三相四线电能表接线方式判别的研究

UB 、UC 和 IA 、 IB 、 IC 。
（2）如果
argU
* A
I
* A
在两个长方形内，则需要根
据
负荷性质判定接
线方式。例如
argU
* A
I
* A

100
时，
argU
* A
I
* A
在
1
号长方形和
2
号长方形内，当
负荷为容性时判定为电能表的电压端子分别接入
U A 、 UB 、UC ，电能表的电流端子分别接入 IB 、 IC 、I A ；当负荷为感性时判定为电能表的电压端
3
方式属于第 1 小组。
社，2000． [3] 戴俊峰，蒋大明．三相三线电能表电压回路错误接线判别方法
探讨．微计算机信息，2005（21）：138－139．
（3）对照图
2，发现
argU
* A
I
* A
在
4
号长方形和
5
号长方形内；又已知负荷是感性的。可以判定电
[4] 吴安岚，朱芸，贺军荪．三相四线制三元件有功电能计量装置 误接线时的更正系数．电测与仪表，2003（11）：29－32．
图 1 经互感器的三相四线电能表的正确接线
2 三相四线电能表的接线方式
为了便于分析，假设以下 3 条作为前提条件： （1）被计量的负荷三相对称，且其功率因数角 f
在-30°到+60°之间。 （2）计量回路不存在断线故障。 （3）中性线接线正确。
为了便于说明，将三相四线电能表中三个计
量元件所引入的电压信号和电流信号分别表示为
120°
2
120°
－60°
3
60°
60°
4
60°
－120°
5
－60°
120°
6
－60°
－60°
7
－120°
60°
8
－120°
－120°
4 三相四线电能表的接线判别方法
本判别方法从三相四线电能表的电压、电流
相位关系入手，共分三个步骤。
4.1
计算
argU
* A
U
* B
，确定大组
（1）如果
argU
* A
U
根据向量图，列出该组接线的
argU
* A
I
* A
相位
差，如表 5 所示。
表５ 第１大组第１小组的 6 种接线
编号
I
* A
I
* B
IC*
arg U A*/IA*
1
IB
IC
IA
f ＋120°
2
-IC
-IA
-IB
f ＋60°
3
IA
IB
IC
f
4
-IB
-IC
-IA
f －60°
5
IC
IA
IB
f －120°
6
-IA
编号 １ ２ ３ ４ ５ ６
IA*
IB*
IC*
IA
IB
IC
IB
IC
IA
IC
IA
IB
IA
IC
IB
IB
IA
IC
IC
IB
IA
表２ 电流信号的极性
编号
Ia
Ib
Ic
１
＋
＋
＋
２
－
＋
＋
３
＋
－
＋
４
＋
＋
－
５
－
－
＋
６
＋
－
－
７
－
＋
－
８
－
－
－
1
注：“+”表示电流正极性接入，“-”表示电流反极性接入。
3 三相四线电能表的接线分组方法
I
* B

60
且
arg
I
* B
IC* 120 ，则划
分到第 4 小组；
（5）如果
arg
I
* A
I
* B

60
且
arg
I
* B
IC* 120 ，则划
分到第 5 小组；
（6）如果
arg
I
* A
I
* B

60
且
arg
I
* B
IC* 60 ，则划
分到第 6 小组；
（7）如果
arg
-IB
-IC
f －180°
当功率因数角 f 在-30°到+60°之间变化
时，第
1
大组第
1
小组的
6
种接线的
argU
* A
I
* A
的
变化范围，可以用图 2 中编号为 1 至 6 的长方形
所对应的区间表示。长方形内的编号与表 5 中的
编号一致。每一长方形两侧所对应的角度表示功
率因数角 f 在-30°到+60°之间变化时，所对应
子分别接入 U A 、UB 、UC ，电能表的电流端子分 别反极性接入 IC 、 I A 、 IB 。
其它组的具体判别方法由于篇幅原因不再赘 述。
2
图 2 第１大组第１小组 6 种接线的 arg U A*/IA*变化范围
5 接线方式判别举例
四线电能表的接线方式将是以后研究的方向。
例：某用户，经检查发现其计量回路不存在断线
故障且中性线接线正确，又已知该用户三相负荷
基本对称且是感性的，在现场校验时测算出
argU
* A
U
* B

120
，arg
I
* A
I
* B
120
，arg
I
* B
IC* 120 ，
argU
* A
I
* A

75
。试判断出是属于哪一种接线方
式。
致谢
在本文的创作过程中，得到了保定新云达电 力设备有限公司的大力协助，在此表示由衷的感 谢。
* B
1
120°
2
－120°
（2）根据电流相位关系，可以将每大组划分为 8
小组。
arg
I
* A
I
* B
和
arg
I
* B
IC* 的组合共有 8 种情况，
可以将每大组分为 8 小组，如表 4 所示。每小组
有 6 种接线方式。
表４ 8 种电流相位关系
小组编号
argI
A*/I
* B
argI
B*/I
* C
1
120°
8 种，如表 2 所示，则电能表电流端口可能接入 的电流相别及极性的组合方式有 6×8＝48 种。
三相四线电能表可能出现的接线方式的种类
等于电压端子可能出现的接线种类与电流端口可
能出现的接线种类的乘积。因此，三相四线电能
表可能出现的接线方式共有 2×48＝96 种，其中 95 种是错误接线。
表１ 电流信号的相别
0 引言
三相四线电能表能够准确地计量三相四线电 路的电能，应用十分广泛。三相四线电能表的接 线并不复杂，但在实际安装接线中由于接线端子 较多，容易产生接线错误，特别是采用经互感器 的间接接入方式时，更易造成接线错误[1、2]。而 接线错误的电能表不能保证其计量结果与实际功 率相符（例如三个元件分别引入 U A 和 I A ， UB 和 IC ，UC 和 IB 时，电能表的计量结果为 0）。有些 用电单位甚至通过改变电能表的接线方式来达到 窃电的目的[3、4]。因此，检查电能表接线是否正 确是电能表现场校验的重要内容。
围限定在-30°到+60°之间作为前提条件的，但 是本方法的适应范围可以扩大到-30°到+90°。
本文研究的判别方法是以中性线接线正确为
护、电力系统分析与控制方面的教学与研究。 霍志鹏（1978－），男，硕士研究生，主要研究方向为电 力系统继电保护。
前提的，但是在实际接线时，中性线也可能接错。
如何在不保证中性线接线正确的条件下判别三相
* B
120
，则划分到第
1
大组，
即判定电压端子分别接入 U A 、 UB 、UC ；
（2）如果
argU
* A
U
* B

120
，则划分到第
2
大组，
即判定电压端子分别接入 U A 、 UC 、UB 。
4.2
计算
arg
I
* A
I
* B
、
arg
I
* B
IC* ，确定小组
（1）如果
arg
I
* A
I
* B
对这 96 接线方式绘制向量图，分析向量关
系，可以发现：
（1）根据电压相位关系，可以将 96 种接线方式 划分为 2 大组。电压相位关系只有正序和负序两
种。根据
argU
* A
U
* B
可以将
96
种接线方式为
2
大
组，如表 3 所示。每大组有 48 种接线方式。
表３ 2 种电压相位关系
大组编号
arg
U
A*/U
1 三相四线电能表的基本结构
三相四线电能表是具有三个电能计量元件的 电能表，每个元件有一个电压绕组和一个电流绕 组，其正确接线如图 1 所示。三个元件应分别引 入 U A 和 I A ， UB 和 IB ， UC 和 IC 。计量结果为三 个元件的功率之和，即：
P= P1 ＋ P2＋ P3 = U AI A cosfA U BIB cosfB UC IC cosfC 。