基于六角图法的三相三线电能计量装置错误接线判断

樊璟

摘 要：用相位伏安表测出三相三线电能计量装置的电压电流相位角数据，通过六角图确定进入电能表的电压、电流，使技术人员能快速准确判断三相三线电能计量装置的接线错误类型，以便计算更正系数及退补电费，有效降低供电成本。

关键词：三相三线电能计量装置 六角图 错误接线 更正系数

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0105-02

三相三线有功电能计量装置所计电量大，其接线正确与否倍受电力贸易双方的重视，该文通过测量接入电能表的电压、电流及其相互间的相位、相序及接地点，进而画出六角图即可方便地判断误接线情况。

该文主要讨论三相三线电能表错接线情况：假设三相电路对称，电流线和电压线没有相互接错，电压、电流回路没有断路和短路，三相电流没有接入电能表。这样，三相三线电能表的电压端钮共有6种可能的接法，其中，正相序有3种接法：Ua-Ub-Uc，Ub-Uc-Ua，Uc-Ua-Ub；逆相序有3種接法：Ua-Uc-Ub，Uc-Ub-Ua，Ub-Ua-Uc。电流端钮有8种可能的接法：Ia，Ic；Ic，Ia；Ia，-Ic；-Ia，-Ic；-Ia，Ic；-Ic，Ia；Ic，-Ia；-Ic，-Ia。所以6组线电压和8组电流可组成48种接线方式其中1种是正确的，其余47种都是错误，会引起计量失准。

1 测画六角图判断三相三线计量装置的误接线方式

何为六角图？即借用数字式伏安相位表、相序表等测量工具，在相量图上画出各被测量与选定参考量（一般为电压相量）的相位关系来判断误接线方式的一种方法。三相电路里六个线电压相互间的相位差均为60°，把各线电压的箭头端用虚线一一连接起来，就形成了一个六角图，见图1。必须注意，下述测量应在负载功率因数不小于0.8的情况下进行，否则不可按此判断。

为了说明问题笔者将三相三线内部接线情况重绘于图2。

三相三线电能计量装置电能表二元件结构正常接线，第一元件电压电流为UabIa，第二元件电压电流为UcbIc，判断错误接线需测量数据，一般用1、2、3来表示接入的位置，所以测量数据第一元件电压电流为U12I1，第二元件分别电压电流为U32I2。这样画相量图时就可以把元件和相分开，元件指的是表尾一般用1，2，3来表示，相别用A、B、C来表示；如图2。

分析步骤如下。

（1）需要测量的数据。

①测幅值：测量线电压、电流的大小；它是必须的步骤，能直观看出是否存在断线问题，电压可以用万用表或相位伏安表进行测量；电流可以用钳表或相位伏安表进行测量；测量数据包括：U12、U32、U31、U1—地、U2—地、U3—地I1、I2。该文不考虑电压反极性，所以测得线电压应都为100 V。

②需要测量的相位：∠U12U23、∠U12U31、∠U12I1、∠U12I2、∠I1I2，测量相位数据填入表1。

③找参考点：参考点有利于确定合适答案，并加速判断；可以用万用表的交流750 V档位进行测量，黑表笔接触装置上U（b）电压参考点，红表笔分别接触表尾三元件电压U1、U2、U3，哪个与U（b）参考点的电势（既电压）为零，则表尾的该元件为Ub。

（2）相序判断。

①∠U12U23=240°、∠U12U31=120°则逆相序；

②∠U12U23=120°、∠U12U31=240°则正相序。

（3）确定电压相别。

三种正相序：abc、bca、cab；

三种逆相序：acb、bac、cba；

判断出相序和Ub即可以使电压相别唯一地确定下来。

（4）根据电压相别绘出电压相量图。

可以先以相别定坐标，建立坐标系，然后：根据电压相序标注元件电压（以相序为Uabc为例），注意因为是矢量，所以上方应点点（见图3）。

根据前面判断的电压相序，以及接地相判断第一、二元件接入的电压。然后在相量图上标出U1、U2、U3，再画出U12、U32。根据第四步确定的电压相别就可以确定U1、U2、U3真实接入的电压相别（见图4）。

（5）根据∠U12I1、∠U32I2、∠I1I2找电流，在六角图上画出I1、I2。采取随相判别法确定电流相序，如哪个电流不随相则反相此电流再行判断。感性负荷的情况下，电流滞后相电压；容性负荷的情况下，电流超前相电压。此时可以确定I1对应什么电流、I2对应什么电流。

（6）根据相量图写出各元件的功率表达式及总功率表达式：

P1=U12I1cos（x+φ） （1）

P2=U32I2cos（y+φ） （2）

P真=P1+P2 （3）

这里边要注意的是，这是元件的功率表达式，指的对同一元件作功的电压电流的乘积乘上功率因数，所以第一元件功率表达式一定要为第一元件电压乘以第一元件电流乘以功率因数，同理第二元件一样。x+φ为U12I1之间的相位角，φ为正确接线下功率因数角，所以通过相量图得知U12I1之间的相位角，就可以求出x，一般来说90°/180°/270°等确定的角度值。同理可以求出y。

（7）根据功率表达式写出更正系数表达式；

（4）

（8）计算更正系数和追退电量。

2 模拟仿真接线三相三线类错误接线查找

通过数字万用表测量幅值和相位，即有了相量的长度和相位角两个量，就能画出各种接线下的六角图，进而分析误接线方式。

3 结语

通过六角图法对错误接线的分析判定，可以快速判断出误接线的实际情况，且准确性高、快速简便，使错误接线及时得到更正。该种方法可用于新装检查及稽查检查等工作中，从而使电力贸易双方利益都得到保证。

参考文献

[1] 吴安岚，马娟，李建兴，等.两元件电能计量装置错误接线判断方法探讨[J].电测与仪表，2004（4）：15-22.

[2] 吴安岚.电能计量基础及新技术[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[3] 李音，王哲.三相三线电能计量装置错误接线的简化分析[J].电测与仪表，2006，43（3）：24-26.