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(jì)量三相三線有功電能，有兩種非標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(dá)式為P=UＣAic+UBAib。在三相三線系統(tǒng)中，如果B相接地，則這兩種非標(biāo)準(zhǔn)接線方式就可能漏計(jì)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(cè)和負(fù)荷側(cè)若同時接地運(yùn)行，則三相三線有功電能表必然漏計(jì)電度，因此通常不采用這兩種接線方式。而常用的標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)的電能表，如果原電能表接線正確，通過三次對調(diào)任意兩根電壓進(jìn)線后，三次電能表都應(yīng)停轉(zhuǎn)，如不停轉(zhuǎn)或有一次不停轉(zhuǎn)，則證明原電能表接線肯定有錯誤。因?yàn)樵娔鼙斫泳€如果正確，對調(diào)任意兩根電壓進(jìn)線后，其功率計(jì)算如下：

　　①對調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)電壓進(jìn)線后，從電能表的功率計(jì)算說明，如果原接線正確，在對調(diào)電壓進(jìn)線后都應(yīng)停轉(zhuǎn)(或有微動)。

　　(2)通過三次對調(diào)電壓進(jìn)線，如果電能表三次都停轉(zhuǎn)，只能說明原電能表接線可能正確。電能表對調(diào)電壓進(jìn)線停轉(zhuǎn)，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(jìn)一步進(jìn)行判斷。方法是：首先斷開B相電壓，此時電能表每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為原接線電能表每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的一半。因?yàn)樵谠泳€正確情況下，斷開B相電壓進(jìn)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(jì)算說明，在電能表正確接線時，斷開B相電壓電能表正轉(zhuǎn)速度應(yīng)降低一半。然后再把A、C兩相電壓進(jìn)線對調(diào)，使電能表停轉(zhuǎn)，繼續(xù)進(jìn)行斷開電壓進(jìn)線的試驗(yàn)。先斷開A相電源進(jìn)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(jìn)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(shù)如何，兩次斷線后，電能表的轉(zhuǎn)數(shù)都應(yīng)一樣，但轉(zhuǎn)向相反。

　　通過上述對調(diào)電壓進(jìn)線和分別斷開一相電壓進(jìn)線后，觀察電能表所處的狀態(tài)，可以準(zhǔn)確地判斷電能表的接線是否正確。因?yàn)閷﹄娔鼙矶喾N錯誤接線進(jìn)行的綜合分析和計(jì)算的結(jié)果表明，在任何錯誤接線的情況下，都不可能同時出現(xiàn)上述六種情況的組合。

　　例如將一次側(cè)電源進(jìn)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(shí)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(diào)二次側(cè)A、C兩相電壓；

　　②對調(diào)二次側(cè)A、B兩相電壓；

　　③對調(diào)二次側(cè)C、B兩相電壓。

　　三次對調(diào)任意兩根二次側(cè)電壓進(jìn)線后，出現(xiàn)三次停轉(zhuǎn)(功率計(jì)算式略)。這說明原本錯誤的接線，在對調(diào)電壓進(jìn)線時也能引起三次電能表停轉(zhuǎn)，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(jìn)線的方法作進(jìn)一步地判斷。步驟如下：

　　①首先斷開B相二次電壓進(jìn)線，其功率計(jì)算式如下：

　　P2=UCAICcos(30°+φC)=UIcos(30°+φ)

　　當(dāng)φ=0時轉(zhuǎn)速正好慢一半，當(dāng)φ≠0時，轉(zhuǎn)速快慢與功率因數(shù)有關(guān)，不是正好慢一半。

　　②對調(diào)二次側(cè)A、C相電壓進(jìn)線后分別斷開A相和C相電壓進(jìn)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(xiàn)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(diào)任意兩根電壓進(jìn)線后出現(xiàn)了三種電能表停轉(zhuǎn)的情況，但按照斷開一相電壓進(jìn)線的方法，沒有出現(xiàn)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(xiàn)場實(shí)際操作中非常方便實(shí)用。