浅谈三相三线电能表错误接线测量与分析

摘要：我国电力系统中，35kV变电站中性点绝缘系统、10kV用电变压器高压侧为中性点非有效接地系统广泛采用三相三线电能计量接线方式。由于设备检修等原因，三相三线电能计量错误接线时有发生，及时纠正电能计量接线错误，尤其是在执行一般工商业用户分时电价、执行现货交易、功率因数考核采用最大需量结算等用户，电能计量实时准确性以及供电企业线损分析和治理方面，对于供电企业和用户公平公正电能计量极为重要。本文主要从双钳伏安相位表使用方法入手，阐述三相三线电能表错误接线相关变量测量技巧以及基于六角图的计量错误接线常见分析方法，希望对用电检查等人员的三相三线电能表错误接线分析提供一些参考。

关键词：电能计量;三相三线电能表;错误接线;测量;分析方法

随着时代的发展，电网建设更加稳定，工农业生产设备投入力度加大，电力用户用电负荷激增，越来越多的电力用户采用低压供电方式已经不足以满足生产力，导致更多用户申请专线用电。其中部分用户为满足生产使用需要，直接从35kV变电站引出10kV专线用电；当不具备从变电站直接引出专线供电时，部分用户从供电部门10kV供电线路引出10kV分支线路供以专用变压器即公线专变用电。上述两种方式中，在用户变压器高压侧均无中性点接地，即为中性点绝缘系统。在上述情形下供电方与用电方的电能计量中，有两种计量方式：一种是三相三线电能计量；一种是三相四线电能计量。但是上述两种计量方式中，当三相负荷平衡时，中性点绝缘系统采用三相四线接线方式无接线附加计量误差，但当三相负荷不平衡或其电力系统单相接地、发生系统并联谐振等因素，会影响计量准确性，严重影响电能安全稳定运行。而采用三相三线接线方式，既无接线附加计量误差，又不会因为电压不平衡、单相接地、并联谐振等因素影响准确性和安全性，因此中性点绝缘系统应采用三相三线接线方式［1］。为此为了三相三线电能计量装置接线正确，使供电企业和用户间的这杆电能计量装置的“秤”准确计量，避免供用电方双方计量差错，极大地降低供用电双方利益受损。尤其是在当今供电企业在执行一般工商业用户分时电价、部分电力用户执行现货交易和功率因数考核采用最大需量结算等的用户，对于电量计量的实时准确性尤为显得重要，避免供电企业和用户结算的电量电费存在极大争议。同时，电能计量的准确性也为供电企业及时查获用户是否有私自增容等违规用电提供有效分析和处理方法，也为供电企业在电能计量线损管控方面提供有力的分析帮助，及时止损，降低供电企业的电量损失。因此，供电企业电能计量人员掌握电能计量错误接线测量与分析十分必要。另外在三相三线电能计量和三相四线电能计量中，三相三线电能计量错误接线测量与分析难度大。因此本文进一步从经常使用的电能计量测量仪表双钳伏安相位表使用方法入手，详细介绍双钳伏安相位表的使用后，重点阐述三相三线电能表计量的相关变量通过双钳伏安相位表测量技巧以及三相三线电能表错误接线的常见分析方法，对三相三线电能表接线从仪器仪表使用到测量以及分析，形成一套较为完整的测量与分析方法。

1双钳伏安相位表使用技巧

采用向量图分析三相三线电能表错误接线分析时，需先测量三相三线电能表表尾相电压、线电压、电能表第一元件和第二元件电流值大小，以及线电压与各相电流、线电压与线电压相位关系，常使用的测量仪器为双钳伏安相位表，本文以SMG2000E型号的双钳伏安相位表为例介绍其使用和测量方法。

为方便相应数据的测量和分析，本文将三相三线电能表表尾电压端子依次标记为U1、U2、U3，电能表第一元件和第二元件分别接入线电压分别标记为U12和U32，第二元件和第一元件线电压标记为U31，接入电流分别标记为I1、I2，以下均使用该方法进行介绍。

1.1使用前应先对双钳伏安相位表进行检查

首先，检查是否在试验合格范围内，外观是否完好，有无脏污，显示屏是否有损坏，旋转开关是否完好。按下电源键，检查其电池电量是否充足，如无电量需要及时更换电池后方可使用。其次，检查红黑表笔是否完好，有无破损，电流卡钳是否完好，电流卡钳金属部位是否有铁屑等其他铁磁性物质，如存在需处理后方可使用。

1.2测量电压值

将其红黑表笔分别插入U1或U2对应的电压高端和电压低端，测量相电压时，黑表笔有效接在接地端，红表笔有效接触三相三线电能表各相电压端子处，旋转开关至对应的U1或U2，分别测量各相电压值。测量相间电压值时，需将红黑表笔分别接入U1和U2，旋转开关旋转至U1、U2挡，依次测量出U12、U32、U31线电压值。

1.3测量电流值

根据实际负荷电流大小，按照先大电流挡位后进行小电流挡位，将旋转开关旋转到“I1（或I2）10A（或2A、200mmA）”量程挡，每相电流进线分别置于双钳伏安相位表电流钳中央，以保证测量电流值更加接近实际值。

1.4测量电压电流相位

在测量前，需要对双钳伏安相位表相位满度进行校准，其方法是按下电源键，待其屏幕显示正常后，将旋转开关调到“360°”挡位，旋转“360°”校准电位旋钮，使双钳伏安相位表显示屏显示360°，即校准完毕。

1.4.1测量线电压相位

将旋转开关旋转至挡，分别将U1和U2电压测试线插入双钳伏安相位表，电压高端接红色表笔，电压低端接黑色表笔。如测量U12U32相位时，U1和U2低端通过插接方法使用鳄鱼夹夹持在一起后接入三相三线电能表对应的U2电压端子，U1高端表笔插入对应电能表表端U1电压端子，U3高端表笔插入对应电能表表端U3电压端子，测量出的值即为U12U32相位角，其他线电压相位角以此方法进行测量。

1.4.2测量电压—电流相位

将旋转开关旋转至挡，并将所测电压从U1端接入，所测电流通过I2电流卡钳中央，此时需要注意卡钳箭头方向需和电流流入电能表方向一致，否则会造成测量结果错误。

1.5使用需注意事项

（1）电池电量低时，显示器右上角会显示“+-”号，此时需及时更换相应型号电池。

（2）如该仪器检测仪表长时间不使用时，应将电池取出，待使用时装入电池。

（3）电流卡钳为防止锈蚀或其他铁屑等磁性物质引起测量不准，需将电流卡钳涂上仪表脂，使用时擦去仪表脂，使用后再涂上仪表脂。

（4）该仪表因绝缘等级等方面因素仅用于二次回路以及低压回路检测，不能采用高压检测，避免触电危及人身和设备安全。

2三相三线电能表表尾数据测量方法

在现场进行数据测量前，须严格按照电力安全相关规定办理工作票，准备好现场检测工器具。进入工作场所时应先检查需要使用的防护用品以及安全工器具，如安全帽、绝缘鞋、绝缘手套、验电器等是否在试验周期范围内。检查测量时至少由两人进行操作，一人监护一人操作。工作前应先对电能计量表箱等装置及邻近设备进行验电，确保安全后方可开始工作。

（1）测量三相三线电能表端线电压U12、U32、U31。测量相间电压即线电压值时，需将红黑表笔分别接入U1和U2，将双钳伏安相位表旋转开关旋转到U1、U2挡，依次测量出U12、U32、U31线电压值。

（2）测量三相三线电能表表端相对地电压U10、U20、U30。将双钳伏安相位表旋转开关旋转到U1挡，电压表笔一端可靠接地，一端分别触及电能表的电压端子。

（3）测量电能表两元件电流I1、I2。用双钳相位伏安表电流钳插入仪表端I1或I2孔，将旋转开关旋转至对应的电流挡位，电流钳分别测量表中两元件电流I1和I2。

（4）测量U12和U32间相位差。将旋转开关旋转至挡，相位伏安表U1挡取1、2间线电压，相位伏安表U2挡取3、2间线电压，进行测量U12和U32间相位差。

（5）测量线电压U12与I1、I2相位差。将旋转开关旋转至挡，相位伏安表U1挡取1、2间线电压，使用双钳伏安相位表I2挡分别钳入第一元件I1和第二元件I2，分别测量出U12I1和U12I2相位差。此处测量时为了节约时间和便于处理分析，一般不测量U12I1和U32I2两组相位差。

3三相三线电能表常见错误接线分析方法

一般情况下，用户负载以感性为主，而感性负载在正常情况下功率因数一般在0.8～1之间，对应功率因数角一般在0°～40°之间。在表尾电压确定下，即可根据以下测得的相关数据即可进行相应错误接线分析，本文主要以感性负载在三相电压正常、三相负荷平衡情况下进行分析，并将不正常情况下可能出现的现象进行相应的简述。

三相三线电能表现场错误接线分析方法较多，如二次侧断b相法等，现主要以较为常用且基本的向量图分析方法进行主要介绍。通过上述测量后，分别得出三相三线电能表表尾线电压U12、U32、U31、U10、U20、U30、I1、I2大小，U12U32、U12I1、U12I2相位差。向量图分析方法有两种：一种以Uu为参考向量;一种是以U1为参考向量［2］。

3.1Uu为参考向量分析方法

（1）以正确向量图为基准，即以Uu为参考向量，Uv、Uw按顺时针方向分别旋转120°和240°得到正确情况下的基准向量图。

（2）依据线电压U12、U32、U31判断电能表表端三相电压有无失压或相应的电压互感器二次接线有无反接。当U12、U32、U31均在100V左右，则三相电压无失压现象或电压互感器二次接线无反接情况；当出现U12、U32、U31中出现0V时，说明有断相情况；当出现173V电压时，说明对应的电压互感器二次接线有反接情况。

（3）依据三相测得的对地电压U10、U20、U30，确定v相，因三相三线电能表所接电压互感器一般为Vv接线，二次侧v相一般接地，所以二次侧V相对地电压为0V，即为v相。在实际现场测量中，正常情况下，三相对地电压中有两相电压在100V左右，另一相电压在0V左右，0V左右相为v相。

（4）依据I1、I2测得电流大小，确定I1、I2电流有无短路或开路现象。三相负载平衡情况下，I1、I2大小接近，当I1、I2中出现0A情况，说明对应的相电流有短路或开路现象，需进一步核查二次接线。

（5）依据U12U32相位差，判断表端接线实际电压相序。当U12U32相位差为300°时，说明三相电压为正相序，当U12U32相位差为60°时，说明三相电压为逆相序。根据U12U32相位差，确定表端三相电压正相序还是逆相序，并结合3.1（3）内容所确定出来的v相，进一步确定表端每一相对应的电压。并确定表尾U12和U32所对应的实际电压。如U12、U32、U31均为100V左右，U12U32相位差为300°，U10为0V，则可判断出U12对应表端电压为Uvw、U32对应表端电压为Uwu，根据确定的Uvw、Uwu，分别在基准向量图上对应画出向量。测得相位差若为300°时，则接入电能表三相电压为正相序；若为60°时，则接入电能表的三相电压为逆相序，若测得相位差不为上述两个角度，则存在其他非常规错误接线。

（6）依据U12I1、U12I2相位差，分别在3.1（5）内容基础上，分别画出I1、I2所在向量图位置，得出错误接线情况下向量图。

（7）依据三相三线电能表正常接线情况下，应满足三符合原则即各电压和电流相位关系应符合正相序;各电压向量和对应电流向量相位差应分别符合随相关系；各个向量间的关系符合正常情况，以进一步分析实际三相三线电能表端错误接线情况。

3.2U1为参考向量分析方法

（1）依据U12U32所测得相位差，判断接入表尾端三相电压相序。如其相位差为300°，则三相电压为正相序，如其相位差为60°，则三相电压为逆相序。

（2）以U1为参考向量，根据3.2（1）的内容所测得电压相序，画出U2、U3、U12、U32向量。

（3）依据U12I1、U12I2向量差，画出I1、I2向量。

（4）依据U10、U20、U30电压大小，其中为0V的相则为v相，并在向量图中画出对应v相。

依据上述测量数据画出对应向量图后，结合3.1（7）的方法判断电能表表尾接入的电压电流关系，确定错误接线情况。

3.3根据3.1和3.2的内容进行分析

根据3.1和3.2的内容分析得出错误接线向量图后，以正常的向量图为基准，进一步判断电能表实际错误接线方式，并根据以上方法将测试数据来进一步计算更正系数和电量退补，更正系数是正确电量与错误接线电量的比值，因电能电量是功率和时间的关系，通常使用对应的功率进行更正系数K计算，即正常接线下功率P正与错误接线下功率P错比值，从而应退补电量为W退补=W正-W错=W错×（K-1）。

结语

我国电力系统中，35kV变电站中性点绝缘系统、10kV用电变压器高压侧为中性点非有效接地系统广泛采用三相三线电能计量接线方式，中性点绝缘系统采用三相三线电能计量方式保证了负荷不平衡时对电能计量的准确性，同时也保证了其他电力系统中如谐波、单相接地等因素造成的电能计量误差影响。因此掌握三相三线电能计量的相关变量测量和分析方法十分重要。在测量变量时，需要掌握常用的仪器仪表使用方法，本文通过详细介绍测量需要使用的主要仪器双钳伏安相位表的使用方法，打下良好测量三相三线电能计量相关变量的基础。掌握测量方法后，根据测得的相关变量进一步阐述三相三线电能表常见错误接线分析方法，形成较为完善的测量与分析方法，为其错误接线电量误差分析奠定坚实基础。通过有效分析，达到计量准确可靠，接线正确统一，避免了违规用电和电量电费纠纷，从而有效降低了供电企业电量损失。同时电能计量的正确性，是供电企业提供线损分析和治理的前提，只有将电能计量的这杆“秤”使之正确计量，为实时分析和治理线损提供有力支撑依据十分有效。

参考文献：

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

［2］刘超男，杜文学.电能表错误接线现场带电检查与分析［M］.北京：中国电力出版社，2016.

作者简介：陈耀（1991—），男，汉族，贵州遵义人，本科，助理工程师，研究方向：电能计量。