三相三線電能表TV二次接地點(diǎn)失去時(shí)的錯(cuò)接線分析

劉超男，田雨辰，徐 東

（1.國家電網(wǎng)有限公司技術(shù)學(xué)院分公司，山東 濟(jì)南 250002；2.國網(wǎng)章丘供電公司，山東 濟(jì)南 250200）

0 引言

隨著國家電網(wǎng)“三集五大”管理體系的建立和完善， 電網(wǎng)企業(yè)本身的管理已全部實(shí)現(xiàn)程序化和規(guī)范化。但對(duì)廣大用戶用電的檢查、稽查、防竊電等，一直存在較大的難度。究其原因：一是檢查人員的技術(shù)水平和檢查手段較弱； 二是錯(cuò)誤接線以及各種竊電手段層出不窮。根據(jù)國家電網(wǎng)的不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年由此產(chǎn)生的電費(fèi)損失都在200 億元以上。所以，加強(qiáng)用戶用電的檢查，提高技術(shù)人員技術(shù)素質(zhì)，減少電費(fèi)損失是我們所面臨的迫切任務(wù)。

電能表的錯(cuò)誤接線種類較多， 尤以三相三線電能表錯(cuò)誤接線最為復(fù)雜。在不考慮電壓互感器（TV）、電流互感器（TA）斷線和短路的情況下，電能表電壓接線有24 種組合，電流有32 種組合，從而使電能表有768 種接線組合，除了一種是規(guī)范接線外，其余都是錯(cuò)誤接線。 再考慮TV、TA 斷線和短路，錯(cuò)誤接線種類將會(huì)超過18 432 種。

對(duì)于錯(cuò)誤接線， 以往都是對(duì)這些錯(cuò)誤接線一一進(jìn)行羅列，即在已知電壓、電流錯(cuò)誤接線的情況下進(jìn)行分析。 但在現(xiàn)場工作中，電能表的電壓、電流錯(cuò)誤接線往往是未知的， 這就需要一套科學(xué)的現(xiàn)場帶電檢測和分析方法。本文著重解決了容性負(fù)載下TV 二次V 相接地點(diǎn)失去時(shí)電能表表尾數(shù)據(jù)的測試問題、表尾測試數(shù)據(jù)的判斷方法問題以及表尾測試數(shù)據(jù)的分析方法問題， 即如何根據(jù)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，最后得出正確的結(jié)論。

1 電力系統(tǒng)中容性負(fù)載的定義

根據(jù)國際電工委員會(huì)推薦的約定， 感性負(fù)載與容性負(fù)載的復(fù)功率表達(dá)參見圖1，分別為：

感性負(fù)荷：

容性負(fù)荷：

式中：U 為相電壓，V；I 為相電流，A。

圖1 虛平面上U 和I 的相量關(guān)系

基于上述約定方法得出的功率表達(dá)式為：感性負(fù)載下：

容性負(fù)載下：

由以上分析可知， 感性負(fù)載下， 電流滯后于電壓，功率因數(shù)角為正，即：ψu(yù)-ψi=φ；容性負(fù)載下，電流超前于電壓，功率因數(shù)角為負(fù)，即：ψu(yù)-ψi=-（ψi-ψu(yù)）=-φ。但無論是感性負(fù)載還是容性負(fù)載， 有功功率是一樣的。 感性負(fù)載時(shí)，負(fù)荷吸收無功功率，無功功率為正值；容性負(fù)載時(shí)，負(fù)荷發(fā)出無功功率，無功功率為負(fù)。因此，分析三相三線電能表錯(cuò)誤接線時(shí)，感性負(fù)載下功率因數(shù)角為φ，容性負(fù)載下功率因數(shù)角為-φ，這樣得出的有功功率表達(dá)式都為正值， 而無功功率表達(dá)式感性為正，容性為負(fù)。

2 容性負(fù)載下V 相接地點(diǎn)失去時(shí)的簡易分析方法

經(jīng)TV、TA 接入的三相三線電能表，要分析其接線是否正確，首先需要進(jìn)行表尾數(shù)據(jù)的測量，在未知接線的情況下，表尾端子定義如圖2 所示。

圖2 錯(cuò)誤接線時(shí)表尾端子定義

在接線未知的情況下， 將三相三線電能表的表尾電壓端子記為U1、U2、U3，第Ⅰ、Ⅱ計(jì)量元件接入電壓分別記為U12、U32，接入電流分別記為I1、I2。 如圖 2所示。

V 相接地點(diǎn)失去（或不許測量對(duì)地電壓）時(shí)，具體測試步驟如下：

測試步驟共分為四步，具體內(nèi)容見表1。

因?yàn)槿嗳€電能表所接電流互感器均采用兩只，且都是四線制接線，不存在V 相電流接入，所以，根據(jù)表尾測試數(shù)據(jù)，通過繪制相量圖，可分析判斷電能表接線方式。 具體分析方法見表2。

表1 三相三線電能表常見錯(cuò)誤接線表尾數(shù)據(jù)測試步驟

表2 以 為參考相量時(shí)錯(cuò)誤接線分析方法

表2 以 為參考相量時(shí)錯(cuò)誤接線分析方法

步驟 內(nèi)容 備注初步判斷，排除電壓、 電流回路短路、斷相等故障。一根據(jù)三相線電壓、 兩電流大小是否對(duì)稱，可初步判斷電壓、電流回路無短路、斷相等故障五 確定表尾接入電壓、電流根據(jù)相量圖中電壓、電流相量的“隨相關(guān)系”及無“無“相電流等特點(diǎn)確定表尾電壓、電流接入方式四 畫出電流相量 根據(jù) 12 與 1、 2 的相位差，確定表尾接入電流在相量圖中的位置三 畫出電壓相量以 1 為參考相量，根據(jù)電壓相序，按順時(shí)針或逆時(shí)針畫出其余兩相對(duì)稱電壓 2、 3，畫出線電壓 12 與 32 在相量圖中的位置確定電壓相序二根據(jù) 12 與 13 的相位差，判定表尾電壓接入相序。 30 位、120 差、300 差為正相序，60 相、240 序、330 序?yàn)槟嫦嘈?/p>

3 案例解析

下面通過舉例說明上述方法的具體分析步驟。

某用戶負(fù)荷為容性， 月平均功率因數(shù)cosφ=0.89，三相三線電能表表尾電壓電流測量數(shù)據(jù)如表3所示，相位差測量數(shù)據(jù)如表4 所示，試分析該電能表接線方式并求出更正系數(shù)。

表3 電壓、電流測量數(shù)據(jù)表

表4 相位差測量數(shù)據(jù)表

由表3 可知，三相線電壓大小基本相等，無電壓回路斷相及TV 反接等情況；兩元件電流大小基本相等，電流回路無短路、開路等情況。

圖3 確定電壓相量

圖4 確定電流相量

由于三相三線電能表不存在V 相電流， 且相量圖中 U、V、W 的轉(zhuǎn)向始終為順時(shí)針。 圖 5 中，可看出與反向的之間有一個(gè)合理的夾角，即功率因數(shù)角φ，即兩者符合隨相關(guān)系，?和? 之間也有一個(gè)合理的夾角φ，即兩者也符合隨相關(guān)系，且電流超前于電壓φ 角，表明該負(fù)載性質(zhì)為容性。

圖5 確定電流相量

4 結(jié)論

電能表的正確接線是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量的前提，此方法依據(jù)表尾測量數(shù)據(jù)，運(yùn)用相量圖法，將三相三線電能表涉及到的4 個(gè)參數(shù)繪制到相量圖中， 根據(jù)電壓電流的隨相關(guān)系， 準(zhǔn)確定位電壓電流相量在圖中的位置，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確判斷分析三相三線電能表感性及容性負(fù)載下的錯(cuò)誤接線， 大大縮短了用電檢查人員的接線分析、技術(shù)比武及現(xiàn)場查線時(shí)間，提高了工作效率，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。