三相三线电能计量装置错误接线检查作业指导书.doc

三相三线有功电能表错误接线检查作业指导书
一、任务要求：
1、遵守安全工作规程，正确使用仪表；
2、画出向量图，描述故障错误；
3、列出各元件功率表达式及总的功率表达式；
4、求出更正系数 二、适用范围：
电压互感器采用两台单相互感器按V/v 0方式连接，电流互感器采用分开四线制连接方式。

所接负载为一块三相三线有功电能表和一块三相三线（60°）无功电能表、电压回路阻抗对称的感性负载（容性负载的分析方法可类推）功率因数COS Φ＞0.5（Φ＜60°）。

三、配备工具：
一块数字式相位伏安表（仅提供一组电压测试线和一个电流钳）。

四、相关知识：
（一）三相三线有功电能表正确接线的相量图
（二）正确功率表达式：
)30cos(1u u uv I U P ϕ+︒= )30cos(2w w wv I U P ϕ-︒=
ϕϕϕcos 3)30cos()30cos(
210UI I U I U P P P w w wv u u uv =-︒++︒=+= )090:900:(οοοο≤≤-≤≤ϕϕ容性时感性时
（三）电压互感器一次断线、二次断线、二次极性反接情况的电路分析。

1、电压互感器V 型接线一、二次断线时二次侧线电压数值表：
下表列出了当一次断和二次断电压时，二次侧各相与相间电压的数值。

序号故障
断线
情况
故障断线接线图
（实线为有功电能表，
虚线为无功电能表）
电压互感器一、二次断线时二次侧电压（V）
二次侧不接
电能表（空载）
二次侧接一只
有功电能表
二次侧接一只有功
电能表和一只无功电
能表
Uuv Uwv Uwu Uuv Uwv Uwu Uuv Uwv Uwu
1 一次
侧U
相断
相
0 100 100 0 100 100 50 100 50
2
一
次侧V
相断
相
50 50 100 50 50 100 50 50 100
3
一
次侧
W相
断相
100 0 100 100 0 100 100 33 67
4 二次
侧u相
断相
0 100 0 0 100 100 50 100 50
5
二
次侧
v相断
相
0 0 100 50 50 100 67 33 100
6
二
次侧w
相断
相
100 0 0 100 0 100 100 33 67
2、V ．v 接法电压互感器极性接反时的相量图及线电压 序号 极性接反相别
接线图
向量图
二次线电压（V ）
1
U 相极性接反
U uv =100 U vw =100 U wu =173
2
W 相极性接反
U uv =100 U vw =100 U wu =173 3 U 、W 相极性
都接反
U uv =100 U vw =100 U wu =100
（四）电流互感器短路、断路、反极性的分析。

电流互感器短路、断路的情况，我们可以通过比对测量判断出是短路还是断路，并确定是哪一相然后恢复。

判断方法是用钳形表分别测量电能表表尾电流和电流互感器二次端钮出线的电流（此处相序我们认为一定是正确的），若两者均为0，则说明该相电流互感器断路；若电流互感器二次端钮出线的电流正常，而电能表表尾电流几乎为0，则说明该相电流互感器短路。

由于电流互感器采用的是V/v 0分开四线制连接方式，所以不应有V 相I v 电流出现。

根据电工知识有
0u v w I I I •
•
•
++=,即u w v I I I •
•
•
+=-。

极性正确时有u w v I I I ==，若有一相极性接反则
有3u w v I I I +。

如下图：
（五）电流相别的判断可根据所画两元件中电流I 1、I 2进行分析，依据负载的性质和功率因素（感性、cos φ＞0.5）按照电流就近于相应相电压的原则（若有电流反极性，则靠近相电压的反向延长线）确定电流的相别。

五、测试步骤和方法： 电流（A ） 电压（V ） 角度（0）
I 1 U 12 U 10 121U I ∧•
•
311U I ∧•
•
1xv U I ∧•
•
I 2 U 32 U 20 122U I ∧••
312U I ∧••
1yv U I ∧•
•
I 合 U 31 U 30 321U I ∧•
• 2xv U I ∧•
•
322U I ∧•
•
2yv U I ∧•
•
（对初学者而言，建议测量表中所有的量，以便分析并熟悉各种向量角度关系；对熟练者而言，则可根据边测量边判断有选择的所需的量以便提高效率） 其中：
I 1为第一元件电流回路的电流进线（或出线）有效值； I 2为第二元件电流回路的电流进线（或出线）有效值； I
合
为第一元件电流回路的电流进线和第二元件电流回路的电流进线合并测量的
（或它们的出线）有效值；
电能表电压端钮从左到右依次记为1、2、3号端钮，则：
U 12表示第1号端钮与第2号端钮间的电压有效值（即第一元件电压回路的电压有效值）；
U 32表示第3号端钮与第2号端钮间的电压有效值（即第二元件电压回路的电压有效值）；
U 31表示第3号端钮与第1号端钮间的电压有效值； U 10表示第1号端钮对地电压的有效值； U 20表示第2号端钮对地电压的有效值； U 30表示第3号端钮对地电压的有效值；
121U I ∧••
表示第一元件电压向量U 12超前第一元件电流向量I 1的角度； 122U I ∧••表示第一元件电压向量U 12超前第二元件电流向量I 2的角度； 321U I ∧•
•表示第二元件电压向量U 32超前第一元件电流向量I 1的角度； 322U I ∧•
•表示第二元件电压向量U 32超前第二元件电流向量I 2的角度； 311U I ∧••表示电压向量U 31超前第一元件电流向量I 1的角度； 312U I ∧••表示电压向量U 31超前第二元件电流向量I 2的角度；
在通过分析U 10、U 20、U 30判断出v 相电压后，再重新从左到右依次定义剩余的电压端钮为x 、y ，测量下列数据：
1xv U I ∧•
•
表示电压向量U xv 超前第一元件电流向量I 1的角度；
1yv U I ∧•
•
表示电压向量U yv 超前第一元件电流向量I 1的角度；
2xv U I ∧•
•
表示电压向量U xv 超前第二元件电流向量I 2的角度；
2yv U I ∧•
•
表示电压向量U yv 超前第二元件电流向量I 2的角度； （二）、分析、判断： 第一步：分析电流
1、若I 1=I 2= I 合≠0，则说明电流互感器极性正确或两个互感器极性均反、无短路、断路现象，接下来进行第二步分析；
2、若I 1=I 2≠0、I 合为I 1或I 2的3倍，则说明电流互感器有一相极性接反，接下来进行第二步分析；
3、若I 1、I 2中有为0值的则说明该相断路；
4、若I1、I2中有为很小值（几乎为0但≠0）的则说明该相短路；
第二步：分析电压（这里只考虑电压故障中仅有一相断线，且仅有v相接地的可能）
1）、分析U10、U20、U30确定v相
1、若U10、U20、U30中有且仅有一相为0V则可确定该为0V相对应的端钮为v 相且v相未断线并接地良好，接下来进行第二步的2）条分析；
2、若U10、U20、U30全不为0V且其中三个值与线电压相近似，一个值与其它两个值相差较大则可确定电压最小的所对应的端钮为v相,且v相断线可能性大，接下来进行第二步的2）条分析；
3、若U10、U20、U30全不为0且三个电压值与相电压相近似则可确定其中有一相电压值最小的相所对应的端钮为v相且v相未接地，接下来进行第二步的2）条分析；
2）、分析U12、U32、U31判断有无断相和反极性
1、若U1
2、U32、U31均为线电压100V，则电压互感器无断线、无极性反（或两个极性均反）；
2、若U12、U32、U31有一个为线电压100V，另两个之和为100V，则必有一相断线，其中电压为100V的电压向量所缺的端钮号为断线相（例如测得其中U31=100V，则U31中缺少的2号端钮即为断线相）或两个电压之和为100V的电压向量所共有的端钮号为断线相（例如：U12=33.3V，U32=66.7V，U12+U32=100V，U12、U32共有2号端钮，则2号端钮为断线相）；
3、若U12、U32、U31有一个为173V，另两个为100V，则无断线，但有一相TV 反极性；
4、若U12、U32、U31有一个为173V，另两个之和为173V，则有一相TV反极性，且有一相断线，，其中电压为173V的电压向量所缺的端钮号为断线相（假设U31=173V，则U31中缺少的2号端钮既为断线相）或两个电压之和为173V的电压向量所共有的端钮号为断线相（例如：U12=115.3V，U32=57.7V，U12+U32=173V，U12、U32共有2号端钮，则2号端钮为断线相）；
第三步：通过相位夹角确定相序
根据第一步和第二步的分析情况，结合相位夹角确定相序和相别。