三相三线电能表误接线对计量的影响

陈贺

【摘 要】在新装计量装置中由于电流互感器相序、极性的错误导致电能表的误接线，造成电能计量的不准确。本文列举了几种三相三线电能表常见的误接线，通过向量分析推导出电能表误接线时所反映的有功、无功功率表达式，进而求出其对计量的影响。

【关键词】三相三线制电能表 误接线 更正系数

【中图分类号】R363.1+24【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0402-02

电能计量是电力商品交易中的"一杆秤"，它的准确与否直接涉及到供用电双方的经济利益。同时供电单位将计量管理，列为线损率管理的先决条件。

由于一般10kV及以上的高压系统均采用三相三线的供电方式，所以高压系统大多采用三相两元件电能表计量电能。三相三线电能表的接线并不复杂，但由于疏忽，特别是附有电压互感器与电流互感器的电能表，错接的机会较多。三相三线电能表错接线时会产生许多怪现象：有的不转，有的反转，有的随负载功率因数角的变化有时正转，有时反转，有的虽然正转，但计量出的电量数与实际不相符。由于电压互感器的电压相序可由相序表判断，错误的可能性较小，本文着重讨论电流互感器错接线对电能计量的影响。如果将电流互感器的二次线接错，共有八种接线，其中1种可以正确计量电能，有2种电能表不走，有3种电能表反转，有2种电能表虽正转，但计量出的电能是错误的。假设三相负载是平衡对称的，即有如下关系：

UA=UB=UC=Uφ，IA=IB=IC=I，φa=φb=φc=φ，正确的接法为有功电能表第一元件接入UABIA，第二元件接入UCBIC。相角差为60°的无功电能表第一元件接入UBCIA，第二元件接入UACIC，有功功率为，无功功率为。下面分别列出在负载对称时，不同接线方式下的三相三线有功电能表，和60°接线无功电能表的计量功率表达式及更正系数。

1 A、C两相元件接错时

（1）第一元件接入IC，第二元件接入IA：

根据向量图1（a）得出：

有功计量功率为：PI=UABICcos（90°-φ）

PⅡ=UCBIAcos（90°+φ）

P=PⅠ+PⅡ=UIcos（90°-φ ）+UIcos（90°+φ）=0

式中≦PⅠ-第一元件所计有功功率

PⅡ-第二元件所计有功功率

P-表计计量总功率

（2）第一元件接入-IC，第二元件接入-IA时，根据向量图1（b）得出有功计量功率为：

PⅠ=UABICcos（90°+φ）

PⅡ=UCBIAcos（90°-φ）

P=PⅠ+PⅡ=UIcos（90°+φ）+UIcos（90°-φ）=0

以上两种接法，计得有功功率为零，有功电能表不走，无法计量有功电量。由此也不考虑无功电能表的计量。

（3）第一元件接入IC，第二元件接入-IA，根据向量图分析，可知：

有功计量功率为：PI=UABICcos（90°-φ）

无功电能表中第一元件通入电压UBC、电流IC；第二元件通入电压UAC、电流-IA，且由于电压线圈回路中电阻R的作用，使电压磁通向量与电压向量由原来的90°变为60°，相当于各相元件相应电压相位超前30°角，所以无功功率计算可以写成：

QⅠ=UBCICcos（150°+30°+φ）=-UIcosφ

QⅡ=UACIacos（150°+30°+φ）=-UIcosφ

Q=QⅠ+QⅡ=-2UIcosφ

式中≦QⅠ-第一元件所计无功功率

QⅡ-第二元件所计无功功率

Q-表计计量总无功功率

无功表反转

（4）第一元件接入-IC，第二元件接入IA

根据向量图分析

有功计量功率为：PⅠ=UABICcos（90°+φ）

PⅡ=UCBIAcos（90°+φ）

P=PⅠ+PⅡ=2UIcos（90°+φ）=-2UIsinφ

无功计量功率为：

QⅠ=UBCICcos（30°-φ-30°）=UIcosφ

QⅡ=UACIAcos（30°-φ-30°）=UIcosφ

Q=QⅠ+QⅡ=2UIcosφ

这种情况下有功电能表反转，无功表正转。

2 A、C两相元件极性分别接反时

（1）第一元件接入-IA，第二元件接入IC

根据向量图分析可知：

有功计量功率为：PⅠ=UABIAcos（150°-φ）

PⅡ=UCBICcos（30°-φ）

P=PⅠ+PⅡ=UI×[（cos150°cosφ+sin150°sinφ）+（cos30°cosφ+sin150°sinφ）]=UIsinφ

此时，无功表反转。

（2）第一元件接入IA，第二元件接入-IC为：

根据向量图分析可知：

有功计量功率为：PⅠ=UABIAcos（30°+φ）

PⅡ=UCBICcos（150°+φ）

P=PⅠ+PⅡ=UI×[（cos30°cosφ-sin30°sinφ）+（cos150°cosφ-sin150°sinφ）]=-UIsin

无功计量功率为：

QⅠ=UBCIAcos（90°-30°-φ）=UIcos（60°-φ）

QⅡ=UACICcos（30°+30°+φ）=UIcos（60°+φ）

此时，有功表反转，无功表正转。

（3）第一元件接入-IA，第二元件接入-IC为：

根据向量图分析可知：

有功计量功率为：PⅠ=PⅠ=UABIAcos（150°-φ）

这种情况下有功表和无功表皆反转。

根据以上分析，可以归纳出如下结果，见表1。

当然，电能表的错接线除了上述几种外还有电压相序错误、电压断线、电流断线等情况，但只要能根据实际的接线进行向量分析，得出实际的有功功率与无功功率的计算表达式，也就可得知计量失误的影响。