三相三线计量装置接线故障简化分析

2011-05-24朱振军

山东电力技术 2011年3期

韩帅，朱振军

（1.华北电力大学，河北保定 071003；2.山东潍坊开发区华为电气有限公司，山东潍坊 261061）

0 引言

电能计量装置包括各种类型的电能表、计量用的电压、电流互感器及其二次回路等。故障接线、断相或短路等情况会给电能计量带来很大误差，给国民经济造成很大损失。供电管理人员在知道故障类型的情况下，通过计算更正系数就可以准确计算出差错电量，从而合理的退补电量来保障供、用电双方的经济利益。在对Y/Y型三相三线电路计量装置的各种错误接线类型进行全面分析的基础上，根据画出的相量图得到在各种错接线情况下的线电压与相电流之间的相角以及线电压/相电流的模值。这样，工作人员在知道接线类型的情况下就可以省去画相量图的过程，根据相位角表以及数值表中的数据直接进行更正系数的计算，达到退补电量的目的。

1 三相三线（Y/Y型）电能计量装置接线

高压网络一般采用三相三线电路，通过三相两元件电能表对经过电压、电流互感器后的二次回路进行电能计量。线路中电流互感器多为两相星形接法，而电压互感器接线方式主要分为带两个互感器的V/V型接线和带三个互感器的Y/Y型接线，不同的接线方式对计量的影响并不相同。主要针对三相三线电路中Y/Y型互感器接线方式时错误接线故障的分析。

在图1中，三个电压互感器（TV1、TV2、TV3）的二次侧回路构成了Y/Y型接线，分别接到A相、B相和C相的电压上，大写字母为一次侧端，小写字母为二次侧端。a、b相的相电压构成了第一元件的线电压，即＝-；c、b相的相电压构成了第二元件的线电压，即=-。A、C相电流分别经过电流互感器TA1、TA2后的二次侧电流、构成第一元件、第二元件的相电流。

正常情况下，电能表测得电量为第一元件和第二元件测得电量之和。将电能表的示数值乘以电压互感器和电流互感的倍数，就是三相回路中实际消耗的电能。当有接错线或其它计量故障的情况时，实际用电度数和电能表计量数之间存在很大的误差。在后面的小节中将会重点分析计量故障的各类情况及解决方法。

图1 Y/Y型三相三线电能计量装置正确接线图

2 常见错接线的向量图分析

电压、电流互感器的引入使得计量装置二次线路增多，大大增加了接线错误的几率，相序逆序、互感器极性接反等错误接线是造成计量故障的主要原因。

2.1 错误接线分类

分析的故障主要包括TV回路二次侧错误接线、TA二次侧错误接线、电压相序逆序、电流相序错误等，下面具体分析每一类可能的错误接线情况。

电压互感器：正确接线，TV1回路二次侧反接，TV2回路二次侧反接，TV3回路二次侧反接，TV1、TV2回路二次侧反接，TV1、TV3回路二次侧反接，TV2、TV3回路二次侧反接，TV1、TV2和TV3回路二次侧均反接共8种情况。

电流互感器：正确接线，第一元件所接互感器反接，第二元件所接互感器反接，第一、二元件所接互感器均反接共4种情况。

电压相序：ABC，BCA，CAB，ACB，BAC和CBA共6种情况。

2.2 向量图分析

电压互感器接线、电流互感器接线、电压相序接线和电流相序接线中每一类的接线可与其它类任意组合。三相三线Y/Y型接线向量图中只涉及到线电压与相电流两个向量，线电压由电压相序与电压互感器接线组合而确定，相电流由电流相序与电流互感器接线组合而确定，下面举例说明分析过程。

（1）电压相序与电压互感器组合。

（2）电流相序、电流互感器组合。

各种线电压与相电流在向量图中的表示如图2，通过计算可得到任意上述的线电压与相电流的夹角。假设每一相的电路对称，则每一相电压与其相电流夹角都为φ，Ua＝Ub＝Uc＝U，Ia＝Ib＝Ic＝I。

图2 三相三线电能计量装置Y/Y型接线向量

3 向量图得到相位角表

通过计算可得到图2中任意线电压与相电流的夹角（电流滞后电压的角度）。表1、表2、表3、表4、表5分别是在图2的基础上得来。表1、表2、表3列出了线电压、相电流及其夹角之间的关系；表4、表5分别列出了线电压、相电流的数值大小。这样就可以根据实际错接线方式，不画出向量图，通过查阅相位角表/数值表，直接列出电能量表达式，从而方便的计算出更正系数。

表1 a、b相构成的线电压相位角表

表2 a、c相构成的线电压相位角表

表3 b、c相构成的线电压相位角表

表4 线电压的数值表

表5 相电流的数值表

在上述2.2的例子中，我们分析得到的第一元件的电压、电流分别为、，查表3得第一元件的相电流、线电压夹角为60°-φ，查表4得线电压数值大小为U，查表5得相电流数值大小为I；第二元件的电压、电流为、，查表2得第一元件的相电流、线电压夹角为60°-φ，查表4得线电压数值大小为U，查表5得相电流数值大小为I。则故障期间电量为：