三相三线误接线对电能计量的影响

１三相三线供电方式下电流互感器误接线对电能计量的影响XX供电局电能计量中心XX【摘要】：在新装计量装置中由于电流互感器相序、极性的错误导致电能表的误接线，造成电能计量的不准确。本文列举了几种三相三线电能表常见的误接线，通过向量分析推导出电能表误接线时所反映的有功、无功功率表达式，进而求出其对计量的影响。【关键词】：三相三线制电能表误接线更正系数电能是一种最方便、最清洁、最容易控制和转换的能源形态。而电能计量则是电力商品交易中的“一杆秤”，它的准确与否直接涉及到供用电双方的经济利益，特别是在高供高计供电方式时更加突出。同时供电单位将计量管理，列为线损率管理的先决条件。一般在10kV和部分35kV、110kV高压系统采用三相三线的供电方式。对应的电能计量系统中，电能计量一般采用三相两元件电能表进行计量。虽然三相三线电能表的接线并不复杂，但由于疏忽，特别是附有电压互感器与电流互感器的电能表，错接的机会较多。三相三线电能表错接线时会产生许多怪现象：有的不转，有的反转，有的随负载功率因数角的变化有时正转，有时反转，有的虽然正转，但计量出的电量数与实际不相符。由于电压互感器的电压相序可由相序表判断，错误的可能性较小，所以本文着重讨论电流互感器错接线对电能计量的影响。电流互感器的二次回路线接有八种情况，其中：一种可以正确计量电能；有两种电能表不走；有三种电能表反转；有两种电２能表虽正转，但计量出的电能是错误的。假设三相负载是平衡对称的，即有如下关系：UUUUCBAIIIICBACBA一、接法正确时的表达式：正确的接法为有功电能表第一元件接入AABIU，第二元件接入CCBIU。相位差为60°的无功电能表第一元件接入ABCIU，第二元件接入AACIU。有功功率为cos3UIP，无功功率为sin3UIQ。二、各种错误接法时的表达式：下面分别列出在负载对称时，不同错误接线方式下的三相三线有功电能表，和60°接线无功电能表的计量功率表达式及更正系数。1．A、C两相元件接错时：⑴．第一元件接入CI，第二元件接入AI根据向量图(a)得出有功计量功率为：３)90cos(CABIIUP)90cos(ACBIIIUPIIIPPP0)90cos()90cos(UIUI式中：IP—为第一元件所计有功功率，下同；IIP—为第二元件所计有功功率，下同；P—为表计计量有总功率，下同。⑵．第一元件接入CI，第二元件接入AI根据向量图(b)得出有功计量功率为：)90cos(CABIIUP)90cos(ACBIIIUPIIIPPP0)90cos()90cos(UIUI以上⑴、⑵两种接法，计得有功功率为零，有功电能表不走，无法计量有功电量。由此也不考虑无功电能表的计量。⑶．第一元件接入CI，第二元件接入AI根据向量图分析，可知有功计量功率为：)90cos(CABIIUP)90cos(ACBIIIUPIIIPPP４)90cos()90cos(UIUIsin2UI更正系数为：ctgUIUIK23sin2cos3无功电能表中第一元件通入电压BCU、电流CI；第二元件通入电压ACU、电流AI；且由于电压线圈回路中电阻R的作用，使电压磁通向量与电压向量由原来的90°变为60°，相当于各相元件相应电压相位超前30°角，所以无功功率计算可以写成：)30150cos(CBCIIUQcosUI)30150cos(AACIIIUQcosUIIIIQQQcos2UI式中：IQ—为第一元件所计无功功率，下同；IIQ—为第二元件所计无功功率，下同；Q—为表计计量总无功率，下同。由上面的计算可以看出无功表反转。⑷．第一元件接入CI，第二元件接入AI根据向量图分析，有功计量功率为：)90cos(CABIIUP)90cos(ACBIIIUPIIIPPP５)90cos()90cos(UIUIsin2UI无功计量功率为：)3030cos(CBCIIUQcosUI)3030cos(AACIIIUQcosUIIIIQQQcos2UI这种情况下有功电能表反转，无功表正转。2．A、C两相元件极性分别接反时：⑴．第一元件接入AI，第二元件接入CI根据向量图分析可知，有功计量功率为：)150cos(AABIIUP)30cos(CCBIIIUPIIIPPPsin30sincos30cossin150sincos150cosUIsinUI更正系数为：ctgUIUIK3sincos3无功计量功率为：)3090cos(ABCIIUQ)120cos(UI６)30150cos(CACIIIUQ)120cos(UIIIIQQQcos120cosUIcos23UI此时，无功表反转。⑵．第一元件接入AI，第二元件接入CI根据向量图分析可知，有功计量功率为：)30cos(AABIIUP)150cos(CCBIIIUPIIIPPPsin150sincos150cossin30sincos30cosUIsinUI无功计量功率为：)3090cos(ABCIIUQ)60cos(UI)3030cos(CACIIIUQ)60cos(UIIIIQQQcos60cosUIcos23UI此时，有功表反转，无功表正转。７⑶．第一元件接入AI，第二元件接入CI根据向量图分析可知，有功计量功率为：)150cos(AABIIUP)150cos(CCBIIIUPIIIPPPsin150sincos150cossin150sincos150cosUIcos150cos2UIcos3UI无功计量功率为：)3090cos(ABCIIUQ)120cos(UI)3030cos(CACIIIUQ)60cos(UIIIIQQQ)sin60sinsin120(sinUIsin3UI这种情况下有功表和无功表皆反转。三．总结：根据以上分析，可以归纳出表1的结果。当然，电能表的错接线除了上述几种外还有电压相序错误、电压断线、电流断线等情况，但只要能根据实际的接线进行向量分析，得出实际的有功功率与无功功率的计算表达式，也就可得知计量失误的影响。８表1三相三线电能表接线对应的功率查对表种类电流相序实际有功功率实际无功功率有功走字方向及更正系数无功走字方向及更正系数一元件二元件正确接线AICIcos3UIsin3UI\\1电流元件接错⑴CIAI0不考虑⑵CIAI0不考虑⑶CIAIsin2UIcos2UIctg23反转⑷CIAIsin2UIcos2UI反转正转2电流极性接反⑴AICIsinUIcos23UIctg3反转⑵AICIsinUIcos23UI反转正转⑶AICIcos3UIsin3UI反转反转【参考文献】：1、《电能计量学》水利电力出版社1989李文娟．2、《电能表技术手册》中国计量出版社2000.8国家质量技术监督局计量司、中国计量出版社合编