关于高压电能计量装置设计选型
和接线方式问题的探讨
王 彪 张德军
黑龙江省黑河电业局，黑龙江省黑河市通江路61号，邮编164300
About high-pressure electric energy metering device Design selection and wiring way question discussion
Wangbiao Zangdejun
Heilongjiang province, heihe power bureau, Heilongjiang heihe tongjiang lk 61 number,
Zip164300
方式（如图1所示）。
～
high-pressure energy metering device design selection 注 [24] 。 and wiring way on the measurement results the 在三相电力系统中,若ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ influence of veracity and reliability are analyzed and ＝0， discussed and the performance of both two kinds of 则Ｐ＝UabＩa＋UcbＩc （1） different high voltage electricity measurement device 若ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＝Ｉ０ ， design selection and wiring way compares the real 则Ｐ＝UabＩa＋UcbＩc＋U０bＩ０ project assessment power. （2）
比较式（1）与式（2）显然可见，采用KEY WORD： Design selection； Connection
两元件三相三线式电能计量装置是无法计mode ； neutral-point earthing ways ； accuracy ；
入式（2）中的第3项即U０bＩ０的，因而造reliability ；
成了计量的附加误差。 than ；assessment
由上述分析探讨可以说明，这个计量系
摘 要：针对在线运行高压电能计量装置设计选型统附加误差总是客观存在的，而是他的正负和接线方式对其计量结果准确性和可靠性的影响和大小随机而变，已经达到了不能容许的程进行了分析探讨，并对改进前后两种不同的高压电度。因此，在中性点非绝缘接地方式的电力能计量装置设计选型和接线方式的实计电量进行系统中，只有采用三元件三相四线式高压电比对考核。 能计量装置
才能万无一失的保证电能计量结果准
关键词：设计选型 接线方式 中性点接地方式
确可靠。
准确性 可靠性 比对 考核
伴随着高压电网结构的发展和用户负载性质的变化，高压供电网现已广泛采用中0 序言
性点非绝缘（直接接地、低电阻接地和消弧长期以来，在线高压电能计量装置的设
线圈接地）接地方式[1]。中性点接地电流，计选型一律采用两元件三相三线式电能计
对高压电能计量装置计量结果准确性和可量装置，其接线方式绝大多数采用简化接线
ABSTRACT：According to the online operation
靠性的影响，现已达到不可忽视的程度。
为此，本文针对在线高压电能计量装置和接线方式，对其计量结果准确性和可靠性的影响程度进行分析探讨，并对改进前后两种不同的高压电能计量装置设计选型及其接线方式进行实计电量比对考核，供大家参考。
1.2 高压电能计量装置接线方式问题的分析
在选定三相电能计量装置之后，对其电压、电流互感器的接线方式及其二次回路之间的连接方式如何进行选择，将会直接影响电能计量结果的准确性和可靠性。下面将这
［］
一问题并结合有关规程规定5和工作实践进行简要分析比较。
1.2.1 三相三线式计量装置的接线方式
三相三线式计量装置的2台TA和2台TVB均应采用V/V0-12接线组别，其一次侧接地方式与系统接地方式相一致。他们与三相三线式电能表的连接方式如图1所示，可采用6线（即a、b、c电压3线和a、b、c电流3线）和图2所示，可采用7线（即a、b、c电压3线和a、b、c电流4线）两
种连接方式
1 高压电能计量装置设计选型和接线方式问题的分析
1.1 高压电能计量装置设计选型问题的分析
在中性点非绝缘接地（直接接地、低电阻接地和经消弧线圈接地）方式的电力系统中，由于电网三相结构不对称、三相负荷不平衡或补偿不完全等原因，中性点接地电流总是是存在的。供电网中性点接地方式的改变对电能计量结果影响的问题日已日益引起人们的广泛关
图1 6线连接方式示意图
图2 7线连接方式示意图
6线是7线简化接线，两者的电压二次回路连接方式是完全一致的，而电流二次回路连接方式却是不相同的。下面就其不同之处作如下分析。
(1) 现行的6线比7线连接方式虽然只少一根电流共用导线，但由于这根共用导线中流过A相和C相的合成电流并产生压降，
致使A相和C相TA和C相TA实际二次负荷的大小和功率因数发生很大改变，所以其实际计量误差与试验定结果有较大的差别。
（2）采用7线连接方式只能形成a、c两相电流接入电能表，而采用现行的6线连接方式却形成a、b、c三相电流接入电能表，无疑，
式相一致。他们与三相四线电能表的连接方这将会增加电能表错误接线的可能性，
式如图3所示，可采用8线（即a、b、c、0同时也会给现场计量装置接线正确性的判
电压4线和a、b、c、0电流4线）和图4断和分析带来许多困难。
所示，可采用12线（a、b、c、a0、b0 、c01.2.2 三相四线式计量装置的接线方式
电压6线和a、b、c、a0、b0 、c0电流6线）三相四线式计量装置的3台电压互感器
两种连接方式。 和3台电流互感器均应采用Ｙ０／Ｙ０－12
接线组别，其一次侧接地方式与系统接地方
图3 8线连接方式示意图
图4 12线连接方式示意图
(1) 8线是12线的简化接线。这种连接方式虽然节省了二次电缆，但却延长了流程，增加了不少接点，因而他是一种间接连接方式。由于接触电阻远远大于其导线电阻且变动很大，所以他不仅加重了电流互感器二次负载、加大了电压互感器二次回路的压降，而且影响了互感器二次回路的可靠性。
(2) 12线连接方式中三相四线式电能表各元件电压线圈公用端点0´与电压互感器中性点0之间是采用3根导线进行连接的，故能进一步保证电能表计量的准确性和可靠性。8线连接方式中三相四线式电能表各电压线圈公用端子0´与互感器中性点0之间却只采用了1根导线作为共用连接线，容易引入计量附加误差。因为如果没接这一根共
用连接线或因故造成断线，那么在三相电压和电流都不对称的情况下，三元件电能的电压线圈就构成了相当于没有中线的一组阻抗很大的对称星形负载，故其相电压中不包含零序电压U0。即施加在电能表电压线圈上的只有正序分量电压U1a、U1b和U1c。
由于电能表电流线圈和用电负载通过的是同一电流，而二者所施加的电压却不是同一电压，所以二者通过的复功率必然是不一样的。
通过用电负载的复功率S和电能表的复功率S´分别为：
S＝Sa＋Sb＋Sc＝Ua0Ｉa＋Ub0Ｉb＋Uc0Ｉc
＝U1aＩa＋U1bＩb＋U1cＩc ＋3U0Ｉ0 （3）
S´＝U1aＩa＋U1bＩb＋U1cＩc 通过对配电变压器零序等值电路图和
相量图的分析可知，Ｕ0与Ｉ0 之间的相位（4）
差Φ0恒大于∏/2，即△P恒为正值。因此说，用式（4）减去式（3）得复功率绝对误
如果安装在配电变压器低压侧的3×差△S＝S´－S＝3U0Ｉ0 ，△S实际上是零序
380/220V的三相四线式有功电能表不接或电流Ｉ0 在通过配电变压器零序激磁电阻
断开00´连接，则该电能表所计量的有功电Rom（他模拟了Ｉ0的涡流和磁滞损失）和
量恒大于用电负载实际消耗，因为他是用电二次绕组直流电阻Rδ时
负载实际消耗的有功功率与配电变压器零（运行）和黑园乙线（备用）入口侧。
序有功功率损耗两者之和。由此可见，00´ 产生的零序有功损失。取△S实部（有
连接线的存在对保证三相四线式电能表准功部分）即得出在没接或断开00´连线时，
确可靠地计量具有不可忽视的重要作用。 三相四线式电能表计量的绝对误差
综合上述比较分析后，可知为了保证电△P＝－3U0Ｉ0cosф0
能计量装置的计量准确性和可靠性，三相三式中，ф0为Ｉ0与Ｕ0间的相位差。由
线式计量装置应选定图2连接方式；三相四此引起的计量附加误差
线式计量装置应选定图4连接方式。 r（%）＝[(－3U0Ｉ0ф0) /（Ua0Ｉa cosфa+Ub0
Ｉbcosфb+Uc0Ｉ0 cosфc）]×100% 2、两种不同设计选型和接线方式的电
量比对考核 (5)
我局园区变主接线和电能计量装置示在这里必须特别指出，r是系统误差而
意框图如附图所示。其中10kV系统采用主不是随机误。
变中性点直接接地方式，关口计量点设置在由式（5）可知，r的正负符号取决于零
黑园甲线（运行）和黑园乙线（备用）入口
序相位ф0的取值范围。若Φ0 ＝∏/2，则
侧。△P＝0；若0 ≤Φ0。
两种不同高压电能计量装置的电量比
对考核具体做法是将采用图3所示接线方式的二元件三相三线式高压电能表对应接入采用图2接线方式的三元件三相四线式高压
电能计量装置TV、TA二次回路中，在同一现场运行负荷条件下比对两者计量结果的差异。其电量比对考核结果详见附表所示。
[附表] 园区变黑园甲线三相四线与三相三线电能计量装置计量结果比对考核
从上列附表中可以看出：
(1) 二元件三相三线式电能计量装置全年累计电量的更正率为3.03%，两者计量结果的误差已达到不能允许的程度，
(2) 每段考核期间的电量更正率，随着负荷变化形成的中性点接地电流大小呈现明显变动。
致谢！
参 考 文 献
[1] 孙大为，李冬华，哈尔滨城网10kV系统中性点接地方式的分析，供用电通讯，1999(2): 2～3
[2] 何利余、李世富. 小电流接地系统消弧线圈的投入对电能计量的影响及其改进意见. 电测与仪表，1980(1)：26～28.
[3] 邵长盛，李来伟. 关于高压电能计量中电能选用的探讨. 电测与仪表，1991(12)：14～15.
[4] 洪耀鹏. 中性点有效接地系统采用三相三线二元件电能表计量电能的误差分析及对策. 电气市场，2002 (7) ：32～33.
[5] DL / T448－2000电能计量装置技术管理规程.
3 结语
通过上述理论分析探讨和电量比对考核证明，在中性点接地电流存在的条件下定用图1这种现行高压电能计量装置及其接线方式，对其计量结果准确性和可靠性的影响是不容置疑的， 而它的正负和大小是随机而变的，现已达到了不容忽视的程度，应尽快纳入改造工程计划日程。为此，提出如下两项改进建议：
(1) 对现行的10～500kV电网中高压电能计量装置，应制订年度计量改进工程计划，分批按照有关规程规定要求，选定图4高压电能计量装置及其接线方式，完成改造工程任务。
(2) 认真把好设计审核、安装施工和竣工验收三大关口，严格保证其计量改造工程质量达到规定要求，确保高压电能计量装置计量结果的准确性和可靠性。
作者简介：
王彪（1960--）男，毕业于东北农业大学，高级工程师。长期从事电力系统管理工作。
张德军（1966--）男，毕业于东北电力大学，高级工程师，长期从事电能计量专业管理工作和营销专业研究。 电子邮箱：[email protected]
关于高压电能计量装置设计选型
和接线方式问题的探讨
王 彪 张德军
黑龙江省黑河电业局，黑龙江省黑河市通江路61号，邮编164300
About high-pressure electric energy metering device Design selection and wiring way question discussion
Wangbiao Zangdejun
Heilongjiang province, heihe power bureau, Heilongjiang heihe tongjiang lk 61 number,
Zip164300
方式（如图1所示）。
～
high-pressure energy metering device design selection 注 [24] 。 and wiring way on the measurement results the 在三相电力系统中,若ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ influence of veracity and reliability are analyzed and ＝0， discussed and the performance of both two kinds of 则Ｐ＝UabＩa＋UcbＩc （1） different high voltage electricity measurement device 若ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＝Ｉ０ ， design selection and wiring way compares the real 则Ｐ＝UabＩa＋UcbＩc＋U０bＩ０ project assessment power. （2）
比较式（1）与式（2）显然可见，采用KEY WORD： Design selection； Connection
两元件三相三线式电能计量装置是无法计mode ； neutral-point earthing ways ； accuracy ；
入式（2）中的第3项即U０bＩ０的，因而造reliability ；
成了计量的附加误差。 than ；assessment
由上述分析探讨可以说明，这个计量系
摘 要：针对在线运行高压电能计量装置设计选型统附加误差总是客观存在的，而是他的正负和接线方式对其计量结果准确性和可靠性的影响和大小随机而变，已经达到了不能容许的程进行了分析探讨，并对改进前后两种不同的高压电度。因此，在中性点非绝缘接地方式的电力能计量装置设计选型和接线方式的实计电量进行系统中，只有采用三元件三相四线式高压电比对考核。 能计量装置
才能万无一失的保证电能计量结果准
关键词：设计选型 接线方式 中性点接地方式
确可靠。
准确性 可靠性 比对 考核
伴随着高压电网结构的发展和用户负载性质的变化，高压供电网现已广泛采用中0 序言
性点非绝缘（直接接地、低电阻接地和消弧长期以来，在线高压电能计量装置的设
线圈接地）接地方式[1]。中性点接地电流，计选型一律采用两元件三相三线式电能计
对高压电能计量装置计量结果准确性和可量装置，其接线方式绝大多数采用简化接线
ABSTRACT：According to the online operation
靠性的影响，现已达到不可忽视的程度。
为此，本文针对在线高压电能计量装置和接线方式，对其计量结果准确性和可靠性的影响程度进行分析探讨，并对改进前后两种不同的高压电能计量装置设计选型及其接线方式进行实计电量比对考核，供大家参考。
1.2 高压电能计量装置接线方式问题的分析
在选定三相电能计量装置之后，对其电压、电流互感器的接线方式及其二次回路之间的连接方式如何进行选择，将会直接影响电能计量结果的准确性和可靠性。下面将这
［］
一问题并结合有关规程规定5和工作实践进行简要分析比较。
1.2.1 三相三线式计量装置的接线方式
三相三线式计量装置的2台TA和2台TVB均应采用V/V0-12接线组别，其一次侧接地方式与系统接地方式相一致。他们与三相三线式电能表的连接方式如图1所示，可采用6线（即a、b、c电压3线和a、b、c电流3线）和图2所示，可采用7线（即a、b、c电压3线和a、b、c电流4线）两
种连接方式
1 高压电能计量装置设计选型和接线方式问题的分析
1.1 高压电能计量装置设计选型问题的分析
在中性点非绝缘接地（直接接地、低电阻接地和经消弧线圈接地）方式的电力系统中，由于电网三相结构不对称、三相负荷不平衡或补偿不完全等原因，中性点接地电流总是是存在的。供电网中性点接地方式的改变对电能计量结果影响的问题日已日益引起人们的广泛关
图1 6线连接方式示意图
图2 7线连接方式示意图
6线是7线简化接线，两者的电压二次回路连接方式是完全一致的，而电流二次回路连接方式却是不相同的。下面就其不同之处作如下分析。
(1) 现行的6线比7线连接方式虽然只少一根电流共用导线，但由于这根共用导线中流过A相和C相的合成电流并产生压降，
致使A相和C相TA和C相TA实际二次负荷的大小和功率因数发生很大改变，所以其实际计量误差与试验定结果有较大的差别。
（2）采用7线连接方式只能形成a、c两相电流接入电能表，而采用现行的6线连接方式却形成a、b、c三相电流接入电能表，无疑，
式相一致。他们与三相四线电能表的连接方这将会增加电能表错误接线的可能性，
式如图3所示，可采用8线（即a、b、c、0同时也会给现场计量装置接线正确性的判
电压4线和a、b、c、0电流4线）和图4断和分析带来许多困难。
所示，可采用12线（a、b、c、a0、b0 、c01.2.2 三相四线式计量装置的接线方式
电压6线和a、b、c、a0、b0 、c0电流6线）三相四线式计量装置的3台电压互感器
两种连接方式。 和3台电流互感器均应采用Ｙ０／Ｙ０－12
接线组别，其一次侧接地方式与系统接地方
图3 8线连接方式示意图
图4 12线连接方式示意图
(1) 8线是12线的简化接线。这种连接方式虽然节省了二次电缆，但却延长了流程，增加了不少接点，因而他是一种间接连接方式。由于接触电阻远远大于其导线电阻且变动很大，所以他不仅加重了电流互感器二次负载、加大了电压互感器二次回路的压降，而且影响了互感器二次回路的可靠性。
(2) 12线连接方式中三相四线式电能表各元件电压线圈公用端点0´与电压互感器中性点0之间是采用3根导线进行连接的，故能进一步保证电能表计量的准确性和可靠性。8线连接方式中三相四线式电能表各电压线圈公用端子0´与互感器中性点0之间却只采用了1根导线作为共用连接线，容易引入计量附加误差。因为如果没接这一根共
用连接线或因故造成断线，那么在三相电压和电流都不对称的情况下，三元件电能的电压线圈就构成了相当于没有中线的一组阻抗很大的对称星形负载，故其相电压中不包含零序电压U0。即施加在电能表电压线圈上的只有正序分量电压U1a、U1b和U1c。
由于电能表电流线圈和用电负载通过的是同一电流，而二者所施加的电压却不是同一电压，所以二者通过的复功率必然是不一样的。
通过用电负载的复功率S和电能表的复功率S´分别为：
S＝Sa＋Sb＋Sc＝Ua0Ｉa＋Ub0Ｉb＋Uc0Ｉc
＝U1aＩa＋U1bＩb＋U1cＩc ＋3U0Ｉ0 （3）
S´＝U1aＩa＋U1bＩb＋U1cＩc 通过对配电变压器零序等值电路图和
相量图的分析可知，Ｕ0与Ｉ0 之间的相位（4）
差Φ0恒大于∏/2，即△P恒为正值。因此说，用式（4）减去式（3）得复功率绝对误
如果安装在配电变压器低压侧的3×差△S＝S´－S＝3U0Ｉ0 ，△S实际上是零序
380/220V的三相四线式有功电能表不接或电流Ｉ0 在通过配电变压器零序激磁电阻
断开00´连接，则该电能表所计量的有功电Rom（他模拟了Ｉ0的涡流和磁滞损失）和
量恒大于用电负载实际消耗，因为他是用电二次绕组直流电阻Rδ时
负载实际消耗的有功功率与配电变压器零（运行）和黑园乙线（备用）入口侧。
序有功功率损耗两者之和。由此可见，00´ 产生的零序有功损失。取△S实部（有
连接线的存在对保证三相四线式电能表准功部分）即得出在没接或断开00´连线时，
确可靠地计量具有不可忽视的重要作用。 三相四线式电能表计量的绝对误差
综合上述比较分析后，可知为了保证电△P＝－3U0Ｉ0cosф0
能计量装置的计量准确性和可靠性，三相三式中，ф0为Ｉ0与Ｕ0间的相位差。由
线式计量装置应选定图2连接方式；三相四此引起的计量附加误差
线式计量装置应选定图4连接方式。 r（%）＝[(－3U0Ｉ0ф0) /（Ua0Ｉa cosфa+Ub0
Ｉbcosфb+Uc0Ｉ0 cosфc）]×100% 2、两种不同设计选型和接线方式的电
量比对考核 (5)
我局园区变主接线和电能计量装置示在这里必须特别指出，r是系统误差而
意框图如附图所示。其中10kV系统采用主不是随机误。
变中性点直接接地方式，关口计量点设置在由式（5）可知，r的正负符号取决于零
黑园甲线（运行）和黑园乙线（备用）入口
序相位ф0的取值范围。若Φ0 ＝∏/2，则
侧。△P＝0；若0 ≤Φ0。
两种不同高压电能计量装置的电量比
对考核具体做法是将采用图3所示接线方式的二元件三相三线式高压电能表对应接入采用图2接线方式的三元件三相四线式高压
电能计量装置TV、TA二次回路中，在同一现场运行负荷条件下比对两者计量结果的差异。其电量比对考核结果详见附表所示。
[附表] 园区变黑园甲线三相四线与三相三线电能计量装置计量结果比对考核
从上列附表中可以看出：
(1) 二元件三相三线式电能计量装置全年累计电量的更正率为3.03%，两者计量结果的误差已达到不能允许的程度，
(2) 每段考核期间的电量更正率，随着负荷变化形成的中性点接地电流大小呈现明显变动。
致谢！
参 考 文 献
[1] 孙大为，李冬华，哈尔滨城网10kV系统中性点接地方式的分析，供用电通讯，1999(2): 2～3
[2] 何利余、李世富. 小电流接地系统消弧线圈的投入对电能计量的影响及其改进意见. 电测与仪表，1980(1)：26～28.
[3] 邵长盛，李来伟. 关于高压电能计量中电能选用的探讨. 电测与仪表，1991(12)：14～15.
[4] 洪耀鹏. 中性点有效接地系统采用三相三线二元件电能表计量电能的误差分析及对策. 电气市场，2002 (7) ：32～33.
[5] DL / T448－2000电能计量装置技术管理规程.
3 结语
通过上述理论分析探讨和电量比对考核证明，在中性点接地电流存在的条件下定用图1这种现行高压电能计量装置及其接线方式，对其计量结果准确性和可靠性的影响是不容置疑的， 而它的正负和大小是随机而变的，现已达到了不容忽视的程度，应尽快纳入改造工程计划日程。为此，提出如下两项改进建议：
(1) 对现行的10～500kV电网中高压电能计量装置，应制订年度计量改进工程计划，分批按照有关规程规定要求，选定图4高压电能计量装置及其接线方式，完成改造工程任务。
(2) 认真把好设计审核、安装施工和竣工验收三大关口，严格保证其计量改造工程质量达到规定要求，确保高压电能计量装置计量结果的准确性和可靠性。
作者简介：
王彪（1960--）男，毕业于东北农业大学，高级工程师。长期从事电力系统管理工作。
张德军（1966--）男，毕业于东北电力大学，高级工程师，长期从事电能计量专业管理工作和营销专业研究。 电子邮箱：[email protected]