三相四线有功电度表接线分析研究

【摘要】 电能是一种清洁、方便的能源，无论在工农业生产中，还是在日常生活中，已经不可或缺。由于电力生产的特殊形式，电力生产的发、供、用电的每个环节都存在着记录电能，考核电能的特殊要求。因此，凡用电的地方都有记录电能的仪表—电度表，其用量的巨大和普及性，以及作为计量的特殊性，是其它任何仪表无法相比的。本文介绍了三相有功电度表的各种正确接法及经过电流互感器、电压互感器接入低压及高压系统计量的接法，还介绍了几种容易接错的接法，并提出了接线分析判断依据。

【关键词】 三相四线有功电度表 接法 电流互感器 电压互感器 功率 向量一、三相四线有功电度表的接线方式

1.1三相四线有功电度表

三相四线有功电度表是按三表法的测量原理构成的。三相四线有功电度表按电磁元件结构数可分为三线四线二元件（如DT1型）和三相四线三元件（如DT862a型）两种形式。图1是三元件DT862型。

三相四线两原件电度表只有两组电磁元件，其接线特点是：B相电流线圈分别绕在A，C两个电流磁铁上，但绕向相反；同时不要B相电压，与三相四线三元件电度表比较，少一个电磁元件。

1.2二元件三相四线电度表

这种电度表的接线方式如图2（a）、（b）所示。由图可见，电流IA，IC和IB分别通过第一元件（图中左边）和第二元件的电流圈的基本线圈（N1）和附加线圈（N2）。因此，A相和C相电流元件通过的总电流分别为：（IA-IB）和（IC- IB）；电压UAN和UCN分别并接于第一元件和第二元件的电压线圈上。图2（a）接线的向量关系如图2（c）所示。

式（1-1）乘以用电时间为三相四线电路中的有功电能。上式推导是在对称条件下得出的，只要三相电压对称，不论负载是否平衡，都能够正确计量电能。也就是说这种结构的电能表只适用于在简单不对称电路中测量有功电能。

式中，UX、U分别为相电流和线电压（UX指UA、UB、UC；IX指Ia、Ib等）；IX、I分别为相电流和线电压（Y形负载电路IX=I）；Ua、Ub和Uc分别为A-N、B-N和C-N间的电压（即A、B、C三相相电压）；φA、φB、φC分别为A相、B相和C相功率因数角（即相应相电压与相电流之间的夹角）。

1.3三元件三相四线电度表的接线

三元件三相四线有功电度表的接线方式如图3（a）、（b）所示。

其电流IA、IB和IC分别通过第一元件（图中左边）、第二元件（图中中间）和第三元件（图中右边）的电流线圈；电压UAN、UBN和UCN分别并接于第一元件、第二元件和第三元件的电压线圈上。其向量关系如图3（c）所示。

由上式推导结果表明：三元件电度表不论电压是否对称，负载是否平衡，都可以正确计量三相四线电路中的电能。这种结构的电度表适宜于复杂不对称电路测量有功电能。

二、三相四线有功电度表错误接线实例分析

2.1三相四线有功电度表的正确接线

图4（a） 三相四线有功电度表正确接线

三相四线有功电度表正确接线如图4所示。图4（a）是3个元件的三相四线有功电度表的标准接线方式，电流ia、ib和ic分别通过元件1、2、3的电流线圈，电压Ua、Ub、Uc分别接到元件1、2、3的电压线圈，最适宜于中性点接地的三相四线制的电路中计量有功电能。不论三相电流电压对称与否 ，均能准确计量。此接线方式应注意，应按正确相序A、B、C接线。N线（中线）与A、B、C相线不允许颠倒，否则会发生计量错误或使电压线圈承受线电压而烧坏。

图4（b）、（c）是三台电流互感器计量低压三相四线有功电能的接线图。图4（b）是电压线和电流线公用方式。此接线中性线若断开，计量误差较大。图4（c）是电压线和电流线分开方式。图4（d）是三相四线有功电度表经电压互感器（接成星形）和三台电流互感器计量中性点直接接地系统和高压三相系统有功电能的接线图。这种计量接线不受流过中性点电流in的影响，能正确计量。

在图4（d）所示三相系统中，如果用三相三线有功电度表计量有功电能，在中性点直接接地的高压三相系统中采用图4（d）的接线方式。

三、三相四线有功电度表的错误接线分析

三相四线有功电能表主要用于低压三相四线制电路，一般容易出现如下几种错误接线。

3.1三相四线有功电度表电压线圈断开

图5（a）所示为两相电压线圈断线时的接线图，在三相负载平衡时，只计量单相电能，即P=UIcosφ

若三相电压线圈都断线，则电度表不能计量，P=0.

若一相电压线圈断线，则P=2UIcosφ，电度表少计1/3电量。

3.3三相三元件有两元件电压线圈未接对应相

则P=3UIcos（1200-φ）=3UI（-1cosφ/2+sinφ/2）即该时计量的功率随负载功率因数角φ而变化，当φ>300，P>0.电度表铝盘正转；φ<300，P<0，电度表铝盘反转；φ=300，P=0，电度表铝盘不转。

四、结束语

本文详细的介绍了三相四线二原件及三元件有功电度表的各种接法及接线分析和接线错误判断。

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