三相四线计量装置检查分析和故障处理

1、三相四线计量装置检查分析和故障处理模块2经互感器的三相四线计量装置检查、分析和故障处理（ZY2400401002【模块描述】本模块包含低压计量装置 （经互感器的三相四线）常见故障的现场操作程序、检查内容、分析方法等。通过原因分析及案例介绍，掌握常见低压计量装置错误接线等异常现象分析、判断方法，并进行故障处理。【正文】经电流互感器（以下简称为TA）接入的低压三相四线计量装置一般安装在客户端，由于安装环境的多样化，此类计量装置的运行环境复杂，在安装和运行中会发生一些常见的故 障，如：计量装置三相电压与电流不同相，二次电流回路短路、 开路、极性反接，电压开路;互感器变比错误等，由此造成电能表故障，影

2、响正确计量。经电流互感器接入三相四线计量装置分为经联合接线盒接入和不经联合接线盒接入两 种，其接线图分别如图 ZY2400401002-1、图ZY2400401002-2所示。图ZY2400401002-1 经TA及联合接线盒接入三相四线电能表接线图图ZY2400401002-2 经TA接入三相四线有、无功电能表联合接线图、作业人员、使用设备和安全措施三相四线计量装置检查分析和故障处理.作业人员组成工作班成员至少2人，其中工作负责人 1人，工作班成员1人，客户相关人员等。.使用设备相位伏安表、钳形电流表、相序表、万用表、秒表等。3.安全措施本工作属于带电作业， 进行低压计量装置接线检查时应根据

3、电力安全工作规程 要求做好安全措施，办理工作票(作业书)。还要特别注意：(1)现场查勘计量装置安装位置及工作环境，保持与带电部位的安全距离。谨防误碰 其他带电体，威胁人身安全。如果TA安装在变压器出线侧(桩头)，则必须将变压器停电，做好安全措施，再进行检查工作。(2)使用梯子时，要检查其安全性，应有专人扶护，有防止梯子滑动措施。(3)使用登高工具(如脚扣、踏板等)时，检查登高工具是否完好并正确使用。(4)高处作业应戴好安全帽，系好安全带，防止高空坠落。(5)工作所使用的工具和仪表表笔等，其金属裸露部分应做好绝缘处理，防止误碰带 电体，以保证工作人员的人身安全。(6)工作人员按规定着装，穿绝缘鞋

4、，并站在绝缘垫上工作。(7)当计量装置元件或回路上有过热、绝缘碳化痕迹时，要小心谨慎，防止因检查动 作引起碳化点发生接地、短路事故。二、作业项目和内容除参照模块“低压直接接入式计量装置检查、分析和故障处理” (ZY2400401001)进行现场作业外，还应检查以下项目：. TA变比(1)检查三只TA铭牌变比是否一致，若不一致，应根据TA实际变比分别计算三相计费倍率。(2)检查TA实际变比是否与铭牌变比相符。先根据运行中TA一、二次电流大小，选择两只合适的钳型电流表，然后分别测量TA一、二次电流，将测得的一、二次电流数值之比与TA铭牌变比核对，判断是否一致。(3)如发现TA实际变比与铭牌变比不一

5、致，应查证TA更换时间，确认故障时间和故障期间用户负荷情况，按实际变比和已计收电量，进行电量退补。(4)如发现TA实际变比或铭牌变比与用户档案资料不符，应初步判断不符的原因，并立即向主管部门报告，工作人员在现场守候，等待相关部门共同处理。现场如果有人为更换 TA变比痕迹，应启动窃电等相关程序查证处理。(5)当TA为穿芯式多变比时， 一次导线实际穿芯匝数与铭牌不一致， 会导致计量倍率 差错，因此对此类TA还要检查一次导线匝数是否正确， 要注意数导线穿过 TA圆心的根数而 不是TA外导线根数。. TA接线端子检查TA一、二次接线端子以及二次回路电流、电压端子连接是否可靠，如果发现明显 缺陷点，应保

6、全现状，待按照营销管理相关程序确认，差错电量处理程序完成后，再开展计量故障处理。. TA与电能表电压线连接方式检查电能表电压是否接在 TA的P1侧，接触是否良好。如接在 TA的P2侧，由于TA一次 线圈两侧存在电位差 (理论上P2侧电位低于R侧电位)，因此有可能增大电能表电压附加误 差。. TA与电能表元件对应关系将钳型电流表置于适当的电流档位，电流钳夹在三相四线有功电能表某一相电流输入端子引入线上，同时使用专用短接线，可靠短接TA二次侧输出端子S1、S2,当短接某一相 TA二次端时，钳型电流表指示值发生明显变化(比如趋于零)，说明该相TA接入该元件电流，做好标记后用同样的方法确定另外两相的对

7、应关系。有条件时，也可采用本模块第四部分介绍的相量图法进行检查。. TA与电能表电流极性对应关系对于互感器本体极性判断，可参见模块“互感器极性判断”(ZY2400601002)。这里只需三相四线计量装置检查分析和故障处理要检查TA与电能表电流端子极性是否一致。在电压接入正确、三相电流对称平衡前提下，可利用三相电流和为零的原理，在电能表侧将三根电流进线同时卡入钳形电流表，测量三相合成电流。若合成电流为零，电能表正转，电流无反接；若合成电流为零；电能表反转，三 相电流均反接。若出现其他情况或前提条件不成立，最好采用本模块第四部分介绍的相量图法进行检查。.联合接线盒(电压、电流二次试验端子)检查联合

8、接线盒到电能表接线端连接导线是否规范(如：按黄、绿、红排列)和正确。电流极性是否正确，三相工作电压和电流是否同相。接线盒螺丝是否紧固，电流回路连片(试验连片、旋钮)位置是否正确可靠。联合接线盒规范接线图如ZY2400401002-3所示。图ZY2400401002-3 联合接线盒规范接线图.电能表各元件电压与电流同相接入将万用表置于交流 500V档位，表笔一端接在某相 TA 一次的电源侧，另一只表笔，分别 连接三相四线有功电能表三个电压输入端子，应得到两个 380V左右，一个0V,示值为零的 相，表笔两侧为同相。再结合电流回路的判定， 确认电能表元件是否接入同一相电压、 电流。.电能表各元件电

9、压与电流相位关系用相位伏安表在电能表接线端子处测量电能表电压、电流及相位，运用接线分析方法判断接线是否正确，具体方法将在本模块第四部分详细介绍。.电能表接入电压相序将相序表的三个表笔按固定次序，分别接到电能表表尾电压端，相序表正转或显示“正”， 表明为正相序，反之，为逆向序。若为逆相序，对不同电能表有不同的处理方式。对于三相四线有功电能表，能够正确计量，不属于故障。对于机电式无功电能表，会引起表计反转，由于机电式无功电能表装有止逆器，表计将停转，从而导致失去容性无功电量数据而无法计算正确的力率电费，改正的方法见模块“低压电能计量装置的安装”(ZY2400501005) o对于电子式多功能表，则

10、会引起感性无功和容性无功象限记录错误，需要根据该表的设置进行具体分析。.计量装置故障处理对于无接线盒的计量装置，发现故障后处理原则与直接接入式计量装置相同，可参照模块“低压直接接入式计量装置检查、分析和故障处理” (ZY2400401001)进行处理。对于经接线盒接入计量装置，如需现场改正错误接线，可采用不停电方式进行接线更正，具体操作参照模块“低压电能计量装置的调换”(ZY2400502002)实施。三、分析方法一一相量图法相量图法是指根据现场采集的计量装置有关参数绘制相量图，由有关参数固有相量关系分析计量装置实际接线情况的一种方法。先回顾一下单相电能表和三相四线电能表有关参数之间存在的相量

11、关系。.单相电能表相量关系当单相电能表接入电路，负载为电感性时，其测量元件中接入的电压与电流的关系可以三相四线计量装置检查分析和故障处理表示为图ZY2400401002-4所示关系。单相电能表计量功率表达式为：P U u 1 u COS u式中：Uu为U相相电压；I u为U相相电流；u为U相功率因数角，表示 Uu与Iu之间的 相位差。图ZY2400401002-4 单相电能表(感性负载)相量图感性负载时，电流滞后电压角。若负载为容性，则电流超前电压角。.三相四线电能表相量关系当三相四线电能表接入电感性对称负载时，相量关系如图ZY2400401002-5所示。三相四线电能表计量功率表达式为：Pl

12、 P2 P3 U u Iu COS u UvIvCOS v UwlwCOS w式中：Pi P2 P3分别为三相四线电能表一、二、三元件计量功率;Uu,Uv,U w-分别为U相、V相、WF目相电压;u, v, w设三相对称平衡，贝U： P 3UI-分别为-分别为U Uu vcosU相、 U相、 UwV相、V相、U ;M目相电流；WF目功率因数角。IuI v I w I j u v w图 ZY2400401002-5三相四线电能表(对称感性负载)相量图.相量图法相量图法就是通过测量与功率相关量值来比较电压、电流相量关系，从而判断电能表的接线方式，它适应的条件是：(1)三相电压相量已知，且基本对称。

13、(2)电压、电流比较稳定。(3)已知负荷性质(感性或容性)，功率因数波动较小，且三相负荷基本平衡。相量图法包括测试、分析、绘图和计算等 5个步骤，具体如下：三相四线计量装置检查分析和故障处理(1)测量电压相序和各元件电压电流相位。(2)确定接入电能表电压相别。(3)绘制电压、电流相量图。(4)分析实际接线情况。(5)计算更正系数和退补电量。四、案例分析例1: 一低压计量装置，三相四线电能表经 TA接入，已知电能表起数000015,止数000030, TA变比100/5A,负载功率因数 0.966,三相电压、电流基本对称平衡，试进行现 场检查判断接线是否正确并进行电量退补。解：采用相量图法分析操

14、作步骤如下：(1)在电能表接线盒上测量电压相序和各元件所接入的电压、电流以及电压、电流之 间夹角。1)测量电压：相位伏安表置于500V电压档，分别在电能表表尾接线盒处三个元件的电 压接入端对N端子进行测量。2)测量电流：相位伏安表置于10A电流档，将电流钳分别夹在电能表表尾接线盒处三个元件的电流进线上进行测量。3)测量相位：相位伏安表置于相位角测量档位，分别测量一、二元件电压与电流间的相位角。测量时应确认电压表笔和电流钳的极性端符合要求，即，电压红色表笔应接在电能表电压接入端，应使电流流入电流钳规定的一次侧极性端(注意，不同厂家电流钳的极性标志可能有不同定义，以使用说明书为准)，否则，相位测量

15、结果会出错，导致分析出现原则性错误。4)测定电压接入相序：将相序表测试笔按照排列顺序分别接入电能表三个电压端，相 序表上显示判定结果。关键数据测量结果：电压相序为逆相序； 各元件所接入的电压、 电流之间相位角分别为一元件15 ,二元件 255 ,三元件 315 。辅助分析数据测量结果：电压分别为一元件 220V,二元件219V,三元件221V;电流分别为一元件 2.53A ,二元件2.55A ,三元件2.54A。(2)确定接入电能表电压相别。由于电压相别对电能表计量没有影响，可假定一元件 电压为U相，则逆相序接入时其余两相分别为二元件Wffi,三元件V相。图ZY2400401002-6 三相四

16、线电能表相量图(电压 U W V,电流u-v-w )U U为准顺(3)绘制电压、电流相量图(如图 ZY2400401002-6所示)。先画电压相量U ?U W ,不必考虑电压相序顺逆；以电压相量为基准顺时针旋转对应相位角，如以三相四线计量装置检查分析和故障处理时针旋转15可画出对应电流相量， 以Uv为准顺时针旋转 2550画出对应电流相量， 以Uw为准顺时针旋转3150画出对应电流相量；根据负荷功率因数，算出功率因数角，若相邻电压电流相量之间满足功率因数角要求(如本例中，电流滞后电压15。)，则该电流为就近相电压同相电流，如 Uu与对应电流相量刚好超前15。，该电流为Iu,依此类推，逐一确定

17、TOC o 1-5 h z ?二、三元件对应电流相量分别为Iv、 Iwo?(4)分析实际接线情况。由相量图可知各元件接入电压电流分别为一元件(U u , I u ),?二元件(Uw, Iv),三元件(Uv , Iw)。现场实际接线图如图 ZY2400401002-7所示。图ZY2400401002-7 三相四线电能表接线图(电压UWV电流uv-w)(5)计算更正系数和退补电量。先写出错误接线下的功率表达式：各元件计量功率分别为：P1 UuIucos 1； P2 UWIvcos 2; P3 Uv ( Iw)cos 3电能表计量功率 P RP2P3 Uu I u cos15 UwIvcos255U

18、v ( Iw)cos315更正系数K =实际用电功率电能表计量功率上式中，当电能表计量功率 P大于客户实际用电功率 R时，电能表转得快，多计，应 退电量，反之，电能表转得慢，少计，应补交电量；当 P为负值时，电能表反转或记录在电 子式多功能表反向位置；当 P为零时，电能表停转。由于三相基本对称平衡，UU Uv Uw U ； IU IV IW I实际用电功率P0 3UI cos3UI cosUu I u cos15 UwI vcos255Uv( Iw)cos315三相四线计量装置检查分析和故障处理2.0493 0.966 cos15 cos255 cos315已知出错期间起始电量 1000kWh

19、截止电量2000kWh可进行如下电量计算:抄见电量=（止数起数）X TA倍率=（000030-000015） X 100/5 =300 （kWh实际用电量=更正系数X抄见电量=2.049 X 300=615 （kWh）（注：电量取整）差错电量=实际用电量一I抄见电量| =615-300=315 （kWh）仍应按抄见电量收取，因此在计算差除抄见电量外，电量按 315kWh补收。有比较苛刻的条件， 如果现场条件不注：即使抄见电量为负数，由于客户处于用电侧， 错电量时无须考虑抄见电量的符号。处理结果：因为接线错误，用电客户应补交电费, 需要说明的是，运用更正系数进行电量退补计算,能满足，采用上述方法

20、进行计算会产生较大偏差，此时可在故障表计回路中串入一只经检定合格的同型号、规格电能表，共同运行一段时间，以两表电量比值确定电量退补系数。如何灵活应用更正系数将在模块“高压三相三线电能表复杂错误接线检查与处理ZY2400402003”中详细探讨，这里不再赘述。例2:计量装置采用机电式有、无功电能表联合接线，当发生某相电压回路开路，且开路故障发生在母线与电能表之间，测试有功电能表元件相电压时，该相元件会出现约40V左右电压，如图 ZY2400401002-8所示。解：经过机电式90。无功电能表电压线圈跨相连接过来的电压，该电压作用在有功电 能表上，会造成该元件产生一个很小的负力矩，引起表计微微反转

21、，在此可以忽略不计。图ZY2400401002-8 机电式有功、无功电能表某相电压回路开路var2例3: 一低压计量装置，接三相动力负荷，经TA接入（K= 40）,配置电子式多功能表。投运后约一年零六个月， 电量异常波动，计量班接到异常传单， 根据现场检查情况进行处理。解：经现场检查，发现装置 TA二次V相电流断流。经查，电能表接线盒中V相电流接线螺丝未接紧，后因负荷较重（电量明显上升），接点发热断开。借助多功能表事件记录功能，调出失流事件记录如下：事件名称U相V相W目备 注失流次数278371278存在无效失流记录，从 U相、W相失流次数对 应的失流电量加以印证失流时间（分钟）1654901

22、8165扣除165分钟无效记录，失流时间约为33.9天失流期间记录电量（个字）0.0554.450.04满足V相断流关系故障点发热至烧断所耗电能不可计算，V相开路后，电能表记录电量54.45是两个元件的抄见电量，因此，应追补电量为54.45/2 X 40= 1089 （kWh。五、注意事项经电流互感器接入的低压三相四线计量装置一般安装在客户端，安装环境多样化，因此,计量装置的运行环境复杂，处理时要特别注意：（1）弄清客户电源接线，采取适当安全措施，谨防误碰其他带电体，威胁人身安全。三相四线计量装置检查分析和故障处理需停电，按程序停电。（2）注意现场故障形态的保全和责任确认（用户签字），避免电量

23、流失。（3）依据表计的接线原理，选择适当的方法，确认故障原因，按照营销管理程序，处 理故障电量。【思考与练习】.相量图分析法的方法和步骤？.某低压三相四线用户，私自将计量电流互感器更换，但互感器铭牌仍标为正确时的 200/5 ,后经计量人员检测发现实际电流互感器变比为：U相200/5 ; V相300/5 ; M目200/5。故障期间，有功电能表走了 125个字，试计算应退补的电量。. 一只经低压电流互感器接入的三相四线有功电能表，U相电流互感器极性接反达一年之久，累计电量 3500kWh该用户三相负荷基本对称，计算该用户错误接线期间的应追补 的电量。第二章高压计量接线第一节高压计量箱一次多变比高压计量箱电压互感器做 V/V形接线（二次四电流桩头回线分开）安装时应注意以下几点：首先要辨别清楚高压计量箱是单变比还是多变比，如果是多变比还要弄清是一次多变比还是二次多变比一次侧电源线应接P1桩头，单变比计量箱出线应接 P2桩头，一次多变比计量箱应接所要使用的变比桩头。A相电流互感器二次侧aS1端子应接电能表电流回路 A相的进线端