基于六角图法的三相四线电能计量装置错误接线判断

引言

三相四线有功计量装置用于三相四线制计量,在供电企业中起到重要作用,如110kV及以上高电压大电流系统的计量或低压配电系统的计量。三相四线有功计量装置的接线方式有两种,一是直接接入,二是经互感器接入。本文主要对用于低压配电系统的三相四线电能计量装置的错误接线进行分析。

1三相四线电能计量装置正确接线

低压三相四线有功计量装置计量时不用电压互感器,但大多数需要电流互感器。三相四线常用正确接线,第一元件为UaIa,第二元件为UbIb,第三元件为UcIc,但是分析错误接线时,测量者并不清楚接入三个元件的相别,所以一般使用数字1、2、3来表示接入三个元件的代号,即三个元件的电压

电流数据分别用U1I1、U2I2、U3I3表示。那么画六角图时就可以把元件和相别区分开,表尾分析时元件用1、2、3来表示,相别直接用A、B、C来表示。三相四线经电流互感器接入的正确接线如图1所示。

2根据六角图分析三相四线计量装置的错误接线方式

六角图是使用数字式相位伏安表来测量电压、电流、相位等数据,在相量图上分别画出电压和电流相量,然后通过电压电流之间的相位关系来判断分析错误接线的一种方法。在此需要提醒的是,下面分析是在负载功率因数不小于0.8的前提下进行的,不然不可按这个方法进行判断。分析步骤如下:

(1）测量各种数据。

1）测量电压、电流的大小,通过测量大小可以看出是否有断线问题,使用相位伏安表进行测量,测量数据分别为:U1、U2、U3、I1、I2、I3。

2）测量相位:/U1U2、/U1U3、/U1I1、/U2I2、/U3I3。

3）明确参考点:已知一个U(a）电压参考点,使用相位伏安表的电压档位进行测量,分别测量

U1一Ua、U2一Ua、U3一Ua,在Ua不断相的情况下,测得与U(a）参考点的电压为0的表尾元件为Ua。

4）测量线电压:U12、U23、U31,目的是检查是否有电压断线或反极性连接的情况。本文不考虑电压断线或反极性的情况。

（2）相序判断。

1）当/U1U2=240o、/U1U3=120o时,相序为逆相序:

2）当/U1U2=120o、/U1U3=240o时,相序为正相序。

（3）确定电压相别。

正相序三种顺序为abc、bca、cab,逆相序三种顺序为acb、bac、cba。判断出相序和Ua即可以使电压相别唯一地确定下来。假如电压为正相序,测得U2对Ua为0,那么电压元件123为cab。

（4）根据电压相别绘出六角图。

根据上述测量画六角图,画六角图时,先用相别定好坐标即正相序abc,建立坐标系,然后通过电压顺序标注表尾元件电压,图2以相序Uabc为例。

（5）根据/U1I1、/U1I2、/U1I3找电流,采取随相判别法确定电流相序,如哪个电流不随相则反相此电流再行判断。

1）根据/U1I1、/U1I2、/U1I3,画出电流相量并标注元件电流,如果测量数据为/U111=389、/U112=2789、/U113=1589,则相量图应该画为如图3所示。

2）通过相电流靠近相电压的原理,找出相电流并标注上去,如图4所示。

（6）错误计量下的功率表达式。

根据各元件P1=U111cos（x+。）、P2=U2I2cos（y+。）、P3=U3I3cos（:+。）,那么P计=P1+P2+P3。此处需要注意,各个元件的功率表达式是指同一元件电压、电流的乘积乘上电压、电流相量夹角的余弦值。

（7）计算错误接线下的更正系数:

3模拟仿真三相四线类计量装置错误接线查找

通过数字式相位伏安表测量电压、电流的幅值和相位,可画出各种接线下的六角图,即可分析错误接线方式。具体分析过程下面以实际操作例题呈现,以使说明内容更加清晰直观。

已知为三相四线（经TA、TV,TA六线制）低压接线方式,感性负载:测量数据:U1=U2=U3=57V、I1=I2=I3=1.5A、/U1U2=2409、/U1U3=1209、/U1I1=909、/U2I2=1509、/U3I3=309、U1一Ua=100V、U2一Ua=100V、U3一Ua=0V。

（1）判别相序:/U1U2=2409、/U1U3=1209,可判断电压相序为逆相序。

（2）判别相别:U3一Ua=0V,所以U3即为Ua,确定电压相别为cba。

（3）画相量图如图5所示。

（4）根据/U1I1=909、/U2I2=1509、/U3I3=309在相量图中找到电流,最终确定电流相序为IbIcIa、B相电流反接,功率因数角为309。

（5）根据相量图写出各元件的功率表达式:

（6）根据功率表达式写出更正系数的表达式:

实测功率:

实际功率:

更正系数为:

4结语

电力公司为更好地服务用电客户,同时维护自身的经济效益,必须确保电能计量的正确性。电能计量装置的正确接线是保证电能表正确计量的首要条件。通过六角图法绘制出相量图,进行错误接线分析,确定错误接线类型,计算更正系数,从而依据更正系数推导出退补电量,可以使电力贸易双方利益都得到保证。