《三相三线电能计量装置接线分析》核心知识点梳理

来源：国网技术学院电力营销培训部培训课件（纯图片 PDF，经页面渲染识读，共 104 页）课程主线：基础知识回顾 → 电能表数据测量 → 相量图绘制 → 接线电路图绘制 → 功率及更正系数计算；配套"个人闯关卡"七关：数据测量→相量图绘制→接线电路图绘制→功率及更正系数计算→案例一/二/三。

〇、导入与安全要求

思考题：电能表出现错误接线会有什么后果？——课件以烧表、火灾事故照片警示：错误接线可能引发计量失准、设备烧毁甚至火灾；
班前会四要求：① 着装符合实训室安全规定；② 水杯、饮料、零食等不准带入实训室；③ 课前点名、课间考勤、分组实训；④ 实训后工位、工具及窗户恢复原状，轮流值日；
实训注意事项：① 严禁在实训设备上使用 U 盘、移动硬盘等存储设备；② 未得到老师许可不得进行与课程无关的操作；③ 使用接线仿真系统不得进行考题下载等操作；④ 任何非指导老师引导下的电脑操作都视为错误操作；
带电测量着装：规范佩戴安全帽，穿长袖棉质工装、绝缘鞋。

一、课程目标

理论知识：掌握电能表的各种接线方式及原理；熟悉电压互感器、电流互感器的接线方式及应用场景；掌握电能计量装置的工作原理及正确接线；
技术技能：能正确使用相位伏安表测量电压、电流及相位；能对测量数据进行分析并绘制相量图；能依据相量图写出功率表达式并计算更正系数；
工作素质：培养良好安全作业习惯、杜绝违章作业；培养心思缜密、规范严谨的工作态度。

二、基础知识回顾（相量图相关知识）

1. 相量与相序（必记）

相量：电工学中用以表示正弦量大小和相位的矢量，既有大小、又有方向；
相序：交流电压瞬时值由负到正经过零值的先后顺序；依次接入表尾的电压顺序；
正相序：abc、bca、cab；逆相序（负相序）：cba、acb、bac。

2. 负载与相位关系（必记）

负荷性质	条件	相位关系
感性负荷	$X_L > X_C$	电流滞后电压 $\varphi$ 角
容性负荷	$X_L < X_C$	电流超前电压 $\varphi$ 角
阻性负荷	$X_L = X_C$	电压电流同相位， $\varphi=0$

3. 相量图"三符合"原则（重点）

正确相量图须满足：① 各相电压、电流相量相位关系符合正相序；② 同相电压与电流相位符合随相关系（感性滞后、容性超前）；③ 电压相量与电流相量之间相位角符合正常情况。

4. 三角函数工具

和差公式： $\cos(\alpha\pm\beta)=\cos\alpha\cos\beta\mp\sin\alpha\sin\beta$ ； $\sin(\alpha\pm\beta)=\sin\alpha\cos\beta\pm\cos\alpha\sin\beta$ ；
常用值： $\sin 30^\circ=\frac{1}{2}$ 、 $\cos 30^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}$ 、 $\tan 90^\circ$ 不存在； $\cos 60^\circ=\frac{1}{2}$ 、 $\sin 60^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}$ 。

三、三相三线电能表正确接线与原理

1. 接线端子（必记）

第一元件：1-A 相电流入、2-A 相电压、3-A 相电流出；
第二元件：4-C 相电流入、5-B 相电压、6-C 相电流出；
为什么不需接入 B 相电流：三相瞬时功率 $p=u_a i_a+u_b i_b+u_c i_c$ ；三相三线（中性点不接地）系统 $i_a+i_b+i_c=0$ ，代入得 $p=(u_a-u_b)i_a+(u_c-u_b)i_c=u_{ab}i_a+u_{cb}i_c$ ，只需 A、C 两相电流，故可采用二元件电能表。

2. 接线原理与功率表达式（重点）

第一元件： $U_{ab}$ 、 $I_a$ ；第二元件： $U_{cb}$ 、 $I_c$ （经 2 个 TA、2 个 TV 接入）；
正确接线功率：

\begin{aligned} P &= U_{ab} I_a \cos(30^\circ+\varphi) + U_{cb} I_c \cos(30^\circ-\varphi) = \sqrt{3}\,UI\cos\varphi \\ Q &= \sqrt{3}\,UI\sin\varphi \end{aligned}

四、电能表数据测量（五步法，重点）

测量仪器：钳形相位伏安表（鳄鱼夹电压线接第Ⅰ路电压 U1 插口作固定参考；表笔电压线接第Ⅱ路电压 U2 插口；电流钳接第Ⅱ路电流 i2 插口；Φ 档可测量Ⅱ路滞后Ⅰ路的角度）。

步骤	测量内容	判断目的
第一步	三相线电压 $U_{12}$ 、 $U_{32}$ 、 $U_{31}$	判断电压是否存在断线、极性接反
第二步	两相电流 $I_1$ 、 $I_2$	判断电流是否正常，接线是否存在短路、开路
第三步	三相对地电压 $U_{10}$ 、 $U_{20}$ 、 $U_{30}$	对地电压为 0V 的判定为 b 相（TV 为 V/V 接法、二次 b 相接地）；若三相对地电压都是 57.7V，则 TV 为 $Y_0$ 接法，无电流的判别为 b 相
第四步	$U_{32}$ 滞后 $U_{12}$ 的相位差	滞后 300°（30°、120°）→ 判定正相序；滞后 60°（330°、240°）→ 判定逆相序
第五步	$I_1$ 、 $I_2$ 滞后 $U_{12}$ 的相位差	据此绘制电流相量、判定表尾电流接入

测量结束：档位调至电压档、关闭伏安表电源、连线收好、装箱、工具规范摆放。

五、测量数据分析——相量图绘制三步法（核心方法）

第一步：根据三相对称及相序，画出基准电压相量（ $U_1$ 、 $U_2$ 、 $U_3$ 互差 120°， $U_{12}$ 与 $U_{32}$ 关系判定相序）；
第二步：判定 b 相（对地电压 0V 者），确定表尾电压接入（ $U_1$ 、 $U_2$ 、 $U_3$ 分别对应 a/b/c 哪相）；
第三步：根据 $I_1$ 、 $I_2$ 与 $U_{12}$ 的相位差绘制电流相量，结合用户常规功率因数角 $\varphi=\arccos(\text{功率因数})$ （感性负荷电流滞后同相电压 $\varphi$ ），判定表尾电流接入（ $I_a$ 、 $I_c$ 或带负号的反接）。

典型案例结论（必记）

案例	功率因数	φ	关键数据	结论
案例1	0.92L	23°	$U_{30}$ =0V； $U_{32}$ 滞后 $U_{12}$ 300°； $I_1$ =173°、 $I_2$ =233°	电压接入 cab；电流接入 $I_a$ 、 $-I_c$
案例2	0.92L	23°	$U_{10}$ =0V； $I_1$ =293°、 $I_2$ =173°	电压接入 bca；电流接入 $I_a$ 、 $I_c$
案例3	0.90L	25.84°	$U_{32}$ 滞后 $U_{12}$ 60°（逆相序）； $I_1$ =295°、 $I_2$ =55°	电压接入 bac；电流接入 $-I_c$ 、 $-I_a$
案例4	0.92L	23°	$U_{32}$ 滞后 $U_{12}$ 60°； $I_1$ =53°、 $I_2$ =113°	电压接入 bac；电流接入 $-I_a$ 、 $I_c$
深化6	0.96L	15°	三相对地均 57.7V（TV $Y_0$ 接法）	电压接入 bac；电流接入 $I_c$ 、 $-I_a$
深化7	0.70C（容性）	−45°	三相对地均 57.7V	电压接入 cba；电流接入 $-I_c$ 、 $I_a$

容性负荷 $\varphi$ 取负值（案例 7： $\varphi=\arccos 0.70\text{C}=-45^\circ$ ）；感性负荷 $\varphi$ 为正值。

六、接线电路图绘制

依据分析结论写出接线组别：第一元件（ $U_{\times\times}$ 、 $I_{\times}$ ）、第二元件（ $U_{\times\times}$ 、 $I_{\times}$ ）；
说明三要素：电压接入顺序、电流接入（含极性）、表尾电流进出反接的元件；
示例：结论"电压接入 bac、电流接入 −Ia、Ic"→ 第一元件 $U_{ba}$ 、 $-I_a$ ，第二元件 $U_{ca}$ 、 $I_c$ ，表尾电流进出反接发生在第一元件；
更正接线：对照"错误接线端子排列"与"更正后端子排列"（1~10 号端子），调整电压线位置、恢复电流极性。

七、功率及更正系数计算（重点公式）

1. 错误接线功率表达式

P' = P_1' + P_2' = U_{12} I_1 \cos(U_{12} \wedge I_1) + U_{32} I_2 \cos(U_{32} \wedge I_2)

（角度由相量图读出）

示例（ $U_{ba}$ 、 $-I_a$ / $U_{ca}$ 、 $I_c$ ）：

P' = U_{ba} I_a \cos(30^\circ+\varphi) + U_{ca} I_c \cos(30^\circ+\varphi) = UI(\sqrt{3}\cos\varphi - \sin\varphi)

2. 更正系数（必记）

定义（正确功率 / 错误功率）：

K_P = \frac{W}{W'} = \frac{P \cdot t}{P' \cdot t} = \frac{P}{P'}

示例：

K_P = \frac{\sqrt{3}\,UI\cos\varphi}{UI(\sqrt{3}\cos\varphi-\sin\varphi)} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}-\tan\varphi} \approx 1.3262

$\varphi$ 的取值： $\varphi=\arccos(\text{试题给出的功率因数})$ ，或 $\varphi=\arctan(W_Q/W_P)$ （ $W_Q$ 、 $W_P$ 为计量正常时无功、有功电量）；感性负荷 $\varphi$ 为正、容性负荷 $\varphi$ 为负；
四象限无功： $Q_1$ 正向感性无功、 $Q_4$ 正向容性无功、 $Q_3$ 反向感性无功、 $Q_2$ 反向容性无功。

3. 退补电量计算（拓展，必记）

$K_P>0$ （电能表走正向电量）： $\Delta W=(K_P-1)\times W'$ ； $K_P>1$ 时 $\Delta W>0$ ，补收电量； $0<K_P<1$ 时 $\Delta W<0$ ，退电量；
$K_P<0$ ：机械表底数倒退， $\Delta W=(K_P-1)\times W'$ ；智能表走反向电量， $\Delta W=K_P\times W'$ ；
若错接线功率计算值为零，或因力率不稳定使功率时正时负，不可采用更正系数进行退补电量。

八、仿真装置操作要点（济南校区）

按装置侧面"启动"按钮开机；双击桌面黄色图标"三相表接线仿真系统"进入；
点击主画面"仿真接线"→ 选择仿真面（如第 C 仿真面）→ 接线方式选择"三相三线（经 PT、CT 接入，CT 简化接线）"（PT=电压互感器 TV，CT=电流互感器 TA）；
表类型选"智能表"（仅下拉选择），线电压 3×100，电流可下拉或手工输入，勾选"PT、CT 二次接地"；
点击"接线组合查询"设置错误接线（表尾电压接线 abc/bca/cab/acb/bac/cba、PT/CT 断相/极性反、电流错接相 IaIc/IcIa、表尾电流进出反接等）；
设置功率因数及负荷性质（如 0.920 L）；点击"当前面接线"送电；
更改错误接线时先点"当前面关电源"，再打开"接线组合查询"设置；
结束：点击"当前关电源"退出系统→按柜体侧面"停止"按钮→关计算机→整理工位。

《三相三线电能计量装置接线分析》核心知识点梳理 ​

〇、导入与安全要求 ​

一、课程目标 ​

二、基础知识回顾（相量图相关知识） ​

1. 相量与相序（必记） ​

2. 负载与相位关系（必记） ​

3. 相量图"三符合"原则（重点） ​

4. 三角函数工具 ​

三、三相三线电能表正确接线与原理 ​

1. 接线端子（必记） ​

2. 接线原理与功率表达式（重点） ​

四、电能表数据测量（五步法，重点） ​

五、测量数据分析——相量图绘制三步法（核心方法） ​

典型案例结论（必记） ​

六、接线电路图绘制 ​

七、功率及更正系数计算（重点公式） ​

1. 错误接线功率表达式 ​

2. 更正系数（必记） ​

3. 退补电量计算（拓展，必记） ​

八、仿真装置操作要点（济南校区） ​