三相三线电能表正确接线的简易判别法

电力18讯：    三相三线有功电能表计量三相三线有功电能，有两种非标准正确接线方式：(1)元件1采用线电压UＢＣ和相电流ib，元件2采用线电压UAC和相电流iA，这种接线方式的瞬间功率表达式为P=UＢＣib+UACiA；(2)元件1采用线电压UＣA和相电流ic，元件2采用线电压UＢA和相电流ib，这种接线方式的瞬间功率表达式为P=UＣAic+UBAib。在三相三线系统中，如果B相接地，则这两种非标准接线方式就可能漏计电度。比如：高压两线一地输电方式或低压三相三线供电方式，B相在电能表外的电源侧和负荷侧若同时接地运行，则三相三线有功电能表必然漏计电度，因此通常不采用这两种接线方式。而常用的标准正确接线只有一种(如图1)，错误接线却有许多种。为了迅速地判别电能表接线是否正确，可采用下述简易方法：
　　(1)首先对任何正转的电能表，如果原电能表接线正确，通过三次对调任意两根电压进线后，三次电能表都应停转，如不停转或有一次不停转，则证明原电能表接线肯定有错误。因为原电能表接线如果正确，对调任意两根电压进线后，其功率计算如下：
　　①对调A、B两相电压(矢量图如图2a所示)其功率为：
　　P1=UBAIAcos(150°-φA)=-UIcos(30°+φ)
　　P2=UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)
　　P=P1+P2=0
　　②对调B、C两相电压(矢量图如图2b所示)，其功率为：
　　P1=UACIAcos(30°-φA)=UIcos(30°-φ)
　　P2=UBCICcos(150°+φC)=-UIcos(30°-φ)
　　P=P1+P2=0
　　③对调A、C两相电压(矢量图如图2c所示)，其功率为：
　　P1=UCBIAcos(90°+φA)=-UIcos(90°-φ)
　　P2=UABICcos(90°-φC)=UIcos(90°-φ)
　　P=P1+P2=0
　　三次对调电压进线后，从电能表的功率计算说明，如果原接线正确，在对调电压进线后都应停转(或有微动)。
　　(2)通过三次对调电压进线，如果电能表三次都停转，只能说明原电能表接线可能正确。电能表对调电压进线停转，只是电能表原接线正确的必要条件，还不是充分条件。为此还必须进一步进行判断。方法是：首先断开B相电压，此时电能表每分钟转数应为原接线电能表每分钟转数的一半。因为在原接线正确情况下，断开B相电压进线(参看图1虚线处断开)，其功率为：
　　P1=1/2UACIAcos(30°-φA)=UIcos(30°-φ)
　　P2=1/2UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)
　　P=P1+P2=　UIcosφ
　　从功率计算说明，在电能表正确接线时，断开B相电压电能表正转速度应降低一半。然后再把A、C两相电压进线对调，使电能表停转，继续进行断开电压进线的试验。先断开A相电源进线，则电能表的功率为：
　　P1=UCBIAcos(90°+φA)=UIcos(90°+φ)=-UIsinφ
　　再断开C相电源的电压进线，则电能表的功率为：
　　P2=UABICcos(90°-φC)=-UIcos(90°-φ)=UIsinφ
　　功率值P1和P2大小相等，方向相反。说明无论用户的功率因数如何，两次断线后，电能表的转数都应一样，但转向相反。
　　通过上述对调电压进线和分别断开一相电压进线后，观察电能表所处的状态，可以准确地判断电能表的接线是否正确。因为对电能表多种错误接线进行的综合分析和计算的结果表明，在任何错误接线的情况下，都不可能同时出现上述六种情况的组合。
　　例如将一次侧电源进线A、B、C相分别误接为C、A、B相，接线和矢量图如图3所示(图中ＵCA (AB)表示实际的UAB线电压误接为UCA线电压，其余矢量表表示类同。检查步骤如下：
　　①对调二次侧A、C两相电压；
　　②对调二次侧A、B两相电压；
　　③对调二次侧C、B两相电压。
　　三次对调任意两根二次侧电压进线后，出现三次停转(功率计算式略)。这说明原本错误的接线，在对调电压进线时也能引起三次电能表停转，它只是判定原电能表接线可能正确的必要条件，还要按照断开一相电压进线的方法作进一步地判断。步骤如下：
　　①首先断开B相二次电压进线，其功率计算式如下：
　　P2=UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)
　　当φ=0时转速正好慢一半，当φ≠0时，转速快慢与功率因数有关，不是正好慢一半。
　　②对调二次侧A、C相电压进线后分别断开A相和C相电压进线。断开A相时功率为：
　　P2A=UBCIBcos(30°+φB)=UIcos(30°+φ)
　　断开C相时功率为：
　　P1C=1/2UABICcos(90°-φC)=1/2UIsinφ
　　P2C=1/2UBAIBcos(30°-φB)=1/2UIcos(30°-φ)
　　断开A相和断开C相时的功率值没有出现大小相等、方向相反的情况。
　　由此已清楚判明原电能表接线有错误，完成了判明电能表接线正确与否的必要和充分条件。此例说明了在错误接线时三次对调任意两根电压进线后出现了三种电能表停转的情况，但按照断开一相电压进线的方法，没有出现另外三种情况。同样亦可举例说明与此相反的情况。
　　本文所介绍的简易方法，在现场实际操作中非常方便实用。