探讨三相四线电能表错误接线对电能计量的影响

黄嘉伟

摘要：三相四线电能表错误接线势必会对电能计量带来影响，本文围绕这些影响展开研究，剖析了错误接线模式下三相四线有功电表计量与正确接线时的误差大小，而且通过三相电表校验设备来验证了有功电表的电能计量值。

关键词：三相四线电能表;错误接线;电能计量;影响

0前言

三相四线电表在各个领域电能计量中得到了普遍应用，然而，电能表的计量准确度直接影响着各方的利益，所以，必须确保计量电表计量的准确度。因此，有必要分析错误接线下电能计量所面临的威胁和不良影响。

1三相四线有功电能表电能计量原理

三相四线有功电表根据结构、运行原理能够被划分成：机电式电能表与电子式电能表，其中前者一般为三相四线三元件的电磁元件结构，三相电流与电压都各自流经电能表的电流线圈、电压线圈，彼此间产生工作磁通，同电能表中的测量部件彼此作用，从而调动表中的内转盘来有规则地转动，一般来说，驱动力矩尺寸和电流电压值之间呈正相关关系，转盘的转动逐渐带动表中的计度器各位字轮来转动，使得用户能读出眼前的电能表所呈现的总计电能值。此类电能表的接线图见下图1所示：

电流IA，IB、Ic各自流经电表中第一元件、第二元件、第三元件的电流线圈，对应的电压也UAN，UBN，UCN也对应联在这三个元件的电压线圈上，形成了以下图2所示的向量关系图。

电能=功率x时间，所以，不妨选择功率来表示电能表的电能值，参照上面的向量图能得出三个元件各自测出的电功率值：P1，P2，P3，各自用以下关系式表示：

三相四线电子式电能表一般包括：电压互感器、电流互感器、高精度模数转换器、高速度处理器以及数据接口等构成，由于受到高速数据处理设备的调控，可以把被测电路的各个相路的电流、电压模拟信号等进行转换、升级，变成数字信号，可以利用乘法器来算出各相的功率，并借助数字积分、误差补偿等得到精准的电能值，并利用求和电路把三相电能加起来，将此数值传输至储存器内，为用户提供准确的电能值，这一电子式电能表的接线图大致相似。

2三相四线有功电能表错误接线的情况分析

以下主要围绕一些重点情况或者具有代表性的情况来分析错误接线问题。

2.1A相电流互感器副边反极性接线分析

这一接线错误的主要特征为：第一元件接入电流：-IA，其余的电参量维持稳定，其中错误接线也形成了自己的向量关系图，通过向量关系图能知道：电能表的三个元件，第一，第二，第三都折射出各自的有功功率，分别为：

参照上面的公式能看出，这一接线方法只能计算出将近30%的有功电能，真正的电能值应该在此数值基础上乘以三。

2.2AC相电流元件相互交换的接线分析

这一接线错误具体体现在：各个电压元件能正常地接线，电流Iα与Ic，各自从第三电流元件、第一电流元件等流向电能表，这种错误接线的向量关系也形成了自己的图。

通过观察向量图能够看出：电能表第一元件、二元件与三元件各自所呈现的有功功率分比为：p'1，P'2，P'3

通过以上公式能推导出：在这种情况下，电能表无论受到多重的电流负载，都难以算出计量电能。

2.3C相电流互感器副边反极性，B/C相电压元件调换接入的接线

这一接线的典型特征为：第三元件接入电流-Ic，B相电压与C相电压各自都是自第三电压元件、第二电压元件等来流进电能表，形成了属于自己的错误接线向量关系图，通过观察向量图能得出有功功率P'，

根据以上公式的分析能看出：按照这种错误接线模式，电能表功率和负载性质关联密切，如果让P'=p则能解出：cosj=0.65，计量最终的结果数据和正常接线的电能值达到一样的水平，而且当cosj<0.65L，电能表运行较快，相反的任何其他情况则都意味着表运行较慢。

按照上面的三个例子能看出：电能表的错误接线容易导致各类型的误差变化，具体的错误体现以下三大类：固定比例、无法测量以及参考当前负载性质决定这几大类型，所以，现实的电力系统运行中因为错误接线所导致的用电结算纠纷中，应该分析出错误接线的类型，并科学地算出修正系数来对应编制解决方案。

3错误接线案例的验证

以上三大类错误接线的案例都是在理想模型的前提下所获得的结论，现实的用电环境中，无法具有案例中的理想状态，因为电网系统可能出现局部失稳，用电负载出现异常等，流经电能表的电流电压值未能达到一个理想模式下的平衡负载，这就要求对上面的三个例子加以验证：

3.1错误接线的验证方法

以高精准的检测结果为目标选择经过常规检查的三相四线电子式电能表，用作检测的对象，而且选择三相电能表校验设备来加以验证，凭借调整每一项电流端、电压端极性与接线端子的顺序，将其同标准表加以对比，从中可以得出现实的电能计量误差和理想的数值之间的差距。基于上面的错误接线得出：电能表各相测量元件算得的功率数据一般和流经此元件的电流、电压幅值等有关，对于错误接线的验证，如果电能表校验设备难以运行某种接线模式，则可以选择程控交流三相源，通过参考错误接线对应的向量图，来灵活控制各相的电流因数、电压因数与功率因数等，用来模拟错误接线的运行状态。可以凭借三相四线电子式有功电能表的脉冲输出和正常的电流电压标准电表来对比，获得现实的误差大小。

3.2错误接线案例的验证

可以将三相四线制载波电表当作被测试对象，专门验证额定电压、基本电流Ib条件下来加以檢验，能够得出以下三个验证结果：

基于以上三个表，其数据结论和2.1-2.3分析的结果加以对比，验证结果和理论分析结论大致契合，从2.1与2.2的错误接线案例中能看出：负载性质的浮动不会对电表的误差变化带来太大的干扰，然而，从第三种错误接线方式则能看出：负载性质的变化将很大程度地影响电能表误差，正偏差与负偏差都出现过。

因为三相电能表校验设备所传出的每一个电流幅值、电压幅值、功率因数都有某种偏差，在验证一些造成电能表无法运转的负载点时，电能表计量的总功率依然属于非零数值。

4结语

凭借对三相四线制有功电表的错误接线的深入分析，理论计算能获得现实的误差值，也能利用电能表检定设备来检验错误接线，最终所得出的结论能够与理论分析一致。所以，对于电能表错误接线的问题，此研究可以提供参考依据。

参考文献

[1]胡位标.装表接电[M].中国电力出版社，2014

[2]黄伟主编.电能计量技术[M].中国电力出版社，2004

[3]孟凡利.智能电能表现场检测方法及错误接线分析[M].北京：中国电力出版社，2012