CN107329105A - 一种三相四线多功能电能表接线判断方法 - Google Patents

Abstract

一种三相四线多功能电能表接线判断方法。本发明主要是通过获取三相四线多功能电能表的实时电压、电流、电压相序、电流相序、各元件电压与电流相位角运行数据，通过对电流相序判断，用电压相序与电流相序对应方法，判断三相四线电能表接线。本发明直接应用电能表运行数据进行三相四线电能表接线判断，不需外部检测设备，通过对电流相位的纠正与复原，判断电能表接线，为电能表的远程或非直接接触接线判断提供一种智能诊断方法。

Description

一种三相四线多功能电能表接线判断方法

技术领域

一种三相四线多功能电能表接线判断方法，属于供电企业营销计量自动化、信息化技术领域。

背景技术

目前，对三相四线多功能电能表的接线判断，最主要的方式是现场利用电能表现场检查仪、相位伏安表等方式，测量出各元件电压电流相量图，根据相量图进行人为的接线判断。传统的方式，都需到达现场，开启电能表封印、打开电能表接线端表盖进行电压、电流接线取样，与带电设备直接接触，加之部份电能表受安装环境限制，作业风险大，一次检测约需20至30分钟。同时，传统的检查设备有体积大，携带不方便，人机工效差的特点。近年来，计量用的电能表大部份已经更换为多功能电能表，电能表内能记录电压、电流、功率因数、潮流方向等多项参数，可通过计量自动化终端获取电能表的数据和参数，根据获取的数据和参数对电能表的接线进行判断打下了对电能表远程诊断的基础。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的不足而提供一种三相四线多功能电能表接线判断方法，通过计量采集系统、红外或RS485等方式，获取运行三相四线电能表的实时运行电压、电流、电压相序、电流相序、各元件电压与电流相位角。根据获取的数据，通过电压与电流相位角对比，采取电流相量纠正调整，并记录下调整的主要纠正特征数据，最后得到三相四经电能表具有正确接线特征的电压与电流相位角，通过纠正特征数据，可反推出电能表的接线情况，从而实现对电能表的接线判断。该方法，只需从运行电能表通过远程或现场红外等方式获取参数和数据，而不需到其他外部仪器进行参数测量，大大简化了工作，采取远程方式，也可减轻大量的往返现场工作的人力、物力，大大提高工作效率，同时，可通过信息化手段，采用此方法对电能表接线的进行辅助远程诊断，提高计量自动化系统的智能化程度。

本发明技术方案实现如下：

三相四线电能表是否能正确计量与计量接线直接相关，三相四线电能表是由三个单相计量元件组成，若每个单相计量元件都能正确计量，则三相四线电能表就能正确计量，而单相计量元件正确计量的条件是每个元件所加的电压与电流为同相，且电流在电能表该元件电流接线端钮上按从左到右的顺序，左进右出，而表现在电能表的运行参数特征上，是每个计量元件上电压与电流相位角都处于合理角度区间，即相位角小于90度或大于270度且不大于360度，才能实现正确计量。

根据以上原理，提出了一种三相四线多功能电能表接线判断方法，

一种三相四线多功能电能表接线判断方法，本发明特征是，通过计量采集系统、485接口或红外接口获取运行中三相四线多功能电能表的实时数据，判断电流相位角是否符合正确接线特征，不符合则进行根据电流相位角按反相、换相、旋转等方式调整，并记录相应调整次数，使电流相位角与电压相位角接正确接线特征相匹配，再根据各元件电流旋转、换相、反相等次数，对电流相量进行复原，从而推算出电能表接线情况。

本发明获取电能表实时数据是指实时运行电压、电流、电压相序、电流相序、一、二、三元件电压与电流初始相位角

本发明判断电流相序特征是否符合正确接线特征是根据获取的电压相序，以所述一、二、三元件中的第一元件电压为基准，计算出所述一、二、三元件电流与第一元件电压的基准相位角根据基准相位角在相量图上的分布，找出三个电流相量所构成的最小扇形角度，若最小扇形角度小于180度，则判断电流有反相；

不符合正确接线特征的电流反相调整为：在三个电流相量所构成的最小扇形角度中找出次序第二的基准相位角，根据该角对应元件的初始相位角或或进行判断，若初始相位角在三个角度非最小，在则初始相位角反相，即加上180度，结果大于360度则减去360度，其余角度不变；若初始相位角最小，则对另外两相初始相位角反相，得到所述一、二、三元件对应新的各元件电压与电流相位角并记录相应元件反相次数和电流相序标志反相；

不符合正确接线特征的电流换相调整为：若电流相序标志与电压相序不一致，则判断相位角大小，将其中两相较大的电流相位角对调，并记录对应对调元件次数；

不符合正确接线特征的电流旋转调整为：判断电能表所述一、二、三个元件中其中一个电压与对应电流相位角，若相位角小于90度或大于270度且不大于360度，则处理后的电流相位角已对应；否则，按逆针旋转电流相量每次旋转120度，直至符合上述特征，最后得到的所述一、二、三元件对应电流相位角度，记录相位旋转次数。

本发明根据各元件对应的反相、换相、旋转记录次数，则可推出所述一、二、三元件最初所接电流情况，从而实现对三相四线电能表的接线判断。

本发明通过计量采集系统、485接口或红外接口获取运行中三相四线多功能电能表实时数据，判断电流相序是否符合正确接线特征，不符合则进行根据电流相位角按反相、换相、旋转等方式调整，并记录相应调整次数，使电流相位角与电压相位角按正确接线特征相匹配，再根据各元件电流旋转、换相、反相等次数，对电流相量进行复原，从而推算出电能表接线情况本方法受各相负荷功率因数角不平衡影响，相差超过60度无法作出正确判断，但在实际工作中，这种情况属极端情况，极少出现。

本发明关键点在于：

1.通过计量采集系统、485接口或红外接口获取现场运行三相四线电能表运行参数和数据；

2.电压相序是基础参考量，始终保持不变，仅只是对电流相位进行调整。

3.根据获取的电流相量角、电压相序，判断电流相序是否有反相情况，有则进行调整，记录调整情况；

4.匹配电压相序与电流相序，若不相符合，则调整电流相序，并记录调整情况；

5.匹配出具有正确接线的特征电压、电流相序，根据调整记录，恢复出现场接线的电流接线情况，从而实现对三相四线电能表的接线判断。

本发明有益效果：

1.可实现只从电能表获取数据进行接线判断，而不再需要外部测试设备；

2.可通过计量自动化系统远程外获取电能表运行数据，不需到现场测试，可节约大量的人力物力和减少现场作业安全风险。

3.判断过程逻辑清晰，不需人工干预判断，可实现信息化编程处理，大大提高工作信息化水平。

4.不受负荷容性、感性限制，判断范围宽。

附图说明

附图1：三相四线多功能电能表接线判断流程图。

具体实施方式

见图1，本发明具体操作步骤为：

步骤1，通过计量自动化系统、红外或485通信方式，获取多功能三相四线电能表的实时运行电压、电流、电压相序、电流相序、各元件电压与电流相位角。

步骤2，以电压相量为参考算出电流相位角。获取第一、二、三元件电压与电流的初始相位角及电压相序，以第一元件电压为基准，计算出第一、二、三元件基准电流相位角，分别计为若电压为正相序，则若电压为逆相序，则若计算出相位角超过360度，则减去360度。

步骤3，判断电流相位角是否符合正确接线特征，找出三个电流相量所构成的最小扇形角度。基准相位角两两角度之间的最小相量角度差，任意两个相位角，可按顺时针或逆时针计算相量角度差，若被减数小于减数，则差加上360度，计算出较小的一个为两两角度之间的最小相量角度差，在三个最小相量角度差中，若最大角度差(最小扇形角度)小于180度，则判断至少有一相电流反接，则进入步骤4。若最大相量角度差不小于180度，则进入步骤5。

步骤4，反相电流调整。三个电流相量所构成的最小扇形角度中找出次序第二的基准相位角，根据该角对应元件的初始相位角或或进行判断，若初始相位角在三个角度非最小，在则初始相位角反相，即加上180度，结果大于360度则减去360度，其余初始相位角不变；若对应的初始相位角最小，则对另外两相初始相位角反相，得到所述一、二、三元件对应新的各元件电压与电流相位角并记录相应元件反相次数和电流相序标志反相；反相次数记入变量f1、f2、f3，其中f1、f2、f3的初始值为0。电流相序标志与原相序相反，为“正”或“逆”。

步骤5，电流相位角对调换相。若电流相序标志与电压相序不一致，则判断相位角 大小，将其中两相较大的电流相位角对调，并记录对应对调元件次数记入变量t1、t2、t3，其中t1、t2、t3初始值为0。

步骤6，电流相位角旋转。判断电能表所述一、二、三个元件中其中一个电压与对应电流相位角，若相位角小于90度或大于270度且不大于360度，则处理后的电流相位角已对应。否则，按逆时针旋转电流相量每次旋转120度，直至符合上述特征，最后得到的所述一、二、三元件对应电流相位角度，记录相位旋转次数记入变量s1、s2、s3。其中s1、s2、s3初始值为0。

步骤7，电流相位复原，接线判断。通过以上步骤，得到与电压对应的可正确计量特征的电流相位角度若f1、f2、f3、t1、t2、t3、s1、s2、s3均为0，则接线正确，否则，根据各元件电流记录反相、对调及旋转次数，则可反推出每个元件最初所接电流情况，则可得出三相四线电能表接线情况。

实例

步骤1，根据实测一块多功能三相四线电能表，三相电压值正常、三相电流值正常，第一、二、三元件电压与电流的相位角表计电压正相序，电流正相序。

步骤2，以第一元件电压为参考，计算一、二、三元件统一参考电流相位角 因大于360，所以

步骤3，判断电流相位角是否符合三相四线电能表正确接线特征。基准相位角 两两角度之间的最小角度差计算，若被减数小于减数，则差加上360度，则进行第一组角度差：(最小角度差)，第二组角度差：(最小角度差)，第三组角度差： (最小角度差)，三组最小角度差中最大的是小于180，则判断电流有一相反相。

步骤4，反相电流角度调整。找出三个电流相量所构成的最小扇形角度范围内次序第二的相位角为对比对应的初始相位角因在初始相位角不是最小，初始相位角作反相处理，则因大于360，所以 其余不变。记反相次数f1＝1、f2＝0、f3＝0，电流相序与原表计电流相序方向相反，记电流相序标志为“逆”。

步骤5，电压电流相位角判断及调整。电流相序为“逆”与电压相序“正”不对应，需进行相序对调。判断相位角大小，将其中两相较大的电流相位角对调，则对调后各元件的电压与电流的相位角为：记对调元件次数t1＝0、t2＝1、t3＝1。

步骤6，电流相位角旋转调整。判断电能表三个元件中其中任意一个电压与对应电流相位角 度，则调整后的电流相位角已对应，要s1＝0，s2＝0，s3＝0。

步骤7，电流相位复原，接线判断。根据反相、调相、旋转次数大于0作接线判断，反相：f1＝1，调相：t2＝1、t3＝1，第一元件，反相一次，则可判断第一元件电流反进；第二元件、第三元件均对调一次，则可判断第二元件接成第三元件正向电流，第三元件电流接成第二元件正向电流，接线判断完毕。经现场对电能表接线检查，判断结果正确。

Claims (4)

1.一种三相四线多功能电能表接线判断方法，其特征是，通过计量采集系统、485接口或红外接口获取运行中三相四线多功能电能表的实时数据，判断电流相位角是否符合正确接线特征，不符合则进行根据电流相位角按反相、换相、旋转等方式调整，并记录相应调整次数，使电流相位角、电压相位角与正确接线特征相匹配，再根据各元件电流反相、换相、旋转次数，对电流相量进行复原，从而推算出电能表接线情况。

2.根据权利要求1所述的一种三相四线多功能电能表接线判断方法，其特征是，获取电能表实时数据是指实时运行电压、电流、电压相序、电流相序、一、二、三元件电压与电流初始相位角

3.根据权利要求1或2所述的一种三相四线多功能电能表接线判断方法，其特征是，判断电流相序特征是否符合正确接线特征是根据获取的电压相序，以所述一、二、三元件中的第一元件电压为基准，计算出所述一、二、三元件电流与第一元件电压的基准相位角 根据基准相位角在相量图上的分布，找出三个电流相量所构成的最小扇形角度，若最小扇形角度小于180度，则判断电流有反相；

不符合正确接线特征的电流反相调整为：在三个电流相量所构成的最小扇形角度中找出次序第二的基准相位角，根据该角对应元件的初始相位角或或进行判断，若初始相位角在三个角度非最小，则初始相位角反相，即加上180度，结果大于360度则减去360度，其余初始相位角不变；若初始相位角最小，则对另外两相初始相位角反相，得到所述一、二、三元件对应新的电压与电流相位角并记录相应元件反相次数和电流相序标志反相；

不符合正确接线特征的电流换相调整为：若电流相序标志与电压相序不一致，则判断相位角大小，将其中两相较大的电流相位角对调，并记录对应对调元件次数；

不符合正确接线特征的电流旋转调整为：判断电能表所述一、二、三个元件中其中一个电压与对应电流相位角，若相位角小于90度或大于270度且不大于360度，则处理后的电流相位角已对应；否则，按逆针旋转电流相量每次旋转120度，直至符合上述特征，最后得到所述一、二、三元件对应电流相位角度，记录旋转次数。

4.根据权利要求1所述的一种三相四线多功能电能表接线判断方法，其特征是，根据各元件对应的反相、换相、旋转记录次数，则可推出所述一、二、三元件最初所接电流情况，从而实现对三相四线电能表的接线判断。