張靜

摘要：電能計(jì)量裝置的計(jì)量準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到供用電雙方的經(jīng)濟(jì)利益，影響電力企業(yè)電費(fèi)的及時(shí)回收，因此預(yù)防和避免電能表故障及差錯(cuò)成為電能計(jì)量工作的重要內(nèi)容。文章通過分析電能表的電壓、電流相量圖，計(jì)算功率表達(dá)式及更正系數(shù)的方法，分析了典型的錯(cuò)誤接線情況，并介紹了退補(bǔ)電量的計(jì)算方法，然后提出了錯(cuò)誤接線的防范對(duì)策。

關(guān)鍵詞：三相三線有功電能表;相量圖;錯(cuò)誤接線;電量追補(bǔ);電能計(jì)量裝置 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM933 文章編號(hào)：1009-2374（2016）04-0133-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.067

電能表是電能計(jì)量的重要器具，它的準(zhǔn)確可靠直接關(guān)系到供用雙方的利益，是供用雙方關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)也是計(jì)量工作的重點(diǎn)。在日常、檢測(cè)和維護(hù)工作中，經(jīng)常接觸到計(jì)量高電壓、大容量的三相三線有功電能表錯(cuò)誤接線。在這種錯(cuò)誤的運(yùn)行狀態(tài)下，即使電能表和互感器本身的準(zhǔn)確度很高，也達(dá)不到準(zhǔn)確計(jì)量的目的。錯(cuò)誤接線常常會(huì)使計(jì)量的電能值發(fā)生錯(cuò)誤甚至無(wú)法計(jì)量，嚴(yán)重的還可能造成人身傷亡或儀器儀表、設(shè)備的損壞，同時(shí)也會(huì)給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此判斷和分析電能計(jì)量裝置接線錯(cuò)誤類型，并對(duì)錯(cuò)誤電量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，是保證供用電雙方利益的關(guān)鍵。

1 三相三線有功電能表正確接線

在電力系統(tǒng)和電力用戶中，計(jì)量裝置的錯(cuò)誤接線是有可能發(fā)生的，若有人為竊電的話，錯(cuò)誤的接線更是花樣百出。單相電能表或直接接入式三相表，其接線較為簡(jiǎn)單，差錯(cuò)少，即使接線有錯(cuò)誤也比較容易發(fā)現(xiàn)和改正;而高壓大工業(yè)用戶所使用的經(jīng)互感器接入的三相三線有功電能表，則比較容易發(fā)生錯(cuò)誤接線。因?yàn)槭请娏?、電壓二次回路兩者的結(jié)合，再加上極性反接和斷線等就有很多種可能的接線方式。

1.1 三相三線有功電能表的正確接線

圖1是三相三線有功電能表經(jīng)電流互感器和電壓互感器計(jì)量系統(tǒng)中有功電能表的接線圖：

在沒有中性線的三相三線系統(tǒng)中，IU+IV+IW=0，因此不論負(fù)載是否對(duì)稱，都可以不用其中一相電流就能準(zhǔn)確計(jì)量三相電能。

不論負(fù)載是否對(duì)稱，三相三線有功電能表計(jì)量的功率是元件1和元件2各自計(jì)量的功率之和，即電能表計(jì)量的功率表達(dá)式是P=UUVIU+UWVIW。

1.2 三相三線有功電能表接線的判別方法

對(duì)于三相三線有功電能表的帶電檢查，需要經(jīng)過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量和對(duì)各相量的分析，才可以得出錯(cuò)誤接線的接線方式。在這里，我們主要分析的是電能表有計(jì)量的情況，在此情況下需要測(cè)試的有關(guān)數(shù)據(jù)有各線電壓值、電流值、UUV與IU相量夾角、UWV和IW的相量夾角、UUV與UWV的相量夾角。具體分析步驟如下：

三相三線帶電線路檢查，相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量。需要測(cè)量的數(shù)據(jù)有：（1）測(cè)量電能表接線盒上各線電壓：UUV、UVW、UWU;（2）測(cè)量各電流值：IU、IW;（3）測(cè)量相關(guān)相角：UUV與IU相量夾角、UWV和IW的相量夾角、UUV與UWV的相量夾角。

根據(jù)以上步驟可畫出相量圖，計(jì)算得出功率表達(dá)式。

1.3 正確接線的相量圖

根據(jù)上述步驟，可畫出正確接線情況下的相量圖如圖2。

三相三線（兩元件）有功電能表計(jì)量元件1和元件2計(jì)量的功率分別是：

1.4 錯(cuò)誤接線的更正系數(shù)

錯(cuò)誤接線的更正系數(shù)K是在同一功率因數(shù)下，電能表正確接線應(yīng)計(jì)量的電能值A(chǔ)與錯(cuò)誤接線時(shí)電能表所計(jì)量的錯(cuò)誤電能值之比，即：

根據(jù)上述公式，K可以理解為，正確接線應(yīng)計(jì)量的電能值A(chǔ)是錯(cuò)誤接線時(shí)電能表實(shí)際記錄的錯(cuò)誤電能值的多少倍，所以根據(jù)K和就可以算出正確的電能值，從而進(jìn)一步計(jì)算應(yīng)退補(bǔ)的電能值。

K的值存在以下規(guī)律：（1），表明計(jì)量裝置少記電量;（2），表明計(jì)量裝置計(jì)量正確;（3），表明計(jì)量裝置多記電量;（4），表明計(jì)量裝置反轉(zhuǎn)。

2 常見錯(cuò)誤接線及更正系數(shù)

2.1 短路及開路

依據(jù)1.2三相三線有功電能表接線的判別方法，測(cè)量各個(gè)數(shù)據(jù)，判斷電能表接線是否存在問題，首先應(yīng)判斷電能表接線是否存在開路和短路情況：（1）如果測(cè)量出的電壓缺少UUV或UVW項(xiàng)，即UUV或UVW的值為零，則可能是U相或W相開路;若電壓值UUV、UVW為1/2倍的額定電壓值，則可能是V相電壓開路。（2）如果測(cè)量出的電流IU、IW有一項(xiàng)缺項(xiàng)，即有一項(xiàng)測(cè)量值為0，則可能是對(duì)應(yīng)的電流線路有短路。

2.2 電壓回路接線錯(cuò)誤

2.2.1 接入電能表電壓端鈕相序?yàn)閁、W、V。接入電能表電壓端鈕相序?yàn)閁、W、V時(shí)，其接線圖和相量圖如圖3所示：

由圖3可知，第一元件電壓UUW和電流IU的夾角為，第二元件電壓UVW和電流IW的夾角為，得到錯(cuò)誤接線的功率表達(dá)式和更正系數(shù)：

錯(cuò)誤接線時(shí)的功率表示此時(shí)電表停轉(zhuǎn)，無(wú)法通過更正系數(shù)來求得正確接線時(shí)的功率，為追收電費(fèi)帶來一定程度的障礙。

2.2.2 接入電能表電壓端鈕相序?yàn)閂、W、U。接入電能表電壓端鈕相序?yàn)閂、W、U時(shí)，其接線圖和相量圖如圖4所示：

由功率表達(dá)式可推導(dǎo)出：（1）當(dāng)負(fù)載為感性且時(shí)或負(fù)載為容性且時(shí)，表計(jì)量正確，但后者使表反轉(zhuǎn)。（2）當(dāng)負(fù)載為感性且時(shí)，表不轉(zhuǎn);當(dāng)時(shí)，表反轉(zhuǎn)。

2.2.3 接入電能表電壓端鈕相序?yàn)閃、V、U。接入電能表電壓端鈕相序?yàn)閃、V、U時(shí)，其接線圖和相量圖如圖5所示：

錯(cuò)誤接線時(shí)的功率表示此時(shí)電表停轉(zhuǎn)，無(wú)法通過更正系數(shù)來求得正確接線時(shí)的功率，為追收電費(fèi)帶來一定程度的障礙。

2.3 電流回路接線錯(cuò)誤

2.3.1 U相電流短接。

由圖6可知，加在第一元件的電壓和電流分別為UUV和-IU，其夾角是;第二元件上的電壓和電流為分別為UWV和IW，其夾角是，所以該錯(cuò)誤接線的功率表達(dá)式和更正系數(shù)分別為：

由功率表達(dá)式可推導(dǎo)出：（1）當(dāng)時(shí)，電表不轉(zhuǎn)，無(wú)法通過更正系數(shù)來求得正確接線時(shí)的功率。（2）當(dāng)負(fù)載為感性且時(shí)，計(jì)量正確;負(fù)載為容性且cosφ=0.5時(shí)，表反轉(zhuǎn)，K=-1。（3）負(fù)載為感性，時(shí)，表正轉(zhuǎn);負(fù)載為容性，時(shí)，表反轉(zhuǎn);（4）當(dāng)時(shí)，表快;當(dāng)時(shí)，表慢。

2.3.2 W相電流反接。

由圖7可知，加在第一元件的電壓和電流分別為UUV和IU，其夾角是;第二元件上的電壓和電流分別為UWV和-IW，加在第二元件上的電流反向，故其夾角是，所以該錯(cuò)誤接線的功率表達(dá)式和更正系數(shù)分別為：

由功率表達(dá)式可推導(dǎo)出：（1）當(dāng)時(shí)，電表停轉(zhuǎn)，無(wú)法通過更正系數(shù)來求得正確接線時(shí)的功率。（2）當(dāng)負(fù)載為感性且時(shí)，表反轉(zhuǎn)，K=-1;負(fù)載為容性且時(shí)，計(jì)量正確。（3）負(fù)載為感性，時(shí)，表反轉(zhuǎn);負(fù)載為容性，時(shí)，表正轉(zhuǎn)。（4）當(dāng)時(shí)，表快;當(dāng)時(shí)，表慢。

2.3.3 U、W兩相電流互換。

（

由圖8可知，加在第一元件和第二元件上的電壓分別為和，由于U、W兩相電流互換，所以電流向量分別為和。第一元件電壓和電流的夾角為，第二元件電壓和的夾角為，所以該錯(cuò)誤接線的功率表達(dá)式和更正系數(shù)分別為：

錯(cuò)誤接線時(shí)的功率表示此時(shí)電表停轉(zhuǎn)，無(wú)法通過更正系數(shù)來求得正確接線時(shí)的功率，為追收電費(fèi)帶來一定程度的障礙。

3 差錯(cuò)電量的退補(bǔ)

對(duì)電能表錯(cuò)誤接線進(jìn)行分析的目的之一就是依據(jù)錯(cuò)誤接線的計(jì)量情況求出實(shí)際電能值，使差錯(cuò)電量得以退、補(bǔ)。

“退補(bǔ)電量”指的是根據(jù)計(jì)量裝置故障接線時(shí)所計(jì)量的錯(cuò)誤電能值，計(jì)算用戶的真實(shí)用電量A，并且退還多交電費(fèi)或補(bǔ)齊少交電費(fèi)的過程。

退補(bǔ)電量的計(jì)算公式為：

在計(jì)算錯(cuò)誤接線功率的時(shí)候，代入的電壓和電流值，必須是在錯(cuò)誤接線時(shí)間段內(nèi)電壓和電流測(cè)量值的算術(shù)平均值。三相三線電能表應(yīng)以線電壓代入計(jì)算，三相四線電能表應(yīng)以相電壓代入計(jì)算。

另外還存在一種情況，當(dāng)錯(cuò)誤接線功率時(shí)，電能表不轉(zhuǎn)動(dòng)，更正系數(shù)在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)無(wú)法求出，不能根據(jù)上述計(jì)算公式來確定退補(bǔ)電量。此時(shí)應(yīng)認(rèn)真復(fù)核分析，弄清發(fā)生錯(cuò)誤接線的時(shí)間，再與用戶充分溝通，以錯(cuò)誤接線前的平均用電量作參考來進(jìn)行電量的退補(bǔ)。

4 錯(cuò)誤接線防范對(duì)策

相量法是檢查三相三線有功電能表接線是否正確的有效工具，但相量圖法有一個(gè)缺點(diǎn)就是它要求電能表已經(jīng)投入使用，有電壓和電流。但是在電能表的安裝和驗(yàn)收時(shí)通常電能表還未投入使用，所以驗(yàn)收時(shí)可做升流實(shí)驗(yàn)來初步判斷接線是否正確。

嚴(yán)格規(guī)范電能計(jì)量裝置的安裝，確保電能計(jì)量裝置無(wú)缺陷投入運(yùn)行是防止電能表錯(cuò)誤接線的有效手段。根據(jù)規(guī)范安裝電能計(jì)量裝置，防范錯(cuò)誤接線的要求，提出以下對(duì)策：（1）嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)審查、安裝和驗(yàn)收，嚴(yán)防出現(xiàn)互感器錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)裝或同一組互感器變比不同等惡性差錯(cuò)。（2）加強(qiáng)電能表、互感器二次回路、二次負(fù)荷的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，以便及時(shí)監(jiān)督檢查發(fā)現(xiàn)問題。（3）封閉電能計(jì)量裝置的關(guān)鍵部位，采用高質(zhì)量的牢固鉛封，防止人為更改計(jì)量裝置接線。（4）推廣使用誤差穩(wěn)定、精確度高、性能優(yōu)良的計(jì)量產(chǎn)品，制定電能表檢定、檢修工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)各工序工作質(zhì)量監(jiān)督，完善實(shí)驗(yàn)制度，提高檢定工作質(zhì)量。（5）完善計(jì)量管理制度。一是明確工作要求，使電能計(jì)量各個(gè)環(huán)節(jié)的工作條理有序，職能層次分明，減少各個(gè)環(huán)節(jié)工作的重疊和漏洞，提高整體工作效率;二是使電能計(jì)量管理標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、專業(yè)化，使每一項(xiàng)工作有章可循，有據(jù)可查，并且有人負(fù)責(zé)和監(jiān)督。

5 結(jié)語(yǔ)

電能計(jì)量裝置正常運(yùn)行及其故障接線分析和判斷，是計(jì)量技術(shù)工作中極其重要的組成部分，計(jì)量裝置的規(guī)范化管理也是供電企業(yè)必須解決的一個(gè)難題，這其中包括對(duì)檢定、安裝、運(yùn)維等眾多環(huán)節(jié)的深層次理解和對(duì)這些環(huán)節(jié)高標(biāo)準(zhǔn)的審查。只有這樣，才能減少計(jì)量裝置的故障發(fā)生率，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為國(guó)家節(jié)省更多的自然資源，并為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）