基于六角图的三相三线电能表错误接线判断方法

全 妤 ，刘承东 ，金 颀 ，鲁 黎

（1.国网武汉供电公司，湖北 武汉 430051；2.中国船舶重工集团公司第七〇一研究所，湖北 武汉 430061）

0 引言

电能表是电能计量的基础设备，广泛应用于发电、供电和用电的各个环节中。电能表计量的准确性取决于电能表的准确度等级、计量误差和接线正确与否［1］。单相电能表及三相四线电能表接线相对简单，只要接入电能表任一计量单元的电压与电流为同一相别即可正确计量［2］。而对于三相三线电能表，接入电压的相别直接影响其电能计量准确度，错误接线将影响电能表抄核收工作［3］。因此，对三相三线电能表错误接线进行分析并对采抄电量进行纠正尤为重要。

通常情况下，三相三线电能表的B相直接接地，可以通过测量各相对地电压判断电能表的相序情况。如无法测量各相对地电压，则错误接线判断的难度增大。判断错误接线传统的方法是根据测量的相位角先判断相序及电流的方向，再通过试验推导电流正确方向和错误接线的相别，耗时长且容易出错。本文以三相三线电能表为研究对象，提出了一种基于六角图法判断错误接线的方法，能够便捷、迅速地判断错误接线。

1 三相三线电能表的正确接线

正确接线时，电能表的有功功率为：

图1 三相三线电能表正确接线示意图

当三相负荷平衡且系统完全对称时，电能表有功功率和无功功率分别为：

此时，有功和无功的更正系数均为1。

2 基于六角图法判断三相三线电能表的错误接线

六角图法是首先利用电压与电流间的相位关系在相位图上画出相电压、线电压及相电流的相位关系，然后根据伏安表测量的电压、电流、相位数据分析电能表是否错误接线的方法［4］。本文根据六角图法，提出了一种对相位角为-30°＜φ＜30°的负载进行错误接线分析的方法。

2.1 测量数据

图2为表头接线的相序六角图。如图2（a）所示，表头接入的电压为正相序，4个相位角与电流方向间的关系为：

如图2（b）所示，表头接入的电压为逆相序，4个相位角与电流方向间的关系为：

图2 表头接线的相序六角图

因此，当4个相位角满足上述情况时，则测量准确，否则测量有误。

2.2 错误接线相序判断

2.2.1 相序判别

图3 三相三线电能表相序六角图

2.2.2 电流方向粗略判别

图4 三相三线电能表相电压和相电流相位图

2.2.3 电流方向精确判别

2.2.4 确定电压相别

2.3 错误计量下的有功和无功功率表达式

根据各元件有功功率表达式得 P1=U12I1cos（θ1+φ）和 P2=U32I2cos（θ2+φ），总有功功率为 P=P1+P2。

根据各元件无功功率表达式得 Q1=U12I1sin（θ1+φ）和 Q2=U32I2sin（θ2+φ），总无功功率为 Q=Q1+Q2。

2.4 错误接线时的更正系数

错误接线时有功和无功的更正系数为：

3 实例分析三相三线电能表的错误接线

本节选取实例，应用前述的错误接线分析方法，进行三相三线电能表的错误接线分析。

已知三相三线电能表的负载相位角为-30°＜φ＜30°，测量得到各数据为U1=U2=U3=100 V，I1=I2=1.5 A，∠1232=300°，∠12=240°，∠121=165°，∠322=105°。

图5 三相三线错误接线相量图

5）有功和无功功率。根据相量图写出各元件有功功率表达式 P1=U12I1cos（θ1+φ）=UcbIacos（150°+φ），P2=U32I2cos（θ2+φ）=UabIccos（90°+φ），假设三相负荷平衡，得出总有功功率为：

根据相量图写出各元件无功功率表达式Q1=U12I1sin（θ1+φ）=UcbIasin（150°+φ），Q2=U32I2sin（θ2+φ）=UabIcsin（90°+φ），假设三相负荷平衡，得出总无功功率为：

6）有功和无功的更正系数。

最终，根据计算得到的有功和无功更正系数即可进行电量退补，进而保障电力交易双方的权益。

4 结语

三相三线电能表多应用于用电量大的专变用户，为了维护用户和供电公司双方的利益，必须保证电能计量的准确性。本文介绍了一种三相三线电能表错误接线的判断方法，不需要测量各相对地电压，根据电压、电流的大小及其夹角关系能够迅速、便捷地判断出错误接线相别和电流方向，并可验证测量的准确性，为电能表正确计量提供支撑。