三相电能表现场校验仪效验各种电能表接线方法
[摘 要]本文绍了用电能表现场校验仪实现电能计量现场接线检查的原理和方法，并详细说明了各相量之间的相位关系，并通过实际案例进行了论证，有利于电能计量人员充分利用电能表现场检查仪开展工作。
[关键词]现场校验仪 原理 相量分析
中图分类号：TM933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0366-01
引言
电能计量装置一般由电能表、电流互感器、电压互感器及连接互感器到电能表的二次接线及电能计量柜（箱）组成。电能计量装置是发、供、用三方进行电能公平交易的计量器具，如同市场交易中的“秤”，其计量的正确性对各方来说都非常重要。电能计量是否准确，不仅取决于电能表的准确度，还与电流互感器、电压互感器的误差、电压互感器二次压降以及计量回路接线是否正确密切相关，其中，接线正确性的影响尤为关键，所以，电能计量误差的现场测定和电能计量装置接线的检查就成为必不可少且非常重要的工作。
1 电能表现场校验仪
传统的向量图法（六角图）是一种非常好的错接线检查方式，这种方法比较准确可靠，并且从中能得到改正方法，但这种方法操作复杂，费时费力，还要求测试人员具有较高的电工理论水平和丰富的工作经验，难度较大。如果能有一种仪器代替人来完成上述工作就好了。
电能表现场校验仪就是为适应这一需求应运而生的。这些仪器具有体积小、重量轻、功能强、携带方便、自动判断接线、显示错误等功能，这些产品目前市场很多，如秦皇岛海纳电测仪器有限公司的JSD-9002C、保定新云达电力设备有限责任公司的WDX-2E、德国EMH、合肥迪普电子科技开发有限公司的DJ-3、中国高维的GWTBX-1、黑龙江省的龙电LC2030-3F、河南思达公司的91001D1B、ST9040K、ST9040F，还有珠海科荟的PEC系列、北京北研兴BY2045及深圳科陆公司的产品等等。随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，越来越多的智能型检查仪器的应用得到普及。当今的现场校验仪正向着高精度、多功能、小型化、智能化的方向发展，但其基本功能——电能表（或电能计量综合误差）现场校验和接线检查两大功能并未改变。
电能表现场校验仪的工作原理是由它的两大功能决定的。要测量电能误差，就要求它首先是一个标准电能表，而且要方便现场操作;要进行接线检查，就要求它能进行向量分析，显示向量图，识别线路相别。所以，电能表现场校验仪是标准电能表与向量图分析软件的结合。下面就电能表现场校验仪检查计量接线功能作一介绍与分析。
2 电能计量接线检查原理
校验仪是通过对电压相量与电流相量之间的相位关系来进行接线正确性判断的，因此，接线识别的根本就是确定三相电压相量、电流相量之间的相位关系。下面分别简单说明在三相四线及三相三线电路中校验仪是如何实现接线检查功能的。
2.1 三相四线电路
通常以A相电压为参考相量，假设功率因数角为60°（感性），则在对称三相四线电路中各相量关系如下：
参考相量与各相电压之间关系为：
参考相量与各相电流之间关系为：
各相电压与电流之间关系为：
相量图如图一所示：
当功率因数为60°（容性）时，则在对称三相四线电路中各相量关系如下：
参考相量与各相电压之间关系为：
参考相量与各相电流之间关系为：
各相电压与电流之间关系为：
相量图如图二所示：
从以上分析及相量图中可以看出，当功率因数在0.5（L）和0.5（C）之间变化时，电流相量总是处于±60°的范围之内，且各相电压、电流相量不会出现交叉的情况，电能表现场校验仪就是根据这一关系来识别接线。它将接到校验仪Ua端子上的电压作为A相电压Ua，并以其作为参考向量，然后测量接到其它电压端子和电流端子上的电压、电流的相位（即与Ua的相位差），根据此来识别其它两相电压，即Ub，Uc。电压相别确定之后，比较各相电压、电流的相位，将夹角不大于60°的一对电压、电流确认为属于同一相，从而确定电流相别。当功率因数接近0.5L或0.5C，即？≈±60°时，由于校验仪的相位测量误差和分辨力的限制，可能会出现判断上错误。为此校验仪规定了使用条件，要求用户确定功率是否在0.57L与0.57C之间，即-55.25°≤≤ + 55.25°;或者在0L与0.43L之间即-90°≤≤-64.75°;或者在0C与0.43C之间，即-64.75°≤≤-90 °。当≈±60°时，会出现死区。正常情况下，大多数电力用户的功率因数不会超出此范围，所以不能判断的几率很小。
2.2 三相三线电路
以A相电压为参考相量，假设功率因数角为60°（感性），则在三相三线电路中各相量关系如下：
参考相量与各相电压之间关系为：
参考相量与各相电流之间关系为：
各相电压与电流之间关系为：
相量图如图三所示：
当功率因数为60°（容性）时，则各相量关系如下：
参考相量与各相电压之间关系为：
参考相量与各相电流之间关系为：
各相电压与电流之间关系为：
相量图如图四所示：
在三相三线电路中，校验仪把接到其第一组元件的电压认为是Uab，然后以Uab为参考向量判断其它各向量，并定位它们并且显示出来，这样一来，校验仪上并不需要显示全部的电压向量，而只需显示用得到的某几个向量即可。
4 结束语
电能表校验仪检查接线的基本原理与用向量图法（六角图法）检查接线的原理是相同的，只不过，它把向量图法的整个测量、绘图、分析及计算过程等全部用程序和算法整合到了仪器内，所以省去了我们大量的工作过程，提高了工作效率高，降低了工作强度。但读懂相量图，对相量图进行分析，清楚的了解各相量之间的关系是计量人员基本技能，同时也有助于更好的使用现场校验仪，因此，电能计量人员在充分利用现代化设备开展工作的同时，也不能过分依赖智能型仪器从而导致基本的业务技能生疏、分析能力降低，只有当个人的知识和技能提高了，才能充分理解高科技设备，才能真正充分发挥先进设备的作用。
参考文献：
[1]中国电力出版社，陈向群，电能计量考核培训教材
[2]鹿凯华，雷惠博，贺岚.用电能表现场校验仪查接线的原理与分析
作者简介：
吴玉琴（1972-），技师，2002年从事计量外勤校验至今。
