三相三线计量接线判别解析

张勇军

三相三线计量接线判别、分析和计算，是计量安装、电费核算、用电稽查、线损管理、继电保护等专业人员必须掌握的技能和经常需要解决的问题。日常工作中检测几个主要数据并不难，通过现场检定仪、相位伏安表等专业仪器或使用钳形万用表+相序表，只需几分钟即可完成，关键是对检测结果的处理和分析。本文略去各种仪器仪表的使用方法及操作步骤，仅就如何对检测数据开展简便、快捷、准确地推导、分析、判别等环节进行解析。

1 电压值分析

标准值： == = 100 v（三个电压值接近相等且约为100 v）

（1）若三个电压值相差较大，且有某一电压值很低或低于100v 很多，说明电压回路存在断线或接触不良的故障。

（2）若某一电压值约为173v，说明有一只PT（电压互感器）极性接反。

（备注： 为三相电能表接线端钮②、⑤的电压； 为⑧、⑤的电压；为②、⑧的电压。100 v、173 v 为近似值，受电网一次电压高低及二次电压回路压降大小的不同而略有变化。）

（3）三相电能表接线端钮②、⑤、⑧中某一端钮与地的电压值为0v，则该端钮为b相。

2 电流值分析

标准值： = = + （三个电流值接近相等）

（1）若三个电流值相差较大，且有某一电流值很小、接近于或等于0，说明电流回路存在失流或短接的故障。

（2）若+的值约为或值的1.73倍，说明有一只CT（电流互感器）极性接反。

（备注：为与三相电能表接线端钮①相连的电流；为与端钮⑦相连的电流；+为电流钳同时钳住与时的值。与值的大小，因各相的实际负荷不同而变化。）

3 电压相序分析

3.1 电压相角分析

标准值：∠ = 300°（正相序）∠ = 60°（逆相序）

（1）∠ = 120°（正相序；一只PT极性接反。）

（2）∠ = 240°（逆相序；一只PT极性接反。）

（3）∠ = 30°（正相序；一只PT极性接反且或出现约173v的电压值。）

（4）∠ = 330°（逆相序；一只PT极性接反且或出现约173v的电壓值。）

（备注：30°、60°、120°、240°、300°、330°皆为标准值，实际测量值可能为某一标准值的相近值。173 v 为近似值。）

3.2 相序表测量

通过相序表连接三相电能表接线端钮②、⑤、⑧进行测量，直接得出电压相序为正或为逆。

4 电压相位分析（以下仅以PT极性接线正确的状态下进行解析）

通过上述分析得出的相序及b相位置，推导出对应的电压相位。

（1）正相序：UaUbUc（与 相量位置图）

UbUcUa（与 相量位置图）

UcUaUb（与 相量位置图）

（2）逆相序：UcUbUa（与 相量位置图）

UaUcUb（与 相量位置图）

UbUaUc（与 相量位置图）

5 电流相位分析

三相三线两个单元未知电流的相量夹角为120°角或为60°角，电流的反向相量用虚线表示。感性负载时，电流相量标准位置图为，即12点钟至3点钟为电流区域，6点钟至9点钟为反向电流区域；8点钟至11点钟为电流区域，2点钟至5点钟为反向电流区域。

6 六角相量图定位

以相量为始边，用测量得到的角度值分别为、与的相量定位。

（1）∠= 300°：正相序；电压相量位置图，相量在11点钟方向、相量在9点钟方向。

∠= 60°：逆相序；电压相量位置图，相量在9点钟方向、相量在11点钟方向。

（2）以相量为基准，顺时针分别按∠、∠的角度值为相量与定位。

7 相量分析

作完六角相量图，此时电压相量初始位置图为。观察二个相电流与实际相位是否处于电流的标准相量区域（）。

（1）若与实际相位处于标准的相量区域（），则依据相序的正或逆，直接判读出线电压和两个相电流的相位。若与实际相位不处于标准的相量区域，则按第7.（2）点操作。

（2）将六角相量图顺时针旋转120°后（相对于电压相量初始位置图，第一次旋转后的电压相量位置图为，第二次旋转后的电压相量位置图为），则转至第7.（1）点。

通过最多二次调整线电压相量位置图处在或或位置后，总能发现相电流实际相位处于标准的相量区域（），从而快速判别出在感性负载下三相三线计量装置的实际接线方式，达到实现快捷、准确、高效判别错误接线的目的。

8 现场测试分析

案例1 对某三相两元件电能表二个单元的电压电流相量进行测量，所得的相关数据为：

∠=60°、∠=175°、∠=55°。

（1）先画出电压的初始相量位置图：已知∠=60°，所以为逆相序，相量在9点钟方向、相量在11点钟方向。

（2）以为基准，顺时针（滞后）175°、55°分别画出、电流相位。

（3）由于、相位不处于标准的相量区域（），所以将相量图顺时针旋转120°后，电压相量从位置旋转至位置。旋转后的、、和四个相量正好处在标准的相量位置上，从此时的相量位置可明显判别出：为，为，为，为。

案例2 现场对某专变用户的三相两元件电能表各单元进行测量，所得的相关数据为：

∠=300°、∠=55°、∠=355°。

（1）先画出电压的初始相量位置图：已知∠=300°，所以为正相序，相量在11点钟方向、相量在9点钟方向。

（2）以为基准，顺时针（滞后）55°、355°分别画出、电流相位。

（3）由于、相位不处于标准的相量区域（），所以将相量图顺时针旋转120°后，电压相量从位置旋转至位置。

（4）第一次转动调整相量图后，由于、相位仍未处于标准的相量区域（），所以将相量图继续顺时针旋转120°，即电压相量从位置旋转至位置。经过二次旋转后、、和四个相量正好处在标准的相量位置上，从此时的相量位置可明显判别出：为，为，为，为。

9结语

文中提到的判别方法及推导过程，已集成在作者研发创作的《电力计量应用系统》中（咨询电话：13762921777 微信号：QQ3023721）。只需输入2～3个数据，《电力计量应用系统》即可自动准确显示实际接线的电压、电流的相序、相位组合及功率表达式、功率因数、功率值、向量图、更正系数、更正率、误差等，并提供标准向量图、接线更正图。

《电力计量应用系统》还集成了其他如下实用功能：

（1）通过角度、相量、图型、功率因数等要素中任选一种方式，快捷、准确、直观、高效地对三相三线、三相四线共千余种接线组合进行判别，并推导出功率表达式、更正系数、更正率、计量误差以及向量图、实际接线图、接线更正图以及更正系数k值与功率因数Cosφ关系图等。

（2）模拟三相三线、三相四线所有接线方式，提供端子示意图、各单元序号图、电流方向图；自由选择电压、电流及相位、相序与功率因数等参数进行接線培训。

（3）根据现场检测数据快速作出计量装置（回路）当前接线的实际向量图；并根据向量图自动判断当前接线是否错误，准确推断为何种接线组合。

（4）根据现场或模拟的接线方式（或自定义）的向量图，准确判别各单元电压、电流的相序、相位、极性、功率因数角等数据，并显示k值、误差及功率函数曲线图。

（5）根据相量关系、相序等参数值，准确推导出实际的接线方式、功率表达式、更正系数及更正率；根据判别（或推导）的结果，按标准、正确的接线方式对当前的接线错误进行更正。

（6）对检测过程及判别结果等进行数据导出、导入和图片保存，以备分析、查阅、调用，并具备学习、检查、自动检测与判别等。

综上所述，《电力计量应用系统》可直观、准确、快速地完成三相计量装置的各种接线演示，节省设备费用；对检测结果或采集数据进行分析并准确判别和计算，挽回电费损失；为装接、稽查、计量、线损、检修专业提供仿真实训，提升业务技能；自动推导、判别、更正及向量、k值图分析等功能，提高工作效率。适用范围广泛、使用效果明显，具备规模推广和专业引用的条件。