分析四种方法检查电能表正常运行的原理

分析四种方法检查电能表正常运行的原理

邱永涛¹，卢永飞²

（1石狮电力工程公司，福建 石狮362700；2福建华电储运有限公司，福建 福州 350500）

摘要：电能作为重要的二次能源，与当今生产生活息息相关，电能表接线正确与否直接关系到计量的准确性和电力市场交易中的公正、公平原则。虽然目前多功能电能表已经淘汰了原来的机械表，但是作为计量人员应掌握几种常用的方法检查电能表接线是否正确，同时也应

掌握其接线规则和原理。

关键词：电能表; 正常运行; 原理; 分析

电能计量装置包括各种类型电能表，计量用电压、电流互感器及其二次回路，电能计量柜（箱）等。按电能表的用途可分为：三相三线有功电能表、无功电能表，三相四线有功无功电能表、无功电能表，不同接线的有功电能表采用不同的方法进行判断其接线是否正确，对三相三线有功电能表常用的方法有“交换电压法”和“抽中相法”；对三线四线有功电能表常用的方法有“退电压法”和“短路测试法”，其原理分析采用“六角图法”。

1. 三相三线电能计量现场检查方法分析

三相三相电能计量装置现场常用检查方法有“交换电压法”和“抽中相法”两种，分析如下：

1.1交换电压法。所谓的交换电压法是指把正在运行的电能表接线保持一相电压不变，将任意两相电压退出交换后再接入电能表。这种方法的检查结果为：交换电压后电能表停转。现以交换A、B相电压和A、C相电压为例说明。

分析：

1）交换A、B相电压，向量图如下：

图1                                 图2

交换A、B相电压后，电能表表尾电压接入顺序为B A C，其接线图如上图1所示，向量图如图2所示，根据计算公式、正余弦计算法则及向量图所示，其计算表达式为：

P=P₁+P₂=U_BAI_Acos（150°+Φ）+U_CAI_Ccos（30°－Φ）=０

通过上述表达式直观的看出：交换电压后，有功电能表的功率为“零”，说明电能表停转。

• 交换A、C相电压，向量图如下：

交换A、C相电压后，电能表表尾电压接入顺序为C、B、A，其接线图如上图3所示，向量图如图4所示，计算方法同上，其计算表达式为：

P=P₁+P₂=U_CBI_Acos（90°-Φ）+U_ABI_Ccos（90°+Φ）=０

同理也可看出：交换电压后，有功电能表的功率为“零”，说明电能表停转。

• 交换B、C相电压。交换B、C相电压其原理与上述分析方法类  

似，此处赘述。

1.2抽中相法。所谓“抽中相法”是指将在运行中电能表B相退出（即将中相断开），另两相电压不处理。这样做的检查结果为：电能表的转速变为原来的一半。

分析：

图5                                         图6

    B相电压退出后，由图5可以看出U_AB电压直接加在电能表第一、第二元件上，两元件平均分压，U_CB =U_AB= _AC，如图6所示。其计算表达式为：

P=P₁+P₂= U_ABI_Acos（30°-Φ）+ U_CBI_Ccos（30°+Φ）= UIcosΦ

    从上述表达式可以看出，在电能表未抽B相电压之前用秒表测其在一段时间（如1min）内电能表所转的圈数，当B相失压之后，其在同样的一段时间内所转的圈数应为原来的一半。

1. 三相四线电能计量装置现场检查方法分析

三相四线电能计量装置现场常用检查方法有“退电压法”和

“短路测试法”。

2.1退电压法。所谓退电压法是指将运行中的三相四线制接线电能表的电压线全部退出，然后按原来接线再逐相接入，在负载平衡的情况下，电能表转速基本相同且正转，这说明表计接线正确，否则接线有误。

分析：三相四线电能表其有功功率计算表达式：

P=P₁+P₂+P₃=U_AI_AcosΦ_A+ U_BI_BcosΦ_B+ U_CI_CcosΦ_C

当三相电压全部退出后，从上述表达式可以看出，电压全为零

电能表停转，A、B、C三相逐相恢复后，其转速基本相等且正转。若有不同，则存在接线错误。

2.2短路测试法。所谓短路试验法是指将运行中电能表电流端子短接，观察电能表转数或脉冲数。

分析：电能表其有功功率计算表达式：

P=P₁+P₂+P₃=U_AI_AcosΦ_A+ U_BI_BcosΦ_B+ U_CI_CcosΦ_C

从表达式可以看出：

• 当A（或B、C）相电流短接时，P₁(或P₂、P₃)为零，电能表只计量两相功率，所以任意一相被被短接后其转数都为原来的2/3，说明原来的接线正确。

2）  当A相电流短接时，电能表的转速变快或脉冲变多，则说明P₁为负，A相电流反接（用计算式说明：原P′≈-P+P+P≈P，短接后P〞≈2P）。

3） 当A相电流短接时，电能表的转速或脉冲数不变，则说明P₁为零，A相电流存在开路或电压短路（计算式表示为原P′≈0+P+P≈2P,短接后P〞≈P+P≈2P）；或者说明A相电流存在开路或电压短路（P₁为零），另外两相，一相接线正确，一相电流接反（计算式表示为原P′≈0+P-P≈0,短接后P〞≈0-P+P≈0）；或者三相电压电流同时开路（计算式表示为原P′≈0+0+0≈0,短接后P〞=0+0+0≈0）。

• 当A相电流短接时，P₁为零，电能表反转，则说明电能表

一相反接（P₂或P₃为负），一相存在电流、电压开路（P₃或P₂为零）（计算式表示为原P′≈0+P-P≈0,短接后P〞≈0+0-P≈-P）。

3 结束语

四种检查表计正常运行的方法原理分析，主要运用代数运算、几何向量图及计量上的一些知识，来分析其原理。掌握一些检查电能计量装置正常运行的检查方法有助于提高工作效率，减少计量人员的工作量。

参考文献

[1]装表接电与内线安装/王富勇 主编.—北京：中国电力出版社，2010.8

[2]交流电能表错误接线100例/邱炳正编著.—3版北京：中国计量出版社，2004.12