三相三線計量接線判別解析

張勇軍

三相三線計量接線判別、分析和計算，是計量安裝、電費核算、用電稽查、線損管理、繼電保護等專業(yè)人員必須掌握的技能和經(jīng)常需要解決的問題。日常工作中檢測幾個主要數(shù)據(jù)并不難，通過現(xiàn)場檢定儀、相位伏安表等專業(yè)儀器或使用鉗形萬用表+相序表，只需幾分鐘即可完成，關(guān)鍵是對檢測結(jié)果的處理和分析。本文略去各種儀器儀表的使用方法及操作步驟，僅就如何對檢測數(shù)據(jù)開展簡便、快捷、準確地推導、分析、判別等環(huán)節(jié)進行解析。

1 電壓值分析

標準值： == = 100 v（三個電壓值接近相等且約為100 v）

（1）若三個電壓值相差較大，且有某一電壓值很低或低于100v 很多，說明電壓回路存在斷線或接觸不良的故障。

（2）若某一電壓值約為173v，說明有一只PT（電壓互感器）極性接反。

（備注： 為三相電能表接線端鈕②、⑤的電壓； 為⑧、⑤的電壓；為②、⑧的電壓。100 v、173 v 為近似值，受電網(wǎng)一次電壓高低及二次電壓回路壓降大小的不同而略有變化。）

（3）三相電能表接線端鈕②、⑤、⑧中某一端鈕與地的電壓值為0v，則該端鈕為b相。

2 電流值分析

標準值： = = + （三個電流值接近相等）

（1）若三個電流值相差較大，且有某一電流值很小、接近于或等于0，說明電流回路存在失流或短接的故障。

（2）若+的值約為或值的1.73倍，說明有一只CT（電流互感器）極性接反。

（備注：為與三相電能表接線端鈕①相連的電流；為與端鈕⑦相連的電流；+為電流鉗同時鉗住與時的值。與值的大小，因各相的實際負荷不同而變化。）

3 電壓相序分析

3.1 電壓相角分析

標準值：∠ = 300°（正相序）∠ = 60°（逆相序）

（1）∠ = 120°（正相序；一只PT極性接反。）

（2）∠ = 240°（逆相序；一只PT極性接反。）

（3）∠ = 30°（正相序；一只PT極性接反且或出現(xiàn)約173v的電壓值。）

（4）∠ = 330°（逆相序；一只PT極性接反且或出現(xiàn)約173v的電壓值。）

（備注：30°、60°、120°、240°、300°、330°皆為標準值，實際測量值可能為某一標準值的相近值。173 v 為近似值。）

3.2 相序表測量

通過相序表連接三相電能表接線端鈕②、⑤、⑧進行測量，直接得出電壓相序為正或為逆。

4 電壓相位分析（以下僅以PT極性接線正確的狀態(tài)下進行解析）

通過上述分析得出的相序及b相位置，推導出對應的電壓相位。

（1）正相序：UaUbUc（與 相量位置圖）

UbUcUa（與 相量位置圖）

UcUaUb（與 相量位置圖）

（2）逆相序：UcUbUa（與 相量位置圖）

UaUcUb（與 相量位置圖）

UbUaUc（與 相量位置圖）

5 電流相位分析

三相三線兩個單元未知電流的相量夾角為120°角或為60°角，電流的反向相量用虛線表示。感性負載時，電流相量標準位置圖為，即12點鐘至3點鐘為電流區(qū)域，6點鐘至9點鐘為反向電流區(qū)域；8點鐘至11點鐘為電流區(qū)域，2點鐘至5點鐘為反向電流區(qū)域。

6 六角相量圖定位

以相量為始邊，用測量得到的角度值分別為、與的相量定位。

（1）∠= 300°：正相序；電壓相量位置圖，相量在11點鐘方向、相量在9點鐘方向。

∠= 60°：逆相序；電壓相量位置圖，相量在9點鐘方向、相量在11點鐘方向。

（2）以相量為基準，順時針分別按∠、∠的角度值為相量與定位。

7 相量分析

作完六角相量圖，此時電壓相量初始位置圖為。觀察二個相電流與實際相位是否處于電流的標準相量區(qū)域（）。

（1）若與實際相位處于標準的相量區(qū)域（），則依據(jù)相序的正或逆，直接判讀出線電壓和兩個相電流的相位。若與實際相位不處于標準的相量區(qū)域，則按第7.（2）點操作。

（2）將六角相量圖順時針旋轉(zhuǎn)120°后（相對于電壓相量初始位置圖，第一次旋轉(zhuǎn)后的電壓相量位置圖為，第二次旋轉(zhuǎn)后的電壓相量位置圖為），則轉(zhuǎn)至第7.（1）點。

通過最多二次調(diào)整線電壓相量位置圖處在或或位置后，總能發(fā)現(xiàn)相電流實際相位處于標準的相量區(qū)域（），從而快速判別出在感性負載下三相三線計量裝置的實際接線方式，達到實現(xiàn)快捷、準確、高效判別錯誤接線的目的。

8 現(xiàn)場測試分析

案例1 對某三相兩元件電能表二個單元的電壓電流相量進行測量，所得的相關(guān)數(shù)據(jù)為：

∠=60°、∠=175°、∠=55°。

（1）先畫出電壓的初始相量位置圖：已知∠=60°，所以為逆相序，相量在9點鐘方向、相量在11點鐘方向。

（2）以為基準，順時針（滯后）175°、55°分別畫出、電流相位。

（3）由于、相位不處于標準的相量區(qū)域（），所以將相量圖順時針旋轉(zhuǎn)120°后，電壓相量從位置旋轉(zhuǎn)至位置。旋轉(zhuǎn)后的、、和四個相量正好處在標準的相量位置上，從此時的相量位置可明顯判別出：為，為，為，為。

案例2 現(xiàn)場對某專變用戶的三相兩元件電能表各單元進行測量，所得的相關(guān)數(shù)據(jù)為：

∠=300°、∠=55°、∠=355°。

（1）先畫出電壓的初始相量位置圖：已知∠=300°，所以為正相序，相量在11點鐘方向、相量在9點鐘方向。

（2）以為基準，順時針（滯后）55°、355°分別畫出、電流相位。

（3）由于、相位不處于標準的相量區(qū)域（），所以將相量圖順時針旋轉(zhuǎn)120°后，電壓相量從位置旋轉(zhuǎn)至位置。

（4）第一次轉(zhuǎn)動調(diào)整相量圖后，由于、相位仍未處于標準的相量區(qū)域（），所以將相量圖繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)120°，即電壓相量從位置旋轉(zhuǎn)至位置。經(jīng)過二次旋轉(zhuǎn)后、、和四個相量正好處在標準的相量位置上，從此時的相量位置可明顯判別出：為，為，為，為。

9結(jié)語

文中提到的判別方法及推導過程，已集成在作者研發(fā)創(chuàng)作的《電力計量應用系統(tǒng)》中（咨詢電話：13762921777 微信號：QQ3023721）。只需輸入2～3個數(shù)據(jù)，《電力計量應用系統(tǒng)》即可自動準確顯示實際接線的電壓、電流的相序、相位組合及功率表達式、功率因數(shù)、功率值、向量圖、更正系數(shù)、更正率、誤差等，并提供標準向量圖、接線更正圖。

《電力計量應用系統(tǒng)》還集成了其他如下實用功能：

（1）通過角度、相量、圖型、功率因數(shù)等要素中任選一種方式，快捷、準確、直觀、高效地對三相三線、三相四線共千余種接線組合進行判別，并推導出功率表達式、更正系數(shù)、更正率、計量誤差以及向量圖、實際接線圖、接線更正圖以及更正系數(shù)k值與功率因數(shù)Cosφ關(guān)系圖等。

（2）模擬三相三線、三相四線所有接線方式，提供端子示意圖、各單元序號圖、電流方向圖；自由選擇電壓、電流及相位、相序與功率因數(shù)等參數(shù)進行接線培訓。

（3）根據(jù)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)快速作出計量裝置（回路）當前接線的實際向量圖；并根據(jù)向量圖自動判斷當前接線是否錯誤，準確推斷為何種接線組合。

（4）根據(jù)現(xiàn)場或模擬的接線方式（或自定義）的向量圖，準確判別各單元電壓、電流的相序、相位、極性、功率因數(shù)角等數(shù)據(jù)，并顯示k值、誤差及功率函數(shù)曲線圖。

（5）根據(jù)相量關(guān)系、相序等參數(shù)值，準確推導出實際的接線方式、功率表達式、更正系數(shù)及更正率；根據(jù)判別（或推導）的結(jié)果，按標準、正確的接線方式對當前的接線錯誤進行更正。

（6）對檢測過程及判別結(jié)果等進行數(shù)據(jù)導出、導入和圖片保存，以備分析、查閱、調(diào)用，并具備學習、檢查、自動檢測與判別等。

綜上所述，《電力計量應用系統(tǒng)》可直觀、準確、快速地完成三相計量裝置的各種接線演示，節(jié)省設備費用；對檢測結(jié)果或采集數(shù)據(jù)進行分析并準確判別和計算，挽回電費損失；為裝接、稽查、計量、線損、檢修專業(yè)提供仿真實訓，提升業(yè)務技能；自動推導、判別、更正及向量、k值圖分析等功能，提高工作效率。適用范圍廣泛、使用效果明顯，具備規(guī)模推廣和專業(yè)引用的條件。