三相三線電能表正確接線的簡易判別法

三相三線電能表正確接線的簡易判別法

三相三線有功電能表計量三相三線有功電能，有兩種非標準正確接線方式：(1)元件1采用線電壓UＢＣ和相電流ib，元件2采用線電壓UAC和相電流iA，這種接線方式的瞬間功率表達式為P=UＢＣib+UACiA；(2)元件1采用線電壓UＣA和相電流ic，元件2采用線電壓UＢA和相電流ib，這種接線方式的瞬間功率表達式為P=UＣAic+UBAib。在三相三線系統中，如果B相接地，則這兩種非標準接線方式就可能漏計電度。比如：高壓兩線一地輸電方式或低壓三相三線供電方式，B相在電能表外的電源側和負荷側若同時接地運行，則三相三線有功電能表必然漏計電度，因此通常不采用這兩種接線方式。而常用的標準正確接線只有一種(如圖1)，錯誤接線卻有許多種。為了迅速地判別電能表接線是否正確，可采用下述簡易方法：
　　(1)首先對任何正轉的電能表，如果原電能表接線正確，通過三次對調任意兩根電壓進線后，三次電能表都應停轉，如不停轉或有一次不停轉，則證明原電能表接線肯定有錯誤。因為原電能表接線如果正確，對調任意兩根電壓進線后，其功率計算如下：

　　①對調A、B兩相電壓(矢量圖如圖2a所示)其功率為：

　　P1=UBAIAcos(150°-φA)=-UIcos(30°+φ)

　　P2=UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)

　　P=P1+P2=0

　　②對調B、C兩相電壓(矢量圖如圖2b所示)，其功率為：

　　P1=UACIAcos(30°-φA)=UIcos(30°-φ)

　　P2=UBCICcos(150°+φC)=-UIcos(30°-φ)

　　P=P1+P2=0

　　③對調A、C兩相電壓(矢量圖如圖2c所示)，其功率為：

　　P1=UCBIAcos(90°+φA)=-UIcos(90°-φ)

　　P2=UABICcos(90°-φC)=UIcos(90°-φ)

　　P=P1+P2=0
　　三次對調電壓進線后，從電能表的功率計算說明，如果原接線正確，在對調電壓進線后都應停轉(或有微動)。

　　(2)通過三次對調電壓進線，如果電能表三次都停轉，只能說明原電能表接線可能正確。電能表對調電壓進線停轉，只是電能表原接線正確的必要條件，還不是充分條件。為此還必須進一步進行判斷。方法是：首先斷開B相電壓，此時電能表每分鐘轉數應為原接線電能表每分鐘轉數的一半。因為在原接線正確情況下，斷開B相電壓進線(參看圖1虛線處斷開)，其功率為：

　　P1=1/2UACIAcos(30°-φA)=UIcos(30°-φ)

　　P2=1/2UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)

　　P=P1+P2=　UIcosφ

　　從功率計算說明，在電能表正確接線時，斷開B相電壓電能表正轉速度應降低一半。然后再把A、C兩相電壓進線對調，使電能表停轉，繼續進行斷開電壓進線的試驗。先斷開A相電源進線，則電能表的功率為：

　　P1=UCBIAcos(90°+φA)=UIcos(90°+φ)=-UIsinφ

　　再斷開C相電源的電壓進線，則電能表的功率為：

　　P2=UABICcos(90°-φC)=-UIcos(90°-φ)=UIsinφ

　　功率值P1和P2大小相等，方向相反。說明無論用戶的功率因數如何，兩次斷線后，電能表的轉數都應一樣，但轉向相反。

　　通過上述對調電壓進線和分別斷開一相電壓進線后，觀察電能表所處的狀態，可以準確地判斷電能表的接線是否正確。因為對電能表多種錯誤接線進行的綜合分析和計算的結果表明，在任何錯誤接線的情況下，都不可能同時出現上述六種情況的組合。

　　例如將一次側電源進線A、B、C相分別誤接為C、A、B相，接線和矢量圖如圖3所示(圖中ＵCA (AB)表示實際的UAB線電壓誤接為UCA線電壓，其余矢量表表示類同。檢查步驟如下：
　　①對調二次側A、C兩相電壓；

　　②對調二次側A、B兩相電壓；

　　③對調二次側C、B兩相電壓。

　　三次對調任意兩根二次側電壓進線后，出現三次停轉(功率計算式略)。這說明原本錯誤的接線，在對調電壓進線時也能引起三次電能表停轉，它只是判定原電能表接線可能正確的必要條件，還要按照斷開一相電壓進線的方法作進一步地判斷。步驟如下：

　　①首先斷開B相二次電壓進線，其功率計算式如下：

　　P2=UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)

　　當φ=0時轉速正好慢一半，當φ≠0時，轉速快慢與功率因數有關，不是正好慢一半。

　　②對調二次側A、C相電壓進線后分別斷開A相和C相電壓進線。斷開A相時功率為：

　　P2A=UBCIBcos(30°+φB)=UIcos(30°+φ)

　　斷開C相時功率為：

　　P1C=1/2UABICcos(90°-φC)=1/2UIsinφ

　　P2C=1/2UBAIBcos(30°-φB)=1/2UIcos(30°-φ)

　　斷開A相和斷開C相時的功率值沒有出現大小相等、方向相反的情況。

　　由此已清楚判明原電能表接線有錯誤，完成了判明電能表接線正確與否的必要和充分條件。此例說明了在錯誤接線時三次對調任意兩根電壓進線后出現了三種電能表停轉的情況，但按照斷開一相電壓進線的方法，沒有出現另外三種情況。同樣亦可舉例說明與此相反的情況。

　　本文所介紹的簡易方法，在現場實際操作中非常方便實用。