《电表故障查找》实习指导书

《电能计量装置查错线》实习指导书
福建电力培训中心编
2005年8月18日
一、目的及要求
本课程的教学目的是：通过讲授、自学、练习等教学手段，使学员在了解电能表的结构和工作原理的基础上，掌握有功电能表和无功电能表的正确接线以及异常接线分析、检查方法，掌握应用相位伏安表分析、检查的方法，从而获得提高分析电能计量装置接线和分析判断计量异常的基本能力。

二、课时数
四、接线图
附电能表的接线及电能计量装置的联合接线
四、 内容（原理）、步骤、结论及注意事项
课题一 电能计量基础理论
（一）、电能计量装置常见故障
电能计量装置的故障不但影响正确计量，而且有伤及人身和设备的安全。

因此，预防和及时处理很重要。

1.1电能表常见故障
表一 低压三相四线有功电能表错误接线的计量影响和更正系数
备注：从上表可以得出以下几点结论：
1、三相四线表错接线无非有▵漏接、▵反接、▵调接。

如，▵漏--------漏接任一相电压或电流；漏接零线等。

▵反--------一相电流接反；二相电流接反；三相电流全反。

▵调--------任意二元件的电压线互调；三元件电压线全互调（即电压电流的相位都不对应） 2、更正系数是常数：因电表是以一个元件计量一相电量，且三相四线表其结构实际上是由三个单相电表组成（即三元件），所以其计量也是均衡，其更正系数也是常数，不过比单相表略为复杂一
点，如把实际电量整体看成一份，则每一元件计到的电量为3
1
，如出现漏接任一相电压或电流；
则少计量31（即只计到电量为2/3份），因此更正系数K=错接线后记录到的电量实际使用的电量
=2
3
例1-1 某用户装一块三相四相有功表，3×380/220V ，5A 。

装三台200/5A 电流互感器，有一台过载烧毁，用户自行更换一台，供电部门因故未能到现场。

半年后才发现这台电流互感器是300/5的，在此期间有功表共计量5万kW.h ，求追补电量是多少kW.h ？（先求更正率）
解一：更正率ε=错误电量
错误电量
正确电量-×100%
正确电量=+3
1+3
1131
= 错误电量=3
1313
1++×
5/3005/200=9
8
9232=+
更正率ε=%512%1008
8
99/898
1⋅=⨯-=-
追补电量=更正率×抄见电量--------------------------① =12.5%×50000=6250 kW.h
答：追补电量6250KW.h
解二：正确电量=+3
1+3
113
1
= 错误电量=313131++×
5/3005/200=9
8
9232=+
更正系数G X =
错接线后记录到的电量实际使用的电量
=9
81=8
9
追补电量=抄见电量×（更正系数G X -1）-------------② =50000×（9/8-1）=6250 kW.h
说明：
⑴、上例中可以看出计算追补电量有两种方法，即公式①、②。

⑵、三相正确电量应为三个元件所计电量之和，若某元件电流反接，则该元件电量为负值。

⑶、更正率、更正系数K 是两个完全不同的概念，计算时加以注意。

⑷利用公式②求得追补电量为正值应补电量，负值为退还给用户的电量。

● 如果电能表在错接线状态下相对误差为r%，则实际消耗电量按下式计算：
⎪⎭⎫ ⎝⎛
-≈+=10011001r WG r WG W s 追补电量通常按下式计算： △W=Ws-W=W r G ⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-11001
表二低压三相三线有功电能表错误接线的计量影响和更正系数
例1-2 某电力用户，低压380/220V计量，A 相CT二次断线，求更正率？如果该户按上述状态运行半年，抄见电量为10万kW·h，则补收电量为
解：三相电度表正确接线计量功率值：
P D=3UφIφcosφ
误接线计量功率值（设三相负载平衡）：
因A 相CT 二次断线，则
0cos =φU I A
A
P=2φφ
φcos I U
更正率ε=
错误电量
错误电量
正确电量-×100%
=%100223⨯-φ
φ
φφφφφφφ
COS COS COS I I U I U U I
=50%
如果是B 相或C 相CT 二次断线，其更正率皆为50%。

如果该户按上述状态运行半年，抄见电量为10万kW ·h ，则补收电量为 △KWT=10×50%=5（万kW.h ）
解二：正确电量=+3
1+3
113
1
= 错误电量=3
23131=+
更正系数K=
错接线后记录到的电量实际使用的电量
=3
21=2
3
追补电量=抄见电量×（更正系数G-1）-------------② =100000×（3/2-1）=50000（ kW.h ） 则补收电量为 5（万kW.h ）
（二）、 电能表接线分析
1、电能表接线正误检查
A ——断电压法：断开表的某相电压后转矩的变化来判断接线量否正确，如错，则进一步检查错在哪里。

（1）、三相三线（两元件）电能表
方法：断开电能表中相（B 相）电压。

结果：第一元件电压变成 1/2U AC ；第二元件电压变成1/2U CA
电能表功率为：
P=()ϕ-︒30cos 21I U A AC +
()ϕ+︒30cos 21
I U A
AC
=
ϕcos 2
3
UI 上式可见，表将走慢一半。

结论：
断开B 相电压后电表比断开前走慢一半，则接线正确，否则接线有错。

1）防止误判断，还可在空载变压器下（cos φ<0.5）断开A 相电压，若电表走快则正确。

2）断开C 相电压，则第二元件不起作用，由第一元件测量功率公式：P1=Uicos （30º+ø）可看出，因ø>60º，cos （30º+ø）为负值，电能表倒走。

（2）、三相四线（三元件）电能表
检查方法：
在负荷平衡情况下，可依次断开每一个驱动元件的电压断开一相慢31
，断开二相慢3
2，电表均正转。

在一般负荷情况下依次断开三相电压时，电表也愈来愈慢。

在特殊情况下，如发现断开某相电压后电表反而走快了，可能由于跨接在线电压上特殊用途单相变压器的影响，对低压来说常见的是电焊变压器。

▲检查方法：在负荷平衡情况下，可依次断开每一个驱动元件的电压元件则有功表逐渐走慢，电表均正转，则说明电能表接线是正确。

课题二 电能计量常用仪表、仪器介绍
1、SMG2000数字双钳相位伏安表
SMG2000数字双钳相位伏安表是我公司专利产品，专利号：962364738，SMG2000型是积多年生产经验与用户反馈信息研究的新产品。

手持式结构；电流分辩率达0.1mA ；电压分辩率0.1V ；在10mA-10A 电流范围内，3V-500V 电压范围内测相时不用断开电路和更换量限；微功耗设计，且具有电池电压检测功能。

开关功能及布局合理，转动开关即可读出被测电压、电流及其相位。

（1）、仪表用途
SMG2000型数字双钳相位伏安表是理想的手持式相位测量及多功能仪表。

使用
该仪表，不仅可以测量交流电压，而且它能在不断开被测电路的情况下，测量交流电流，测量两电压之间、两电流之间及电压、电流之间的相位。

由于该仪表具备上述功能，它的用途极为广泛。

使用该仪表可以完成感性电路和容性电路的判别；可以方便地直接读出差动保护各组CT之间的相位关系；可以检查变压器的接线组别；测量三相电压相序；可以通过相位测量确定有功电度表接线正确与否，使有功表正确投入运转；可以估断电度表运行的快慢，合理收交电费。

该仪表具有极高的电流分辩率，可作漏电流表使用。

因此，该表是电力部门、工厂和矿山、石油化工、冶金系统进行二次回路检查的理想仪表。

（2）、使用方法介绍
面板说明
电源开关
一路电压测量
一路电流测量
电池检测
相位测量
360°校准
二路电压测量
360°校准电位器
二路电流测量
旋转开关
一路电流插孔
一路电压插孔正端
一路电压插孔负端
二路电流插孔
●现场怎样使用SMG2000B数字双钳相位表
1、怎样用SMG2000B数字双钳相位表进行三相电压相序的测量？
答：将UAB（或UAO）电压从U1端输入，UBC（或UBO）电压从U2端输入，测量其相位角φ，如φ=120°，则为正相序；
如φ=240°，则为负相序。

亦可用两把卡钳测量其三相电流的相序。

2、怎样用SMG2000B数字双钳相位表进行感性电路、容性电路的判定？
答：1）将被测电路的电压从U1端输入，电流经卡钳从I2插孔输入，测量其相位。

若测得相位φ1小于90°，则电路为感性；若测得的相位大于270°，则电路为容性。

2）将被测电路的电流经卡钳从I1插孔输入，电压从U2端输入，测量其相位，若测得相位φ2小于90°，则电路为容性；若测得的相位大于270°，则电路为感性。

3、怎样用SMG2000B数字双钳相位表进行估断电度表运行的快慢？
答：根据公式：T=3600n/NP（秒），先计算出电度表转n圈时所用的理论时间T。

式中：P—测定时电度表的负载功率（KW）；N—电度表的常数（转/KWH），标在电度表表盘上，然后测出电度表转n转时，实际所用时间t，比较t与T就可判断电度表运行快慢。

课题三电能计量装置的接线检查
（一）利用钳型相位伏安表进行电能表错接线查找
下面以现场三相四线电能计量装置（带TA和联合接线盒）为例说明。

1. 带电检查步骤
1.1测定三相电压、电流及相序
将相位伏安表旋转开关旋到UⅠ（或UⅡ）500V量程档，测量电能表电压端钮三相电压，电压信号从电压端UⅠ（或UⅡ）输入，示值为所测对应元件电压值，在正常情况下，三相电压接近相等，约为220V（∙U
uV≈∙U VW≈∙U Wu≈220V），如各相电压相差较大，说明电压回路存在断线或极性接反。

将相位伏安表旋转开关旋到IⅠ（或IⅡ）10A档，电流信号通过钳口从IⅠ（或IⅡ）插孔输入，测量电能表表尾电流线，被测电流通过钳口中间位置，示值为所测对应元件电流值。

注意应使用带有标号的卡钳。

相序测量一般通过测量三相电压之间相位决定，测相位φ时，旋转开关旋到Φ档，将两路电压分别从UⅠ和UⅡ端输入，注意电压假设方向由左端到右端，示值即为UⅠ超前UⅡ的相位角，用带有夹子的一对测试线，选定Ⅰ路取U1（或U12）作为参考相位，再用不带有夹子的一对测试笔，选定Ⅱ路电压U2（或U23）、U3（或U31）作为待测电量，
比较U2（或U23）、U3（或U31）与U1（或U12）的相位关系，确定三个元件的电压相序，然后将实际测量的三相电压、电流的数据填到记录单上以便计算追补电量，记录单见表1。

表)
(下同)
1．2 测定电压、电流之间的相位
将旋转开关旋到“ф”档，选定Ⅰ路取U1（或U12）作为参考相位。

测定电流与电压之间的相位，将电流信号通过钳口（Ⅱ路）从I2插孔输入，测量电能表表尾电流线，被测电流通过钳口中间位置，示值为所测对应元件电流滞后电压的相位角。

测定电压与电压之间的相位，将电压信号通过测电表笔（Ⅱ路）从U2插孔输入，测量电能表表尾电压端钮，示值为所测对应元件U2（或U23）、U3（或U31）滞后U1（或U12）的相位角。

1．3 根据电压接地参考点确定电压元件对应相别
将旋转开关旋到U1（或U2）500V量程档，电压信号从电压端U1（或U2）输入，先将电压表笔的一端接地，另一端依次触及电能表的表尾电压端钮，如有两端电压端钮对地电压为220V，剩下的一端对地电压为零，即为某接地参考相，这样，就可以确定出U1（或U12）、U2（或U23）、U3（或U31）所对应相别，例如，已知u相为接地参考相，当测出U3对地电位为0，即可知道U3为u相，依据表1测定的相序为反相序，就可以确定U2为v相，U1为w相。

然后将步骤1.2,1.3所测试到参数填入记录单（见表2）。

表2 测定电压电流相位及确定电压相别(记录表)
1．4画出错接线相量图
1.4.1以U1、U2、U3作为参考相量
根据电压相序（见表1）和它们的相位角（见表2）关系,一般习惯用U1、U2、U3（注：下脚标数据表示驱动元件序号，如U1表示第一元件的电压，其它类推）作参考相量,先画出U1、U2、U3三相对称相位关系，再根据对应元件的电流与电压的相位角关系，即可画出三个驱动元件的电压、电流的相量图。

作相量图分析步骤：
①、设定三相电压相序U1-U2-U3；
②、作出电度表接线相量图：根据表2对应元件电流、电压的相位角关系，作出对应元件电流相量I1-I2-I3。

③、分析电流相位,确定元件电流。

根据给定的已知条件，如已知负载为感性负载cos φ=0.866等,在相量图上反映I1- I2- I3和对应的U1-U2-U3相位角应为锐角，且滞后对应的相电压，若相位角ф超前于对应的相电压，则该对应元件的电流为反向电流，至于是电能表表尾处反接还是CT二次侧反接，还要作进一步判断（具体参见1．6介绍），并在图上标出相位角和已确定的对应元件电流（注：加括号表示）。

如示例中已知用户负载性质（cosф=0.92滞后）, I1-I2-I3超前就近对应的电压U1-U2-U3与实际的负载性质相矛盾，所以I1-I2-I3应为反相电流，即（-Iu）、（-Iw）、（-Iv）并标出各自对应的相位角，所作的相量图参见图1-1（a）所示。

1．4．2以Uu、Uv、Uw作为参考相量
根据表2测量结论可知Uu对应的是第三元件U3、Uv对应的是第二元件U2、Uw对应的是第一元件U1，所以，相量图也可按个人习惯以（Uu）-（Uv）-（Uw）作参考相量画出,如图1-1（a）所示。

1．5 故障判断结论
根据错误接线相量图，很快就可以知道错误接线的类型为：
上述结论表明了第一元件电压线圈接C相电压、电流线圈进出线反接（u相）；第二元件电压线圈接B相电压、电流线圈进出线反接（w相）；第三元件电压线圈接A相电压、电流线圈进出线反接（v相）。

1．6电流互感器TA二次侧还是电能表表尾进出线反接的判定
测定电流相位法判定：
电流相位法就是通过选取几个测试点所测定的电流相位与结论进行比较、推断的判定方法。

假若以U1作参考相位，测量电能表表尾电流相位（假定该测试点为第1处），再测量联合接线盒进线处电流相位（设定第2处），最后测量CT端子排出线侧电流相位（设定第3处），观察相位有无变化，作为判断依据（依据：示例中如测第二元件电流：当测“1处”、“2处”电流相位相同，当测第“3处”电流相位改变了︒
±180说明了表尾电流线有反接，此时应比对结论，第二元件的电流确为-I u，证明了该元件表尾电流线极性接反；若当测“1处”、“2处”、“3处”电流相位都相同，说明了表尾电流线没有反接，若此时比对结论为-I u，则说明只有该相（即A相）的电流互感器TA的二次侧电流极性接反，依据“正负得负”原理，其他元件测试都可
以U 1作参考相位，同样的原理方法测出其它元件的电流相位，作为判定依据）。

1．7 错误接线图
1．8 写出错误接线下的功率表达式 根据错误接线相量图，其功率表达式为：
(
)(
)()
φφ
φ
V
V
W
W
W
V
U
U
W
I
U
I
U
I
U P -︒+-︒+-︒='60cos 60cos 60cos
当电压对称，电流平衡时上式为：
()()()
()()
φ
φφφφφsin 3cos 2
3
60cos 360cos 60cos 60cos +=-︒=-︒+-︒+-︒='
UI UI UI UI UI P
1．9 更正系数 更正系数()
φ
φφφtg UI UI P G P
312
sin 3cos 2
3
cos 30
+=
+=
'
=
式中，P 0 ——()接线正确时负载实际消耗的电功率
P '——的电功率错误接线下电能表计到
1．10 计算追补电量
如示例中，已知抄表电量W=23456kWh ，cos ф=0.92,电能表在错接线状态下的相对误差为 r%= -2.68%,电流互感器TA 变比K=250/5,则在错接线期间的追补电量,通常可按下式计算：()[]1%1--⨯=∆r G W W 式中G ——更正系数
r%——电能表在错接线期间平均相对误差 W ——电能表在错接线期间测定电量 当cos Ф=0.92时,更正系数G=1.11508
()[]
()[]kWh
r G W W 00.2130291%68.2111508
.15/25023451%1=-+⨯=--⨯=∆ △W 为正值时表明用户应交电量，负值时为应退还用户电量，注意电能表反转时为负值。

2.注意事项
2．1相位满度校准
2．2测量两路电压之间的相位 2．3测量两路电流之间的相位 2．4测量电压与电流之间的相位 2．5感性电路、容性电路的判定
当测得电路为感性Ф1、电路为容性Ф2，即能算出COS Ф1、 COS Ф2。

通过测出的电压U 、电流I 及Ф，即可根据公式P=UIcos Ф计算功率。

（二）其它方法暂略
六、评分标准及结论
三相四线计量装置误接线判断技能考试试卷（A）
————2004供用电中专班《电能计量实习》查错线项目
班级：学号：姓名：成绩：
1、试题：某用户5月份抄表电量为356千瓦小时，经分析，电量变化大。

请用电检查员到现场检
查与处理。

(已知功率因数cosф=0.8L，ф= )。

1
2、工具：SMG2000型数字双钳位伏安表。

3、现场测量记录
▴现场情况：
（表1）测定三相电压、电流、确定电压相序15％：（表2）测定电压电流相位及确定电压相别(记录表) 15％
注:表2中( )内填写已确定相别的电压，如U V
4、画出错接线相量图：20％6、画出错接线电路图20％
5、故障判断结论：10％
结论：第一元件：
第二元件：
第三元件：
7、计算追补电量：20％
①写出错接线时计量功率表达式
②更正系数GX
③退补电量ΔW
三相三线计量装置错接线判断技能考试试卷（A）
————2004供用电中专班《电能计量实习》查错线项目
班级：学号：姓名：成绩：
1、试题：某企业5月份抄表电量为30万千瓦小时，经分析，电量变化大。

请用电检查员到现场
检查与处理。

功率因数cosф=0.866感性。

2、工具：SMG2000O数字双钳位伏安表。

3、现场测量记录
▴现场情况：
）测定三相电压、电流、确定电压相序：15％（表2）测定电压、电流相位角：20％
（表1
4、错接线向量图：25％
5、故障判断结论：20％
第一元件：
第二元件：
结论：
6、计算追补电量：20％。