相位法对电能计量装置误接线分析.docx

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相位法对电能计量装置误接线分析

　3　测量前准备工作 

　　工作前，首先要完善好工作票制度和工作许可制度，认真填写好变电站第二种工作票，并履行好工作许可手续。

完成后，可通过钳形相位表的相位测量档测量出三相负载的性质（阻性、感性、容性及相角）。

　　4.钳形相位表的使用方法（以使用SMG2000相位表为例） 

（1）将相位表的红笔和黑笔连线的另一端，按颜色分别插入相位表上标有“U1”的两侧插孔内。

（2）将相位表电流卡钳连线的另一端，插入相位表上标有“I2”插孔内。

此时应注意：

使用相位表时I1和U2是一组，I2和U1是一组。

　　（3）在使用相位表前应先对其进行“校准”。

具体方法是：

将相位表上的旋钮开关至“360°校”档。

此时，相位表上的显示窗口应显示“360”，若显示值不是“360”时，可调节“W”校准螺丝，直至其显示值为“360”为止。

　　（4）在上述准备工作完成后，方可进行下一步的测量工作。

　　5.检查测量步骤 

（1）电能计量装置外观检查：

通过对电能计量装置外表、封印等的检查，初步判断电力客户是否依法用电，有无违约窃电现象。

（2）相关数据测量：

　　①三相相电压及线电压--用仪表的电压档可判断出电能表有无某元件失压、欠压现象； 

　　②三相电流测量--用仪表的电流档，用钳表可依次测量出I1、I2、I1＋I2的电流值，从而判断出电能表某相元件有无缺电流、电流反接或电流差现象； 

　　③电压相序测量--用仪表的相位测量档测量接入电能表电压U12与U32之间的相位差，若为300°，则为正相序；若为60°，则为逆相序； 

　　④接入电能表电流与电压间相位差测量--用仪表的相位测量档可测出U12与I1、I2之间的相位角及U32与I1、I2之间的相位角。

　　6.测量结果分析判断 

　　通过所测结果，绘制出向量图，依据负载性质及功率因数范围，在图中定出b相位置（因三相二元件有功电能表中，b相不加电流即b相无电流）及a、c相位置，并依据三相相序判断出表头实际所加电压U12及U32，然后根据U12与I1、I2或U32与I1、I2间的相位关系，确定出实际表头所加电流，并准确判别出相位。

据此可判断电能表二元件所加电压、电流错误接线形式，并写出电能表错误接线功率表达式，从而推算出错误接线更正系数，计算出实际电量。

　　7.工程实例 

　　某10kV高压供电户，变压器总容量为2500kVA，装有150／5计量电流互感器两台、两相不完全星形接线，10／0.1kV电压互感器两台、V-V接线，三相二元件有功电能表一只。

某日，电能表校表人员至现场检查，发现计量装置封印有伪造现象，电能表倒走。

拆封后利用钳形相位表检测，测量数据如下：

（1）实际负荷功率因数角φ=35°，为感性。

（2）电流测量值分别为：

I1=3.5AI2=3.5AI1＋I2=6A 

　　因为这三个量的值不相等，其中一个量的值是其余任意一个量的倍，则说明有一相电流互感器极性接反了。

　　（3）电压测量值分别为：

U12=102VU23=101VU31=100VU1=0VU2=102VU3=101V 

　　因为在采用V/V形接法的电压二次回路里，规定的B相电压是要接地的，因此，对地为0V的那一相电压应该是B相电压,可判断出U1为B相电压. 

　　（4）相序测量：

U12与U32间相位角为60° 

　　因此可判断相序为逆相序。

　　（5）电压与电流间相位角测量值分别为：

用钳形相位表的“φ”档测量各相电压对应电流的相位角。

本例中所测得的相位角度为U12对I1为245°；U32对I1为185°；U12对I2为305°；U32对I2为245°； 

　　（6）根据所测相序为逆相序，逆相序的接线形式有三种组合：

ACB,CBA,BAC.而本例中U1为B相电压，因此可确定相别为BAC。

　　（8）列出错误接线下的功率表达式:

　　由图我们可知P1=U12I1COS（2100+Φ）=UbaIaCOS（2100+Φ）） 

　　P2=U32I2COS（2100+Φ）=Uca（-Ic）COS（2100+Φ）） 

　　则总功率表达式P=P1+P2=UbaIaCOS（2100+Φ）+Uca（-Ic）COS（2100+Φ）=-2UICOS（300+Φ），可以看出电能表倒转。

　　（9）计算更正系数及实际电量：

　　K==UICOSΦ/|-2UICOS（300+Φ）|=/（-tgΦ） 

　　此时表计实抄示数为-30（电能表倒走）。

　　错误接线时计量电量a=（-30）×150／5×10／0.1=-90000kwh 

　　实际电量Wr=k×a=151200kwh 

　　因该客户擅自开启、伪造计量装置封印，属窃电行为，对照《供电营业规则》第一百零一条之规定，当即对该户中止供电，补收所窃电量的电费，并处所窃电费三倍的违约使用电费，合计约30余万元，为供电企业挽回了经济损失。

后经开箱检查，发现该客户擅自将计量电流互感器c相二次电流反接，并将电压互感器二次a、b相电压线对调窃电，实际情况与测量分析结果完全相符。

　　8.具体应用 

　　由于手持式钳形相位表具有体积小、重量轻、携带使用方便、准确性高、用途广等优点，目前在电力系统电能表接线检查、继电保护工作校验、差动保护二次电流相位关系等工作现场得到了广泛的应用，大大减轻了人力、物力和财力的投入，为现场工作提供了极大的帮助，受到了广大现场工作人员的欢迎。

相位伏安表法检查电能计量装置接线

（2010-11-3013:

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相位伏安表

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 电能计量

电能计量的准确性直接关系着供电企业和用电客户的经济利益。

影响电能计量准确性的主要因素有两方面，一是电能计量器具的误差是否合格；二是电能计量装置的接线是否正确。

而二者中接线是否正确尤为重要，因为错误接线将造成很大的计量误差。

供电企业的检查人员根据《用电检查办法》对电能计量装置进行检查，能及时发现窃电、电能计量装置接线错误等问题，对提高电能计量装置的准确性，减少计量差错，维护供电企业和客户的经济效益都具有实际意义。

 目前有个别单位在因计量不准而进行追补电量时,存在一些不够规范的做法,比如不管是什么原因的计量错误,不是根据有关计算方法和《供电营业规则》的有关规定，而是凭主观判断，粗略的估计追补数额，存在很大的随意性，这不仅有可能造成供电部门的经济损失，而且由于收费的不规范，缺少说服力，往往给用户造成不好的印象，不利于提升我们的优质服务水平，树立良好的企业形象。

对于因计量装置接线不正确等原因造成计量不准进行追补电费时，应先进行严格的计算，然后根据计算结果引用《供电营业规则》的相关规定追补电费，由于农村低压多采用三相四线制电能表来计量，且该种计量错误接线方式探讨起来较简单、易懂，所以本月主要介绍运用相位伏安法对电能计量装置的接线进行检查的步骤、方法、追补电量的计算和有关注意事项。

一、双钳相位伏安表的使用方法

相位伏安表是一种既能测量交流电压、电流，又能测量电压和电流之间相位关系的电工仪表。

（一）功能：

可以测量电压、电流的大小，还可以测量电压和电压、电压和电流、电流和电流之间的相位角.

（二）正确测量数据

测量前应通过旋转功能开关正确选择测量参数及量限。

测量交流电压时，两根电压测量线中的红色线对应电能表的电压极性端，经电压互感器接入式电能表选200v量程，直入式电能表选500v量程；测量交流电流时，钳形电流互感器带红色“*”符号的一侧为电流输入端，量程应根据电能表标定电流选择。

测量电压与电流之间的相位角时，功能开关旋转至[U1I2]位置，电压测量线接[U1]端纽，用2# 电流钳接[I2]端纽。

（三）使用相位伏安表的注意事项

1. 必须遵循先接线、后开机；先开机、后拆线的接线程序，严禁开机后插、拔电压、钳表插头。

2.测量电压不能高于500v。

3.电流、电压的输入端与电能表的电流、电压极性端必须对应接线。

4.测量参数[U1I2]时，对应的测量端纽为[U1]和[I2]；测量参数[I1U2]时，对应的测量端纽为[I1]和[U2]。

二、带电检查接线的基本步骤和注意事项

（一）基本步骤

1.对相电压和线电压的测定；

2.对电流的测定；

3.对相位角的测定；

4.绘制向量图

5.更正系数和退补的计算

6.更正接线

（二）带电检查接线时的注意事项

1.检查接线应遵照有关规程的组织措施、安全措施和技术要求进行，防止发生人身、设备事故。

2.工作开始前，先拟定工作程序，然后按步骤进行。

3检查接线应认真、细致，对测量数据及电能表转动情况等做好详细记录，为追补电量的计算做参考依据，如：

现场发现有功电能表反转，计算其错误功率及更正系数都应小于零，否则，说明检查结果或计算有误。

4.检查接线前应明确负载情况：

感性或容性、是否对称、cosφ的大致范围，且测量过程中，负载电流、电压以及cosφ应保持基本稳定。

三、基础知识

 1.正相序和逆相序：

 正相序：

ABC，BCA,CAB共计3种;

 逆相序：

CBA,  ACB,  BAC共计3种。

 2.向量的超前和滞后

     3.容性和感性负载

4.重要公式

四、低压三相四线制错误接线分析判定方法

（1）接线图

（二）三相四线计量原理

三相四线电能表内部有三个计量元件，第一元件接入电压Uu和电流Iu，第二元件应接入电压Uv和电流Iv,第三元件应接入电压Uw和电流Iw。

通过在向量图中分析，可知它们各自的相位关系分别为UuIucosφu、UvIvcosφv、UwIwcosφw。

电能表计量的总功率为叁个元件计量功率的代数和，且正确计量结果为：

P=3UIcosφ。

（三）判断步骤和方法

1.测量U1、U2、U3的电压值，正常情况下，相电压为220V左右，若现场检查时无相序表时还应测量U1、U2、U3分别对地的电压值，对地电压值为0伏的为B相，确定B相后另两相的电压可根据电压之间的夹角来判断；然后测量U12、U23、U31的电压值应为380V左右。

电压出现异常一般会有以下几种情况：

①电压回路熔断器熔断；②搭接电压错误或者进接线盒或表尾错误；③电能表表尾接线端纽未紧固或搭接电压点松动；④电压连接线因受损伤或芯线断裂，电能表内部电压线圈断线或引出线开焊。

电压相序的判断

U12U32的相位角 

相序

有极性反接

无极性反

正

30° 

120° 

300°

逆

330° 

240° 

60°

2.测量I1、I2、I3的电流值，根据负荷情况判定二次电流的大小及其回路是否有反极性和断线、短接等情况。

正常时，三个电流值应近似相等，否则可能是电流回路出现故障。

电流回路故障一般有三种，其一：

电流互感器极性接反或电能表电流进出线接反；其二：

电流互感器二次回路断线，此类故障应区别是二次开路还是二次电流公用线断线；其三：

电流与电压相别不对应，如电能表第一元件应加Uu电压，接入Iu电流，若接入的是Iw就是相别不对应。

3.分别测量U1I1，U1I2,U1I3，U2I2，U3I3，U12U32、I1I2、I1I3的角度等数据。

现场测试时相位角度将随用电负荷性质和电容补偿装置投切发生变化，建设测试时退出电容补偿装置。

4.绘制向量图，根据相位角判定错误接线类型。

通过前面的测量，可以检查出电能计量装置中电压、电流回路是否存在故障，也确定了接入电能表的三相电压的顺序，即确定了功率的其中一个要素---计量元件的电压。

计量元件的电流如何确定呢？

这就要依据电压电流向量图，通过电压与电流之间的相位关系来确定。

画相量图的一般规定：

（1）相量的长度代表电流或电压的有效值；

（2）相量的符号一般标在相量的箭头处，并且符号的上面一定加“·”，如   、  ，一个完整的相量图才能代表交流电的某个参数。

（3）几个同相位的相量,画图时可画在多条直线上,也可画在同一条直线上,但用多个箭头和符号标示出来。

（4）一个相量图中同单位量的长度比例相同。

    左上图为三相四线正确接线相量图，上中图为某相电压断线，上右图为某两相电压同相位。

5.计算更正系数和退补电量。

（1）三相四线正确接线时的功率表达式：

（2）更正系数：

 Kg=P/P’（P为正确接线的功率表达式，P’为错误接线时的功率表达式）

（3）追补电量

退补电量△W=W（Kg-1），（公式中W为实际抄见电量）

如果△W大于0，则客户应向供电部门补电量，

如果△W小于0，供电部门应向客户退电量。

6.更正接线。

更正错误接线前应要求客户确认退补电量，更正接线时应根据判定的错误接线类型，对电能表错误接线进行更正，安全要求如下：

（1）更改错误接线前，必须将电流互感器二次回路短接良好，严防开路；将电压互感器二次回路断开或将电压线头做好绝缘，防止短路。

（2）改完错误接线后，要将应该恢复的部位全部恢复好，如电流短路片（线）全部拆除，然后再复查更改后的接线是否正确。

例：

某三相四线客户，现场测量三相电压220V，电流1.2A，负载为感性（小于45°），U1/I1夹角195°， U1/I2夹角为135°，U1/I3夹角为255°，U2/I2夹角255°， U3/I3夹角135°，用相序表测量为逆相序，错误接线期间抄见电量为-50000kwh，请分析错接线形式，计算更正系数和退补电量。

分析：

根据上述相位关系绘制向量图如下

1．假定U3和已知的系统B相电压电压差为0V，相位差为0°，则可判定U3为B相电压，那么U1为A相，U2为C相；依据判断出的电压相别和负载相位角关系，可判定电流I1/I2/I3的相别。

结论：

电压A、C、B,电流接入-Ia，Ib，Ic

退补电量△W=W（Kg-1）=-50000（-1.5-1）=125000kwh

如果△W大于0，则客户应向供电部门补电量，如果△W小于0，供电部门应向客户退电量。

本题由于大于0，因此是少计量了，客户应向供电部门退电量。

注：

抄见电量为负值，说明电能表反转，因为最终的功率表达式P'=-2UIcosφ=-2*220*1.5*cos15°=-637w（注：

是负功率，因此电能表反转，只是针对机械电能表，多功能电能表将计入另外一个方向的电量）

2.假定U2和已知的系统B相电压电压差为0V，相位差为0°，则可判定U3为A相电压，那么U1为C相，U2为b相；依据判断出的电压相别和负载相位角关系，可判定电流I1/I2/I3的相别。

结论：

电压C、B、A电流接入-Ic，Ia，Ib，

错误接线时的功率表达式和第一种情况一致，更正系数Kg和第一种情况一致。

3.假定U1和已知的系统B相电压电压差为0V，相位差为0°，则可判定U2为A相电压，那么U3为C相；依据判断出的电压相别和负载相位角关系，可判定电流I1/I2/I3的相别。

结论：

电压B、A、C电流接入-Ib，Ic，Ia，错误接线时的功率表达式和第一种情况一致，更正系数kg和第一种情况一致。

提示：

如果无法确定已知的电压相别，则有三种错误接线形式，三种错误接线形式不一致，但其最终的功率表达式、更正系数Kg完全一致，因此只要按照其中一种更正接线即可，丝毫不影响计量的准确性。

实际工作中，可以用已知的低压母线相别确定！

用相位伏安表检查高压计量装置

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相位伏安表法

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 电能计量

电能计量装置发生故障、差错、人为窃电等，均将影响计量的准确，而现场接线的准确性，不仅取决于装表人员的工作责任心、业务水平及工作的熟练程度，而且由于个别客户法律、法规意识谈薄、有意窃电，故意造成计量装置接线错误，直接影响到计量的准确性；因此如何正确、快速的查找电能计量装置的接线错误，不仅是电能计量工作的一项重要内容，也是用电检查人员应具备的必备条例。

下面简单介绍三相三线电能计量装置的错误接线查找，供大家参考。

一、电能计量装置的接线检查分停电检查和带电检查。

停电检查是在一次侧停电时，对互感器、二次接线、电能表接线方式等进行检查。

带电检查是在计量装置投入使用后的检查，下面主要介绍用相位伏安表带电检查高压计量装置。

三相二元件有功电能表正确接线图如下：

三相两元件有功电能表正确接线相量图如下

一、检查测量步骤

（1）测量三相电压：

用相位伏安表的电压档测量电能表尾端钮三相电压，在正常情况下，三相电压是接近相等的，三相三线约为100V，三相四线约57.7V。

如测得的各相电压相差较大，说明电压回路存在断线或极性接反的情况；当测试中出现173V电压时，必定有一相TV极性反接。

各种断线情况下测试数据见下表

接线图

电压互感器二次侧线电压

二次空载

二次侧接一只有功表

二次侧接一只有功表一只无功表

Uab

Ubc

Uca

Uab

Ubc

Uca

Uab

Ubc

Uca

0

100

100

0

100

100

50

100

50

50

50

100

50

50

100

50

50

100

100

0

100

100

0

100

100

33.3

66.7

0

100

0

0

100

100

50

100

50

0

0

100

50

50

100

66.7

33.3

100

100

0

0

100

0

100

100

33.3

66.7

各种极性接反的测试结果见下表

极性接反相别

接线图

相量图

二次线电压（V）

A相极性接反

Uab=100

Ubc=100

Uca=173

c相极性接反

Uab=100

Ubc=100

Uca=173

b、c相极性接反

Uab=100

Ubc=100

Uca=100

2.检查电压接地点。

先将相位伏安表的一端接地，另一端依次触及电能表电压端钮，如有两个电压端钮对地电压为100V，余下一个对地电压为0，则此相为B相。

如电压端钮对地无电压或电压数值很小，说明二次电压回路没有接地。

3.测三相电压相序。

一种是用相序表测量电压相序，再根据已判明的B相来确定其余两相所属相别。

另一种方法是用相位伏安表测量U12U32的夹角，若出现300、1200、3000等时为正相序，若出现3300、2400、600时为逆相序。

4.测量电流回路。

确定电流互感器有无极性反接，用相位伏安表的钳形电流互感器分别测量电能表的两相进线电流I1、I3 ，再将两相电流线同时钳入钳口进行测量，正常时，三个电流值应近似相等，否则可能是电流回路出现故障；如同时测量I1、I3电流为相电流的√3倍时，说明有一台电流互感器极性反接，用相位伏安表测量I1、I3的夹角,若为1200则无反极性,若为600将有一相电流极性接反，正常的情况下,Ic超前Ia1200。

5.测量电压与电流的相位关系

通过前面的测量可以检查出电能计量装置中电压、电流回路是否存在故障，也确定了接入电能表三相电压的顺序，即确定了功率的其中一个要素---计量元件的电压。

计量元件的电流如何确定呢？

这就要依据电压电流向量图，通过电压与电流之间的相位关系来确定。

将相位伏安表的功能开关旋转至U1I2位置，用两根电压测量线接在前面已测定的电能表表尾的a、b电压端纽（注意：

红色线接a相电压），目的是取电压Uab为参考相量。

用钳形电流互感器钳入I1电流线（注意有“*”符号侧为电流流入），此时，相位伏安表应显示相应的数值，这个数值是I1电流滞后参考相量电压Uab的角度。

通过可能出现的情况和向量图分析，即可从相量关系中确定I1的实际电流。

正常时，I1应为Ia，且Ia应滞后Uab的相位角为（30°+φ），因用电负荷功率因数一般在0.8～1之间，其功率因数角φ在0～40°之间，所以（30°+φ）应在30°～70°之间。

特别提示：

相位角小于30°，说明线路无功过补偿，可以减少或暂停无功补偿，再测量。

   下面以一个实例来分析，用手执式双钳相位伏安表来进行现场接线检查的具体方法。

①首先用伏安表的电压档位测量电能表电压端钮间的线电压。

得Uab=Ubc=Uca=100V,说明电压回路无断线和极性接反的情况。

②测得三相电压相序为正相序，测量电压端钮对地电压，U1=99.7VU2=100VU3=0V，说明接入电能表C相电压，实际接入电能表三相电压的相序为C、A、B。

即接入电能表第一元件的电压为Uca接入电能表第二元件的电压为Uba。

③用钳型电流表测得一元件电流为2.6A，二元件电流为2.5A。

电流基本平衡，电流回路无断线。

④测得电能表第一元件电压与电流间的相位差62.90，第二元件电压与电流间的相位差2430。

⑤画出相量图，电流相量的长度应正比与所测得的电流值，如下图（a）所示：

⑥从相量图分析 1 、 2相差1200为逆相序，即 1 应为 c 、 2应为a。

⑦电能表接线方式为Uca  Ic；Uba Ia，其相量图和接线图分别如下所示

电能表表尾接线如下图

二、检查测量中的注意事项

1.检查接线应遵照有关规程的组织措施、安全措施和技术要求进行，防止发生人身、设备事故。

2.工作开始前，先拟定工作程序，然后按步骤进行。

3.检查接线应认真、细致，对测量数据及电能表转动情况等做好详细记录，为追补电量的计算做参考依据，如：

现场发现有功电能表反转，计算其错误功率及更正系数都应小于零，否则，说明检查结果或计算有误。

   4.检查接线前应明确负载情况：

感性或容性、是否对称、cosφ的大致范围，且测量过程中，负载电流、电压以及cosφ应保持基本稳定。

三、例题

某三相三线用户，现场测量U12=U23=U31=100V，测量U3对地电压为0V，电流1.3A，负载为感性小于30°，U12U32夹角300°，U12I1夹角165°，U32I2夹角284°，分析错误接线方式，错误接线期间抄见电量为-10000kwh，计算更正系数和退补电量，并改正接线。

1.判断电压相序

由于U12U32夹角300°，因此接入电能表的电压为正相序，又因U3=0V，因此3号端子为B相电压，故接入电能表的电压为C、A、B（正相序）。

   通过向量图分析，相位角为15°，带入上式后，有功功率为负功率，因此电能表反转。

退补电量△W=（kG-1）=-10000（-1.732-1）=-27320kwh

本题由于大于0，因此是少计量了，客户应向供电部门补电量。

注：

抄见电量为负值，说明电能表反转，因为最终的功率表达式P‘=-0.71UI=-0.71×100×1.3=-91.9w（注：

是负功率，因此电能表反转，只是针对机械电能表，多功能电能表将计入另外一个方向的电量）。