摘要：新型三相三线电能表的现场接线较为复杂，容易出现错接线问题，需要快速、精准对其进行判别。本文首先分析新型三相三线电能表错接线的判别原理，介绍其接线方式、判别流程以及具体判别方法。在此基础上，提出一种利用旋转相量图的快速判别方法。
关键字：三相三线电能表；错接线问题；快速判别方法
前言：电能表是电费计量装置，如果出现错接线问题，会导致计量结果出现错误，损害电力供应双方的利益，也容易引起电力公司与用户之间的纠纷。在众多电能计量错误的案例中，由电能表错接线引起的计费错误占据较大比例。这是由于新型三相三线电能表的接线过程较为复杂，容易出现错误。因此，在完成接线后，要采用快速、有效的方法对其接线正确性进行判断，发现错误及时更正。
一、新型三相三线电能表的错接线判别原理
（一）判别原理
新型三相三线电能表主要被应用与高压计量，整个计量系统由电压、电流互感器和三相三线电能表组成，装置之间的接线情况较为复杂，容易出现错误，而且采用常规方法难以有效判别。分别用Ua、Ub、Uc表示三相电压，用Ia、Ib、Ic表示三线电流。接入电表端的电压接线情况包括UaUbUc、UaUcUb、UbUaUc等六种，再加上电压互感器的极性接入错误，共有24种接线方式。电流接线情况于此类似，电能表端的接入方式有6种，再加上电流互感器可能出现的4种误接线情况，也有24种接线方式。电压和电流的接线组合则由576种可能，任何一个环节出现错误，都会影响最后的计量结果[1]。
根据这一情况，对新型三相三线电能表的错接线情况进行判别，主要包括以下几个步骤：（1）电压测量，判断电压相序是否正确，验证电压互感器极性；（2）电流测量，验证电流互感器极性；（3）相角或功率测量，验证电压电流的相夹角；（4）在六角图上绘制电压和电流的矢量图；（5）根据相位角余弦值判断电压和电流的矢量相别。
（二）基本判别方法
根据上述原理，在实际判别过程中，首先假设电能表的电压接线正确，即UaUbUc相序正确。如果根据相位表的测角结果定I1和I3，若为逆相序则逆时针转动相位角，在六角图中确定I1和I3。如果根据功率表的测量结果定I1和I3，则由对应电压的功率测量值在六角图中确定I1和I3。接下来根据电能表电压端子的实测电压相别，在六角图中标明，根据电流大小和相位角余弦值，顶出I1和I3的电流相别，同样在六角图中进行标注。如果是正相序，则相位角顺时针转动滞后，如果是逆相序，则相位角逆时针转动滞后。
另一种方法是先确定电压端子的电压相别，将正确的UaUbUc作为准测量数据，然后在六角图上确定I1和I3。在正确的Ua、Ub和Uc旁边标注出实际加错的电压，根据相位角余弦值和电流大小，定出I1和I3的电流相别，同样在六角图中标记清楚。无论是正相序还是逆相序，电压与电流的夹角按顺时针转动都为感性。根据实测表计的端子电压相别判断第一、第二元件的所加电压，根据I1电流判断第一元件的所加电流，根据I3电流判断第二元件的所加电流[2]。
二、新型三相三线电能表的错接线快速判别方法
（一）空间位置状态
新型三相三线电能表的A、B、C三相按顺相序连接，有Uab与Ucb、Ubc与Uac以及Uba与Uca三种连接方式。按逆相序连接，有Ucb与Uab、Uac与Ubc以及Uca与Uba三种连接方式，总共为六种组合方式。但是在空间位置上，只有三种状态：（1）顺相序情况下第一元件电压（U12）在Uab之上，第二元件电压（U32）在Ucb之下，逆相序情况下，U12在Ucb之下，U32在Uab之上；（2）顺相序情况下，U12在Ubc之下，U32在Uac之上，逆相序情况下，U12在Uac之上，U32在Ubc之下；（3）顺相序情况下，U12在Uca左边，U32在Uba右边，逆相序情况下，U12在Uba右边，U32在Uca左边。全部6个线电压相对位置如图1所示，该六角图是判断错接线的母版。
（二）快速判别方法
两相未知的电流相量之间成60°或120°角，使用虚线分别作出其反相量，得到两实、两虚四个相量，实线代表实际存在的相量，虚线代表辅助相量。两个实际相量为Ia和Ic，两个辅助相量为-Ic和-Ia。对一组接线情况进行判断时，虽然不确定实际相位关系，但只要存在三相电压，均可作出60°夹角的基本图形，比如上述空间状态的三种情况。以第一种空间状态情况为例，在顺相序情况下，线电压U12与线电压U32的夹角为300°，U32滞后，U12在上边的330°位置，U32在下边的270°位置。在逆相序情况下，U12在下边的270°位置，U32在上边的330°位置。在正相序和逆相序情况下，都以U12作为始边，根据相位表测量结构，确定I1和I2的相量位置。
图 1 六角相量图
如果负载为感性负载，夹角为60°的Ia和-Ic在参照相量Ua的右侧，若负载为容性负载，参照相量从Ia和-Ic相量夹角通过。通过转动线电压和相电流组成的四线相量图，使其分别处于三种空间状态的位置。在三种空间位置状态下，均能够发现相电流的实际相位。在感性负载情况下，电流处于第1象限和第3象限，在容性负载情况下，四个电流相量分别位于第1/2/3/4象限，从而能够对线电压和两个相电流作出正确判断。采取这种旋转相量图的方式，能够快速判断出三相三线计量装置在具体负载条件下的接线关系，从而实现对错接线情况的快速识别。
（三）实例分析
在现场实际测量过程中，三相三线电能表各元件的测量参数为U32滞后U12 300°，I1滞后U12 355°，I2滞后U12 295°。首先做出第一种空间状态图，以U12为基准，做出电流相量，并标出反相量。顺时针旋转组合相量120°得到第二种空间状态位置，发现四个相量均处于正确位置，此时U12为Ubc，U32为Uac，I1为-Ic，I2为Ia，但途中的电流不是容性，而是感性。因此将组合相量顺时针旋转得到第三种空间状态图，正好可以获得容性负载的电流位置。此时U12为Uca，U32为Uba，I1为Ic，I2为-Ia。采用这种方法可以快速判别出现场三相三线电能表是否存在错接线问题，从而为电能表的接线准确率提供保障。
结束语
综上所述，三相三线电能表可能出现多种接线情况，容易发生错接线情况，根据三相三线电能表的错接线判别原理，在基本方法基础上作出改进，采用旋转相量图的方法，可以提高错接线情况的识别效率。根据三相三线电能表的三种基本空间位置状态，对旋转后的相量进行判别，能够准确识错误的接线。
参考文献
[1]梁桥新. 新型三相三线电子式多功能电能表接线错误退补电量计算方法的改进——PQ更正公式法[J]. 科技风,2015,(15):17+28.
[2]陈霄,周玉,范洁,易永仙,陈刚. 新型三相三线电能表错接线快速判别方法研究[J]. 电测与仪表,2014,51(13):5-8.
论文作者:冯林林,房韫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：接线论文; 电压论文; 电流论文; 电能表论文; 相位角论文; 位置论文; 情况论文; 《电力设备》2017年第33期论文;