三相四线电能表计量错误的分析
陈军灵
摘要本文介绍三相四线电能表计量错误的原因和用理论及实验手段的分析方法。
关键词电能表有功功率功率因素
0 引言
在临场监测观察中，电能表计量错误常见的是：反转；停转；时而正转时而反转，虽然正转，但计量与实际用量不符，分析认为，引起三相四线电能表计量错误的原因可归纳为三大类，一是仪表机械故障，二是器件损坏，三是电气接线错误。
1 仪表机械故障
电能表的基本误差主要由转动部分的磨擦以及电流元件的电流和磁通之间的非线性关系等多方面因素所引起的。如果仪表长时间使用于不良环境状态中，潮湿、灰尘、铁屑进入仪表内部，就易使永久磁钢阻力增大，也容易造成滚珠轴承磨损，传动机构蜗杆及齿轮生锈，从而造成电能表误差数据波动，严重者会时而停时而转或完全停转。一般处理为清除灰尘杂质，在轴承及转动机构的各转动齿轮的轴孔内加适量的润滑油。
2 器件损坏
图1为三相四线电能表正确接线图。当其中一个或两个电流互感器开路，或者电能表中其中一个或两个电流线圈开路，此时电能表仍正转，但计量错误甚大。如果表中一个电流线圈开路，则少计量三分之一，假如两个线圈开路，则少计量三分之二。故此现象要细心观察，不难发现。开路的原因多为线圈内部损坏烧断，也有因接头脱焊或镙丝松落。
3 电气接线错误
三相四线电能表接线并不复杂，但往往由于疏忽，会造成错接，以致出现停
转、反转或者虽正转但与实际负荷不符的现象。
（1）电流互感器二次引线反接
见图2。电流互感器二次引线三相全部反接到电能表表端，这时三元件都倒进相应的相电流、相电压。设三相电压对称，三相负荷平衡条件下，其三相功率为：
)180cos()180cos(321B BN BN A AN AN I U I U
P P P P Φ-+Φ-=++= )180
cos(C CN CN I U Φ-+
Φ-=ΦΦcos 3I U 显然，三相电能表反转，数字均为负值，理论计算其绝对值是正确计量时的数值。但在实际测量中，由于仪表结构设计中的轻载补偿力矩为正值，其值比正确计量时约少百分之十。图3为向量图。
同理，如果只有A 相反接，B 相和Ｃ相接线正确，则三相功率为：
Φ=++=ΦΦcos 321I U P P P P
理论计算得出第I 元件与第II 元件抵消，第III 元件正转，其值为单相功率的数值。但在实际计量中，其值约比单相功率数值多百分之十。
（2）跨相接线
如图4跨相接线错误。在第I 元件上的是A 相电流和B 相电压，第II 元件的是B 相电流和C 相电压，第III 元件的是C 相电流A 相电压。相当于将电压相序旋转120°后加在各元件上。因此，电能表所反应的有功功率为：
)120cos(C C A I U Φ-+
当三相负荷平衡时，)120cos(3Φ-= UI p
因而可知，当 9030<Φ<时，电能表正转，电能表的有功功率读数为正值；当 300<Φ<时，电能表反转，电能表的有功功率读数为负值，当 30=Φ时，电能表停转。可见错误的跨相接线，电能表的转向情况同负荷大小无关，而与负荷的功率因素有关。相量图如图5所示。
参考文献
1、陈军灵黄玢电路与测量技术基础广州华南理工大学出版社，2001
