量通過雙鉗伏安相位表測(cè)量技巧以及三相三線電能表錯(cuò)誤接線的常見分析方法，對(duì)三相三線電能表接線從儀器儀表使用到測(cè)量以及分析，形成一套較為完整的測(cè)量與分析方法。

1雙鉗伏安相位表使用技巧

采用向量圖分析三相三線電能表錯(cuò)誤接線分析時(shí)，需先測(cè)量三相三線電能表表尾相電壓、線電壓、電能表第一元件和第二元件電流值大小，以及線電壓與各相電流、線電壓與線電壓相位關(guān)系，常使用的測(cè)量?jī)x器為雙鉗伏安相位表，本文以SMG2000E型號(hào)的雙鉗伏安相位表為例介紹其使用和測(cè)量方法。

為方便相應(yīng)數(shù)據(jù)的測(cè)量和分析，本文將三相三線電能表表尾電壓端子依次標(biāo)記為U1、U2、U3，電能表第一元件和第二元件分別接入線電壓分別標(biāo)記為U12和U32，第二元件和第一元件線電壓標(biāo)記為U31，接入電流分別標(biāo)記為I1、I2，以下均使用該方法進(jìn)行介紹。

1.1使用前應(yīng)先對(duì)雙鉗伏安相位表進(jìn)行檢查

首先，檢查是否在試驗(yàn)合格范圍內(nèi)，外觀是否完好，有無臟污，顯示屏是否有損壞，旋轉(zhuǎn)開關(guān)是否完好。按下電源鍵，檢查其電池電量是否充足，如無電量需要及時(shí)更換電池后方可使用。其次，檢查紅黑表筆是否完好，有無破損，電流卡鉗是否完好，電流卡鉗金屬部位是否有鐵屑等其他鐵磁性物質(zhì)，如存在需處理后方可使用。

1.2測(cè)量電壓值

將其紅黑表筆分別插入U(xiǎn)1或U2對(duì)應(yīng)的電壓高端和電壓低端，測(cè)量相電壓時(shí)，黑表筆有效接在接地端，紅表筆有效接觸三相三線電能表各相電壓端子處，旋轉(zhuǎn)開關(guān)至對(duì)應(yīng)的U1或U2，分別測(cè)量各相電壓值。測(cè)量相間電壓值時(shí)，需將紅黑表筆分別接入U(xiǎn)1和U2，旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至U1、U2擋，依次測(cè)量出U12、U32、U31線電壓值。

1.3測(cè)量電流值

根據(jù)實(shí)際負(fù)荷電流大小，按照先大電流擋位后進(jìn)行小電流擋位，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“I1（或I2）10A（或2A、200mmA）”量程擋，每相電流進(jìn)線分別置于雙鉗伏安相位表電流鉗中央，以保證測(cè)量電流值更加接近實(shí)際值。

1.4測(cè)量電壓電流相位

在測(cè)量前，需要對(duì)雙鉗伏安相位表相位滿度進(jìn)行校準(zhǔn)，其方法是按下電源鍵，待其屏幕顯示正常后，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)調(diào)到“360°”擋位，旋轉(zhuǎn)“360°”校準(zhǔn)電位旋鈕，使雙鉗伏安相位表顯示屏顯示360°，即校準(zhǔn)完畢。

1.4.1測(cè)量線電壓相位

將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至擋，分別將U1和U2電壓測(cè)試線插入雙鉗伏安相位表，電壓高端接紅色表筆，電壓低端接黑色表筆。如測(cè)量U12U32相位時(shí)，U1和U2低端通過插接方法使用鱷魚夾夾持在一起后接入三相三線電能表對(duì)應(yīng)的U2電壓端子，U1高端表筆插入對(duì)應(yīng)電能表表端U1電壓端子，U3高端表筆插入對(duì)應(yīng)電能表表端U3電壓端子，測(cè)量出的值即為U12U32相位角，其他線電壓相位角以此方法進(jìn)行測(cè)量。

1.4.2測(cè)量電壓—電流相位

將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至擋，并將所測(cè)電壓從U1端接入，所測(cè)電流通過I2電流卡鉗中央，此時(shí)需要注意卡鉗箭頭方向需和電流流入電能表方向一致，否則會(huì)造成測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤。

1.5使用需注意事項(xiàng)

（1）電池電量低時(shí)，顯示器右上角會(huì)顯示“+-”號(hào)，此時(shí)需及時(shí)更換相應(yīng)型號(hào)電池。

（2）如該儀器檢測(cè)儀表長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，應(yīng)將電池取出，待使用時(shí)裝入電池。

（3）電流卡鉗為防止銹蝕或其他鐵屑等磁性物質(zhì)引起測(cè)量不準(zhǔn)，需將電流卡鉗涂上儀表脂，使用時(shí)擦去儀表脂，使用后再涂上儀表脂。

（4）該儀表因絕緣等級(jí)等方面因素僅用于二次回路以及低壓回路檢測(cè)，不能采用高壓檢測(cè)，避免觸電危及人身和設(shè)備安全。

2三相三線電能表表尾數(shù)據(jù)測(cè)量方法

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量前，須嚴(yán)格按照電力安全相關(guān)規(guī)定辦理工作票，準(zhǔn)備好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工器具。進(jìn)入工作場(chǎng)所時(shí)應(yīng)先檢查需要使用的防護(hù)用品以及安全工器具，如安全帽、絕緣鞋、絕緣手套、驗(yàn)電器等是否在試驗(yàn)周期范圍內(nèi)。檢查測(cè)量時(shí)至少由兩人進(jìn)行操作，一人監(jiān)護(hù)一人操作。工作前應(yīng)先對(duì)電能計(jì)量表箱等裝置及鄰近設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)電，確保安全后方可開始工作。

（1）測(cè)量三相三線電能表端線電壓U12、U32、U31。測(cè)量相間電壓即線電壓值時(shí)，需將紅黑表筆分別接入U(xiǎn)1和U2，將雙鉗伏安相位表旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)到U1、U2擋，依次測(cè)量出U12、U32、U31線電壓值。

（2）測(cè)量三相三線電能表表端相對(duì)地電壓U10、U20、U30。將雙鉗伏安相位表旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)到U1擋，電壓表筆一端可靠接地，一端分別觸及電能表的電壓端子。

（3）測(cè)量電能表兩元件電流I1、I2。用雙鉗相位伏安表電流鉗插入儀表端I1或I2孔，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的電流擋位，電流鉗分別測(cè)量表中兩元件電流I1和I2。

（4）測(cè)量U12和U32間相位差。將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至擋，相位伏安表U1擋取1、2間線電壓，相位伏安表U2擋取3、2間線電壓，進(jìn)行測(cè)量U12和U32間相位差。

（5）測(cè)量線電壓U12與I1、I2相位差。將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至擋，相位伏安表U1擋取1、2間線電壓，使用雙鉗伏安相位表I2擋分別鉗入第一元件I1和第二元件I2，分別測(cè)量出U12I1和U12I2相位差。此處測(cè)量時(shí)為了節(jié)約時(shí)間和便于處理分析，一般不測(cè)量U12I1和U32I2兩組相位差。

3三相三線電能表常見錯(cuò)誤接線分析方法

一般情況下，用戶負(fù)載以感性為主，而感性負(fù)載在正常情況下功率因數(shù)一般在0.8～1之間，對(duì)應(yīng)功率因數(shù)角一般在0°～40°之間。在表尾電壓確定下，即可根據(jù)以下測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)即可進(jìn)行相應(yīng)錯(cuò)誤接線分析，本文主要以感性負(fù)載在三相電壓正常、三相負(fù)荷平衡情況下進(jìn)行分析，并將不正常情況下可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的簡(jiǎn)述。

三相三線電能表現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤接線分析方法較多，如二次側(cè)斷b相法等，現(xiàn)主要以較為常用且基本的向量圖分析方法進(jìn)行主要介紹。通過上述測(cè)量后，分別得出三相三線電能表表尾線電壓U12、U32、U31、U10、U20、U30、I1、I2大小，U12U32、U12I1、U12I2相位差。向量圖分析方法有兩種：一種以Uu為參考向量;一種是以U1為參考向量［2］。

3.1Uu為參考向量分析方法

（1）以正確向量圖為基準(zhǔn)，即以Uu為參考向量，Uv、Uw按順時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)120°和240°得到正確情況下的基準(zhǔn)向量圖。

（2）依據(jù)線電壓U12、U32、U31判斷電能表表端三相電壓有無失壓或相應(yīng)的電壓互感器二次接線有無反接。當(dāng)U12、U32、U31均在100V左右，則三相電壓無失壓現(xiàn)象或電壓互感器二次接線無反接情況；當(dāng)出現(xiàn)U12、U32、U31中出現(xiàn)0V時(shí)，說明有斷相情況；當(dāng)出現(xiàn)173V電壓時(shí)，說明對(duì)應(yīng)的電壓互感器二次接線有反接情況。

（3）依據(jù)三相測(cè)得的對(duì)地電壓U10、U20、U30，確定v相，因三相三線電能表所接電壓互感器一般為Vv接線，二次側(cè)v相一般接地，所以二次側(cè)V相對(duì)地電壓為0V，即為v相。在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，正常情況下，三相對(duì)地電壓中有兩相電壓在100V左右，另一相電壓在0V左右，0V左右相為v相。

（4）依據(jù)I1、I2測(cè)得電流大小，確定I1、I2電流有無短路或開路現(xiàn)象。三相負(fù)載平衡情況下，I1、I2大小接近，當(dāng)I1、I2中出現(xiàn)0A情況，說明對(duì)應(yīng)的相電流有短路或開路現(xiàn)象，需進(jìn)一步核查二次接線。

（5）依據(jù)U12U32相位差，判斷表端接線實(shí)際電壓相序。當(dāng)U12U32相位差為300°時(shí)，說明三相電壓為正相序，當(dāng)U12U32相位差為60°時(shí)，說明三相電壓為逆相序。根據(jù)U12U32相位差，確定表端三相電壓正相序還是逆相序，并結(jié)合3.1（3）內(nèi)容所確定出來的v相，進(jìn)一步確定表端每一相對(duì)應(yīng)的電壓。并確定表尾U12和U32所對(duì)應(yīng)的實(shí)際電壓。如U12、U32、U31均為100V左右，U12U32相位差為300°，U10為0V，則可判斷出U12對(duì)應(yīng)表端電壓為Uvw、U32對(duì)應(yīng)表端電壓為Uwu，根據(jù)確定的Uvw、Uwu，分別在基準(zhǔn)向量圖上對(duì)應(yīng)畫出向量。測(cè)得相位差若為300°時(shí)，則接入電能表三相電壓為正相序；若為60°時(shí)，則接入電能表的三相電壓為逆相序，若測(cè)得相位差不為上述兩個(gè)角度，則存在其他非常規(guī)錯(cuò)誤接線。

（6）依據(jù)U12I1、U12I2相位差，分別在3.1（5）內(nèi)容基礎(chǔ)上，分別畫出I1、I2所在向量圖位置，得出錯(cuò)誤接線情況下向量圖。

（7）依據(jù)三相三線電能表正常接線情況下，應(yīng)滿足三符合原則即各電壓和電流相位關(guān)系應(yīng)符合正相序;各電壓向量和對(duì)應(yīng)電流向量相位差應(yīng)分別符合隨相關(guān)系；各個(gè)向量間的關(guān)系符合正常情況，以進(jìn)一步分析實(shí)際三相三線電能表端錯(cuò)誤接線情況。

3.2U1為參考向量分析方法

（1）依據(jù)U12U32所測(cè)得相位差，判斷接入表尾端三相電壓相序。如其相位差為300°，則三相電壓為正相序，如其相位差為60°，則三相電壓為逆相序。

（2）以U1為參考向量，根據(jù)3.2（1）的內(nèi)容所測(cè)得電壓相序，畫出U2、U3、U12、U32向量。

（3）依據(jù)U12I1、U12I2向量差，畫出I1、I2向量。

（4）依據(jù)U10、U20、U30電壓大小，其中為0V的相則為v相，并在向量圖中畫出對(duì)應(yīng)v相。

依據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)向量圖后，結(jié)合3.1（7）的方法判斷電能表表尾接入的電壓電流關(guān)系，確定錯(cuò)誤接線情況。

3.3根據(jù)3.1和3.2的內(nèi)容進(jìn)行分析

根據(jù)3.1和3.2的內(nèi)容分析得出錯(cuò)誤接線向量圖后，以正常的向量圖為基準(zhǔn)，進(jìn)一步判斷電能表實(shí)際錯(cuò)誤接線方式，并根據(jù)以上方法將測(cè)試數(shù)據(jù)來進(jìn)一步計(jì)算更正系數(shù)和電量退補(bǔ)，更正系數(shù)是正確電量與錯(cuò)誤接線電量的比值，因電能電量是功率和時(shí)間的關(guān)系，通常使用對(duì)應(yīng)的功率進(jìn)行更正系數(shù)K計(jì)算，即正常接線下功率P正與錯(cuò)誤接線下功率P錯(cuò)比值，從而應(yīng)退補(bǔ)電量為W退補(bǔ)=W正-W錯(cuò)=W錯(cuò)×（K-1）。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)電力系統(tǒng)中，35kV變電站中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)、10kV用電變壓器高壓側(cè)為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)廣泛采用三相三線電能計(jì)量接線方式，中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)采用三相三線電能計(jì)量方式保證了負(fù)荷不平衡時(shí)對(duì)電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)也保證了其他電力系統(tǒng)中如諧波、單相接地等因素造成的電能計(jì)量誤差影響。因此掌握三相三線電能計(jì)量的相關(guān)變量測(cè)量和分析方法十分重要。在測(cè)量變量時(shí)，需要掌握常用的儀器儀表使用方法，本文通過詳細(xì)介紹測(cè)量需要使用的主要儀器雙鉗伏安相位表的使用方法，打下良好測(cè)量三相三線電能計(jì)量相關(guān)變量的基礎(chǔ)。掌握測(cè)量方法后，根據(jù)測(cè)得的相關(guān)變量進(jìn)一步闡述三相三線電能表常見錯(cuò)誤接線分析方法，形成較為完善的測(cè)量與分析方法，為其錯(cuò)誤接線電量誤差分析奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過有效分析，達(dá)到計(jì)量準(zhǔn)確可靠，接線正確統(tǒng)一，避免了違規(guī)用電和電量電費(fèi)糾紛，從而有效降低了供電企業(yè)電量損失。同時(shí)電能計(jì)量的正確性，是供電企業(yè)提供線損分析和治理的前提，只有將電能計(jì)量的這桿“秤”使之正確計(jì)量，為實(shí)時(shí)分析和治理線損提供有力支撐依據(jù)十分有效。

參考文獻(xiàn)：

［1］吳安嵐，李書躍，鄭小平.電能計(jì)量基礎(chǔ)及新技術(shù)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

［2］劉超男，杜文學(xué).電能表錯(cuò)誤接線現(xiàn)場(chǎng)帶電檢查與分析［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2016.

作者簡(jiǎn)介：陳耀（1991—），男，漢族，貴州遵義人，本科，助理工程師，研究方向：電能計(jì)量。