CN106443313A - 高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，包括：测量第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值、第一元件电压和第二元件电压的电压差值、第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差；在电压互感器不存在断线和极性反接情况时，确定电压接入相序；确定向量图；确定第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度；确定电压和电流的随相关系；完善向量图；确定错误接线功率表达式及更正系数。本发明提供的检测方法，能够快速、准确地检测高压三相三线电能计量装置错误接线。

Description

高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法。

背景技术

电能计量作为计量工作的一个重要组成部分，是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术水平和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业的形象，而且影响电能贸易结算的公平、公正和准确可靠，关系到电力企业、广大电力客户和老百姓的利益。电能表的计量准确性可以通过电能计量检定机构的校验得到保证，而现场接线的准确性，不仅取决于装表人员的工作责任心、业务水平以及工作的熟练程度，而且由于电力客户法律法规意识淡漠、有意窃电，致使计量装置错误接线直接影响到计量的准确性，因此做好电能计量装置错误接线的检测非常重要。

高压三相三线电能计量装置多用于中性点非直接接地系统的高压用户，电能计量装置须经电压互感器TV和电流互感器TA接入，如图1所示。正确接线时，高压三相三线电能计量装置1、2、3三个电压接线端的电压相序应和输入的三相电压U、V、W的电压相序相同，即第一元件电压第一元件电流第二元件电压第二元件电流

现有技术中，通常通过直接测量各相对地电压来检测高压三相三线电能计量装置的接线是否错误。然而，在某些特殊场合，由于无法直接测量各相对地电压，现有的检测方法要求首先确定电压、电流的随相关系，在实际应用中，确定电压、电流的随相关系出现错误的概率较大且分析周期长。

发明内容

本发明所要解决的是在无法直接测量各相对地电压的情况下检测高压三相三线电能计量装置错误接线过程中电压、电流随相关系出错概率较大、分析周期长的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，包括：测量第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值、第一元件电压和第二元件电压的电压差值、第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差；根据第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值判断电压互感器是否存在断线或极性反接情况；在电压互感器不存在断线和极性反接情况时，根据第一元件电压和第二元件电压的相位差确定电压接入相序；根据第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第二元件电流的相位差以及电压接入相序确定向量图；根据功率因素角范围、负载性质以及特殊角度集合确定第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度；根据向量图、第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度确定电压和电流的随相关系；根据电压和电流的随相关系完善向量图；根据完善后的向量图确定错误接线功率表达式及更正系数。

可选的，采用相位伏安表测量第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值、第一元件电压和第二元件电压的电压差值、第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差。

可选的，根据第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值判断电压互感器是否存在断线或极性反接情况包括：在第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值基本相等时，判断电压互感器不存在断线和极性反接情况，否则判断电压互感器存在断线或者极性反接情况。

可选的，功率因素角范围包括和其中，为功率因素角。

可选的，特殊角度集合为{30°，90°，150°，210°，270°，330°}。

可选的，负载性质包括负载为感性负载和负载为容性负载。

可选的，根据功率因素角范围、负载性质以及特殊角度集合确定第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度包括：

当功率因素角范围为时，若负载为感性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第二个小于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第二个小于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为容性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第二个大于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第二个大于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为感性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第一个小于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第一个小于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为容性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第一个大于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第一个大于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度。

可选的，根据向量图、第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度确定电压和电流的随相关系包括：

若第一元件电流未接反，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第一元件电压与第一元件电流对应的相电压之间的夹角；

若第一元件电流接反，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第一元件电压与第一元件电流对应的相电压反向延长线之间的夹角；

若第二元件电流未接反，则第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第二元件电压与第二元件电流对应的相电压之间的夹角；

若第二元件电流接反，则第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第二元件电压与第二元件电流对应的相电压反向延长线之间的夹角。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，不需要直接测量各相对地电压，通过测量第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值、第一元件电压和第二元件电压的电压差值、第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差，并结合向量图，能够快速地进行电压相序错误、电流进出线接反的高压三相三线电能计量装置错误接线分析，准确地进行差错电量计算，消除因错误接线导致的差错计量。同时，本方法还具有原理简单、计算方便的特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是高压三相三线电能计量装置正确接线的结构示意图；

图2是本发明实施例的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法的流程示意图；

图3是本发明实施例的高压三相三线电能计量装置的基坐标图；

图4是本发明实施例的高压三相三线电能计量装置的向量图；

图5是本发明实施例的高压三相三线电能计量装置完善后的向量图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

图2是本实施例的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法的流程示意图，所述高压三相三线电能计量装置的正确接线如图1所示。结合图1和图2，所述高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法包括：

步骤S1，测量第一元件电压的电压值U₁₂、第二元件电压的电压值U₃₂、第一元件电压和第二元件电压的电压差值U₁₃、第一元件电压和第一元件电流的相位差第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差在本实施例中，采用相位伏安表测量上述各相参数。为更好地对本实施例提供的检测方法进行说明，假设采用相位伏安表测量获得的参数如下：U₁₂＝99.7V，U₃₂＝99.6V，U₁₃＝100.3V，

步骤S2，根据第一元件电压的电压值U₁₂、第二元件电压的电压值U₃₂以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值U₁₃判断电压互感器是否存在断线或极性反接情况。具体地，在第一元件电压的电压值U₁₂、第二元件电压的电压值U₃₂以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值U₁₃基本相等时，判断电压互感器不存在断线和极性反接情况，否则判断电压互感器存在断线或者极性反接情况。所述基本相等是指第一元件电压的电压值U₁₂、第二元件电压的电压值U₃₂以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值U₁₃两两之间相差不超过预设阈值。通常，该预设阈值根据相位伏安表的测量精度进行设置：相位伏安表的精度越高，该预设阈值设置得越小。在本实施例中，U₁₂＝99.7V，U₃₂＝99.6V，U₁₃＝100.3V，因而判断电压互感器不存在断线和极性反接情况。

步骤S3，在电压互感器不存在断线和极性反接情况时，根据第一元件电压和第二元件电压的相位差确定电压接入相序。具体地，根据第一元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第一元件电流的相位差可以计算获得第一元件电压和第二元件电压的相位差在本实施例中，获得因而电压接入相序为逆相序，基坐标如图3所示。若计算获得则电压接入相序正相序。

步骤S4，根据第一元件电压和第一元件电流的相位差第二元件电压和第二元件电流的相位差以及电压接入相序确定向量图。具体地，根据和确定第一元件电压和第二元件电压在基坐标中的位置，再根据第一元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差确定第一元件电流和第二元件电流在基坐标中的位置。本实施例中，高压三相三线电能计量装置的向量图如图4所示。

步骤S5，根据功率因素角范围、负载性质以及特殊角度集合确定第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度具体地，功率因素角范围包括和其中，为功率因素角，从高压三相三线电能计量装置的读数可以看出功率因素角的范围。在本实施例中，特殊角度集合为{30°，90°，150°，210°，270°，330°}。进一步，负载性质包括负载为感性负载和负载为容性负载。

当功率因素角范围为时，若负载为感性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第二个小于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第二个小于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为容性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第二个大于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第二个大于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为感性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第一个小于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第一个小于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为容性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第一个大于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第一个大于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度。

在本实施例中，若从高压三相三线电能计量装置的读数看出功率因素角的范围为且负载为感性负载。由于因而为沿角度变小的方向、集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第二个小于114^°的角度，即 为沿角度变小的方向、集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第二个小于174^°的角度，即由可知功率因素角在范围之内。

需要说明的是，所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中的元素是首尾相接的。例如，若从高压三相三线电能计量装置的读数看出功率因素角的范围为负载为感性负载且则所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第一个小于的角度为30°，第二个小于的角度为330°；若从高压三相三线电能计量装置的读数看出功率因素角的范围为负载为容性负载且则所述特殊角度集合{30°，90°，150°，210°，270°，330°}中第一个大于的角度为330°，第二个大于的角度为30°。

步骤S6，根据向量图、第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度确定电压和电流的随相关系。

具体地，若第一元件电流未接反，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第一元件电压与第一元件电流对应的相电压之间的夹角；

若第一元件电流接反，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第一元件电压与第一元件电流对应的相电压反向延长线之间的夹角；

若第二元件电流未接反，则第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第二元件电压与第二元件电流对应的相电压之间的夹角；

若第二元件电流接反，则第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第二元件电压与第二元件电流对应的相电压反向延长线之间的夹角。

在本实施例中，参考图4所示的向量图，第一元件电压与相电压反向延长线之间的夹角为30°，说明第一元件电流对应随相电压且第一元件电流接反；第二元件电压与相电压反向延长线之间的夹角为90°，说明第二元件电流对应随相电压且第二元件电流接反。由上可知，

步骤S7，根据电压和电流的随相关系完善向量图。在本实施例中，完善后的向量图如图5所示。

步骤S8，根据完善后的向量图确定错误接线功率表达式及更正系数。在本实施例中，第一元件的有功功率第一元件的无功功率第二元件的有功功率第二元件的无功功率令U_UW＝U_VW＝U,I_U＝I_W＝I，则总的有功功率为：

总的无功功率为：

有功功率更正系数为：

无功功率更正系数为：

其中，P₀为正确的有功功率，Q₀为正确的无功功率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，包括：

测量第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值、第一元件电压和第二元件电压的电压差值、第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差；

根据第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值判断电压互感器是否存在断线或极性反接情况；

在电压互感器不存在断线和极性反接情况时，根据第一元件电压和第二元件电压的相位差确定电压接入相序；

根据第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第二元件电流的相位差以及电压接入相序确定向量图；

根据功率因素角范围、负载性质以及特殊角度集合确定第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度；

根据向量图、第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度确定电压和电流的随相关系；

根据电压和电流的随相关系完善向量图；

根据完善后的向量图确定错误接线功率表达式及更正系数。

2.根据权利要求1所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，采用相位伏安表测量第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值、第一元件电压和第二元件电压的电压差值、第一元件电压和第一元件电流的相位差、第二元件电压和第一元件电流的相位差以及第二元件电压和第二元件电流的相位差。

3.根据权利要求1所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，根据第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值判断电压互感器是否存在断线或极性反接情况包括：

在第一元件电压的电压值、第二元件电压的电压值以及第一元件电压和第二元件电压的电压差值基本相等时，判断电压互感器不存在断线和极性反接情况，否则判断电压互感器存在断线或者极性反接情况。

4.根据权利要求1所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，功率因素角范围包括和其中，为功率因素角。

5.根据权利要求4所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，特殊角度集合为{30°，90°，150°，210°，270°，330°}。

6.根据权利要求5所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，负载性质包括负载为感性负载和负载为容性负载。

7.根据权利要求6所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，根据功率因素角范围、负载性质以及特殊角度集合确定第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度包括：

当功率因素角范围为时，若负载为感性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第二个小于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第二个小于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为容性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第二个大于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第二个大于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为感性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第一个小于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变小的方向、所述特殊角度集合中第一个小于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度；

当功率因素角范围为时，若负载为容性负载，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第一个大于第一元件电压和第一元件电流的相位差的角度，第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为沿角度变大的方向、所述特殊角度集合中第一个大于第二元件电压和第二元件电流的相位差的角度。

8.根据权利要求1所述的高压三相三线电能计量装置错误接线快速检测方法，其特征在于，根据向量图、第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度以及第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度确定电压和电流的随相关系包括：

若第一元件电流未接反，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第一元件电压与第一元件电流对应的相电压之间的夹角；

若第一元件电流接反，则第一元件电压和第一元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第一元件电压与第一元件电流对应的相电压反向延长线之间的夹角；

若第二元件电流未接反，则第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第二元件电压与第二元件电流对应的相电压之间的夹角；

若第二元件电流接反，则第二元件电压和第二元件电流的相位差适用的特殊角度为在向量图中沿顺时针方向、第二元件电压与第二元件电流对应的相电压反向延长线之间的夹角。