三相三线电能表TV二次接地点失去时的错接线分析

刘超男，田雨辰，徐 东

（1.国家电网有限公司技术学院分公司，山东 济南 250002；2.国网章丘供电公司，山东 济南 250200）

0 引言

随着国家电网“三集五大”管理体系的建立和完善， 电网企业本身的管理已全部实现程序化和规范化。但对广大用户用电的检查、稽查、防窃电等，一直存在较大的难度。究其原因：一是检查人员的技术水平和检查手段较弱； 二是错误接线以及各种窃电手段层出不穷。根据国家电网的不完全统计，我国每年由此产生的电费损失都在200 亿元以上。所以，加强用户用电的检查，提高技术人员技术素质，减少电费损失是我们所面临的迫切任务。

电能表的错误接线种类较多， 尤以三相三线电能表错误接线最为复杂。在不考虑电压互感器（TV）、电流互感器（TA）断线和短路的情况下，电能表电压接线有24 种组合，电流有32 种组合，从而使电能表有768 种接线组合，除了一种是规范接线外，其余都是错误接线。 再考虑TV、TA 断线和短路，错误接线种类将会超过18 432 种。

对于错误接线， 以往都是对这些错误接线一一进行罗列，即在已知电压、电流错误接线的情况下进行分析。 但在现场工作中，电能表的电压、电流错误接线往往是未知的， 这就需要一套科学的现场带电检测和分析方法。本文着重解决了容性负载下TV 二次V 相接地点失去时电能表表尾数据的测试问题、表尾测试数据的判断方法问题以及表尾测试数据的分析方法问题， 即如何根据测试数据进行科学合理的分析，最后得出正确的结论。

1 电力系统中容性负载的定义

根据国际电工委员会推荐的约定， 感性负载与容性负载的复功率表达参见图1，分别为：

感性负荷：

容性负荷：

式中：U 为相电压，V；I 为相电流，A。

图1 虚平面上U 和I 的相量关系

基于上述约定方法得出的功率表达式为：感性负载下：

容性负载下：

由以上分析可知， 感性负载下， 电流滞后于电压，功率因数角为正，即：ψu-ψi=φ；容性负载下，电流超前于电压，功率因数角为负，即：ψu-ψi=-（ψi-ψu）=-φ。但无论是感性负载还是容性负载， 有功功率是一样的。 感性负载时，负荷吸收无功功率，无功功率为正值；容性负载时，负荷发出无功功率，无功功率为负。因此，分析三相三线电能表错误接线时，感性负载下功率因数角为φ，容性负载下功率因数角为-φ，这样得出的有功功率表达式都为正值， 而无功功率表达式感性为正，容性为负。

2 容性负载下V 相接地点失去时的简易分析方法

经TV、TA 接入的三相三线电能表，要分析其接线是否正确，首先需要进行表尾数据的测量，在未知接线的情况下，表尾端子定义如图2 所示。

图2 错误接线时表尾端子定义

在接线未知的情况下， 将三相三线电能表的表尾电压端子记为U1、U2、U3，第Ⅰ、Ⅱ计量元件接入电压分别记为U12、U32，接入电流分别记为I1、I2。 如图 2所示。

V 相接地点失去（或不许测量对地电压）时，具体测试步骤如下：

测试步骤共分为四步，具体内容见表1。

因为三相三线电能表所接电流互感器均采用两只，且都是四线制接线，不存在V 相电流接入，所以，根据表尾测试数据，通过绘制相量图，可分析判断电能表接线方式。 具体分析方法见表2。

表1 三相三线电能表常见错误接线表尾数据测试步骤

表2 以 为参考相量时错误接线分析方法

表2 以 为参考相量时错误接线分析方法

步骤 内容 备注初步判断，排除电压、 电流回路短路、断相等故障。一根据三相线电压、 两电流大小是否对称，可初步判断电压、电流回路无短路、断相等故障五 确定表尾接入电压、电流根据相量图中电压、电流相量的“随相关系”及无“无“相电流等特点确定表尾电压、电流接入方式四 画出电流相量 根据 12 与 1、 2 的相位差，确定表尾接入电流在相量图中的位置三 画出电压相量以 1 为参考相量，根据电压相序，按顺时针或逆时针画出其余两相对称电压 2、 3，画出线电压 12 与 32 在相量图中的位置确定电压相序二根据 12 与 13 的相位差，判定表尾电压接入相序。 30 位、120 差、300 差为正相序，60 相、240 序、330 序为逆相序

3 案例解析

下面通过举例说明上述方法的具体分析步骤。

某用户负荷为容性， 月平均功率因数cosφ=0.89，三相三线电能表表尾电压电流测量数据如表3所示，相位差测量数据如表4 所示，试分析该电能表接线方式并求出更正系数。

表3 电压、电流测量数据表

表4 相位差测量数据表

由表3 可知，三相线电压大小基本相等，无电压回路断相及TV 反接等情况；两元件电流大小基本相等，电流回路无短路、开路等情况。

图3 确定电压相量

图4 确定电流相量

由于三相三线电能表不存在V 相电流， 且相量图中 U、V、W 的转向始终为顺时针。 图 5 中，可看出与反向的之间有一个合理的夹角，即功率因数角φ，即两者符合随相关系，￧和￦ 之间也有一个合理的夹角φ，即两者也符合随相关系，且电流超前于电压φ 角，表明该负载性质为容性。

图5 确定电流相量

4 结论

电能表的正确接线是实现准确计量的前提，此方法依据表尾测量数据，运用相量图法，将三相三线电能表涉及到的4 个参数绘制到相量图中， 根据电压电流的随相关系， 准确定位电压电流相量在图中的位置，实现了快速、准确判断分析三相三线电能表感性及容性负载下的错误接线， 大大缩短了用电检查人员的接线分析、技术比武及现场查线时间，提高了工作效率，具有很高的推广应用价值。