一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法与流程

本发明一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法，涉及电能计量装置送电接线检查领域。

背景技术：

现有技术中，带电流互感器的低压三相四线电能计量装置为高供低计,电能表安装在用户变压器的低压侧，根据工作现场实际情况，表计新装一般同色电缆使用分相色环及编号、或者分色电缆安装，安装后检查很难发现电压线、电流线错位，造成不计量或少计量。常用计量故障判断原理及方法：三相四线三元件有功电能计量装置，使用三个元件就能正确计量三相电能，能基本保证iA+iB+iC＝0。多年来大家广泛应用相量法、计算更正系数等传统方法，进行带电流互感器的低压三相四线电能计量装置送电接线检查工作。

常见的低压故障接线包括：①：电压线虚接、断路；②：电流互感器二次开路和短路、极性反接；③：电流互感器铭牌上额定变比与其实际变比不符；④：三只互感器变比不一致等；⑤：电压线或电流回路叉接。

对于刚参加工作不久的装表接电人员或者转岗人员来说,根据测量电压与电流夹角画出向量图，计算更正系数判断接线问题，存在弊端在于：操作复杂且不易明白；现场表计装后检查也花费较多时间。因此现场急需一种简捷、快速的方法判断接线正确与否，节省时间，提高装表工作效率。

现有技术中的常用判别方法为：

步骤1：用电器的电线(电缆)从电流互感器的P1往P2方形穿过，通向负荷侧；

步骤2：使用伏安相位表，测量电压并调整，确定2#、5#、8#孔内为电压端子，10#孔内为零线端子，则：1#至10#端子表示：

1#表示第一元件电流进入端(I₁)，

2#表示第一元件电压端(U₁₀)，

3#表示第一元件电流流出端(-I₁)，

4#表示第二元件电流进入端(I₂)，

5#表示第二元件电压端(U₂₀)，

6#表示第二元件电流流出端(-I₂)，

7#表示第三元件电流进入端(I₃)，

8#表示第三元件电压端(U₃₀)，

9#表示第三元件电流流出端(-I₃)，

10#表示零线端(N)；

[备注：1、正相序有(ABC、BCA、CAB)三种，未知哪一种，姑且用第一、第二、第三元件标注。]

步骤3：使用伏安相位仪，测量三元件的电压值U₁₀、U₂₀、U₃₀；电流值I₁、I₂、I₃；电压与电流的夹角即U₁₀与I₁的夹角θ₁、U₂₀与I₂的夹角θ₂、U₃₀与I₃的夹角θ₃；相序，画出向量图，

步骤4：根据相序画出向量图，判别具体电流接线情况，测量正确电压与电流的夹角分别为Φ₁、Φ₂、Φ₃

步骤5：根据向量图写出功率表达式

实测功率表达式：P＝P1+P2+P3＝U₁₀I₁cosθ₁+U₂₀I₂cosθ₂+U₃₀I₃cosθ₃

正确功率表达式：P₀＝P1+P2+P3＝U₁₀I₁cosΦ₁+U₂₀I₂cosΦ₂+U₃₀I₃cosΦ₃

步骤6：计算更正系数G_X＝P₀/P

若更正系数G_X＝1，则接线正确，其它均为接线有误。

此方法在现场判别计量装置接线问题，不仅需要测量步骤较多，还需要画出向量图，判别接线情况，写出功率表达式，计量更正系数，对电工、数学知识薄弱的的操作人员，现场花费检查时间较长，且准确率低，也增加现场工作的安全系数。

技术实现要素：

本发明提供一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法，通过分析寻找电流电压最小夹角法，判别接线正确与否，达到了简化现场测试等工作步骤、提高工作效率的目的。

本发明采取的技术方案为。

一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法，

步骤1：对带电流互感器的低压三相四线电能表的端子孔进行初始编号：

1#至10#，从左至右对应表计上的10个孔洞；

步骤2：使用伏安相位表，测量电压、相序并调整，确定2#、5#、8#孔内为电压端子，10#孔内为零线端子，并且为正相序；假设电能表接线正确，则：1#至10#端子表示：

1#表示第一元件电流进入端I₁，

2#表示第一元件电压端U₁₀，

3#表示第一元件电流流出端-I₁，

4#表示第二元件电流进入端I₂，

5#表示第二元件电压端U₂₀，

6#表示第二元件电流流出端-I₂，

7#表示第三元件电流进入端I₃，

8#表示第三元件电压端U₃₀，

9#表示第三元件电流流出端-I₃，

10#表示零线端N；

步骤3：使用伏安相位仪，测得电压与所有电流项的夹角，并绘制表格记录；

分别找出三元件相电压分别与所有电流夹角的最小值；

如果U₁₀与I₁夹角最小，则第一元件电压与电流进对应，接线正确；

如果U₁₀与-I₁夹角最小，则第一元件电压与电流出对应，电流互感器极性反接或电源未从P1侧进；

如果U₁₀与I₂夹角最小，则第一元件电压与第二元件电流进对应；

如果U₁₀与-I₂夹角最小，则第一元件电压与第二元件电流出对应，电流互感器极性反接或电源未从P1侧进；

以此类推，U₁₀与I₃或-I₃夹角最小；

三组数据中找出最小数据那组，即为匹配项。

本发明一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法，

通过大量的工作实践，发现测量数据与向量图有密切联系，观察接线正确的向量图中，附图3所示。显示某项电压与电流挨得最近，也就是夹角最小。

具体步骤为：从上述背景技术中的步骤3开始，增加测量项的方式，直接比较得出结果，无需画向量图，无需写功率表达式，无需计算更正系数，达到快速判断的目的。

3.1：测得电压与所有电流项的夹角，将数据填入下表。

3.2：测量三原件相电压分别与所有电流的夹角，找到最小值；

如果U₁₀与I₁夹角最小，则第一元件电压与电流进对应，接线正确；

如果U₁₀与-I₁夹角最小，则第一元件电压与电流出对应，电流互感器极性反接或电源未从P1侧进；

如果U₁₀与I₂夹角最小，则第一元件电压与第二元件电流进对应；

如果U₁₀与-I₂夹角最小，则第一元件电压与第二元件电流出对应，电流互感器极性反接或电源未从P1侧进；

以此类推，U₁₀与I₃或-I₃夹角最小；

三组数据中找出最小数据那组，即为匹配项。

本发明一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法，技术效果如下：

1：使用此本发明判断方法，通过错误接线与正确接线向量图对比得出，小区居民照明符合功率因数多数在0.866以上，因而在公变台区很好判断。并多次结合实际案例检验此结论，接线正确的向量图中显示某项电压与电流挨得最近，也就是夹角最小。

2：对提升线损管理具有重要作用：根据现场实际情况测量，更正现场错误接线。本发明主要针对台区线损考核表的历史遗留错误接线判别、及新建台区送电后初次检验、新装考核表计不做结算电费计量使用。

3：使用伏安相位仪简化现场工作难度，对电工、数学知识薄弱的操作人员，不会画向量图的情况下，提高了现场工作效率。

附图说明

图1为带电流互感器的低压三相四线电能计量装置正确接线图。

图2为单只电流互感器的正确穿心连接图。

图3为带电流互感器的低压三相四线电能表正确接线向量图(感性)。

具体实施方式

一种寻找最小夹角判别低压三相四线接线的方法，如图1所示。

步骤1：对带电流互感器的低压三相四线电能表的端子孔进行初始编号：

1#至10#，从左至右对应表计上的10个孔洞。

步骤2：使用伏安相位表，测量电压、相序并调整，确定2#、5#、8#孔内为电压端子，10#孔内为零线端子，并且为正相序。假设电能表接线正确，则：1#至10#端子表示：

1#表示第一元件电流进入端(I₁)，

2#表示第一元件电压端(U₁₀)，

3#表示第一元件电流流出端(-I₁)，

4#表示第二元件电流进入端(I₂)，

5#表示第二元件电压端(U₂₀)，

6#表示第二元件电流流出端(-I₂)，

7#表示第三元件电流进入端(I₃)，

8#表示第三元件电压端(U₃₀)，

9#表示第三元件电流流出端(-I₃)，

10#表示零线端(N)；

注：1、正相序有(ABC、BCA、CAB)三种，未知哪一种，姑且用第一、第二、第三元件标注。2、也可以先不确定电压，但后续需测量数据组数较多，也较为复杂，本着简便快捷的原则，故先用测电压方式确定电压端子。

步骤3：使用伏安相位仪，测得电压与所有电流项的夹角，并绘制表格记录；

步骤4：从表格中，分别找出三元件相电压分别与所有电流夹角的最小值；

4.1：如果U₁₀与I₁夹角最小，则第一元件电压与电流进对应，接线正确；

如果U₁₀与-I₁夹角最小，则第一元件电压与电流出对应，互感器电流反接、或者电源未从P1侧进；

如果U₁₀与I₂夹角最小，则第一元件电压与第二元件电流进对应；

如果U₁₀与-I₂夹角最小，则第一元件电压与第二元件电流出对应，互感器电流极性反接或电源未从P1侧进；

以此类推，U₁₀与I₃或-I₃夹角最小；

三组数据中找出最小数据那组，即为匹配项。

步骤5：利用电压与电流的夹角判别每一元件的电压与电流进的匹配项之后，利用电流与电流的夹角，找出每项元件电流进与电流出的匹配关系，判别依据：电流进与电流出的夹角为180°左右。

步骤6：把所有电压、电流的正确匹配项确定后，通过停电或接线盒进行更正，再次检查，无误即为正确接线。

判别的先决条件：

1：电压无断路，功率因素感性、容性0.866以上，电压与电流不对应造成的计量不准的情况；

2：在测量中要严格按照伏安表说明书相关的规定要求进行，以确保测量的准确性。

判别验证：

下表为一组实测数据，将快速判断结果与传统方法判断结果进行比对。

通过快速判别方法，寻找最小夹角(锐角)来判别接线情况，得出结论：

第一元件：最小角度为20°，即U₁₀与I₂的夹角。由此可初步判断，第一元件的电压与第二元件的电流进匹配；

第二元件：最小角度为345°(15°)，即U₂₀与I₃的夹角。由此可初步判断，第二元件的电压与第一元件的电流进匹配，且电流为容性；

第三元件：最小角度为335°(25°)，即U₃₀与-I₃的夹角。由此可初步判断，第三元件的电压与第三元件的电流出匹配。

找到每一元件电压与电流进的匹配关系后，在利用电流夹角度数，找到每项电流进与电流出的匹配关系，此项工作比较简单，就不再罗列表格。

根据判断结果更正后，再次测量角度无误后，即可判断接线正确。

验证证明：此次快速判别结果与传统方法判别结果一致。

注：电流出线端子接地情况未考虑。

通过此项方法，仅需4项步骤即可完成判别，不仅从流程上得以简化，判别规律相对简单，达到快速判别的目的。