電能計量(包括錯誤接線分析)和計量分析畢業(yè)設(shè)計論文

1、福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 題目： 電能計量（包括錯誤接線分析）和計量分析專 業(yè)： 發(fā)電廠及電力系統(tǒng)年 級： 10（三）電力1班學(xué)生姓名： XXX學(xué) 號：XXXX指導(dǎo)教師：XXX電力工程系 2012年11月28 日電能計量（包括錯誤接線分析）和計量分析摘要電，已成為人類社會生存和發(fā)展進步所不可缺少的一種重要能源受到廣泛利用和依賴。它的發(fā)現(xiàn)和利用給人類帶入了一個嶄新的飛速發(fā)展的時代，它作為一種能源不僅給人類帶來光明，更重要的是醞釀并推動了現(xiàn)代化大生產(chǎn)和現(xiàn)代科技，為人類創(chuàng)造了輝煌的物質(zhì)文明和精神文明，使人類進入了現(xiàn)代化時代。電力生產(chǎn)和其他產(chǎn)品的生產(chǎn)不一樣，其特點是發(fā)、供、用這三個部門連成一個系統(tǒng)

2、，不能間斷的同時完成，而且是互相緊密聯(lián)系缺一不可，他們互相如何銷售，如何經(jīng)濟計算，就需要一個計量器具在三個部門之間進行測量計算出電能的數(shù)量，這個裝置就是電能計量裝置，沒有它，發(fā)、供、用三個方面就無法進行銷售、買賣，所以電能計量裝置在發(fā)、供、用的地位十分重要。本文進行了電能計量方式及錯誤接線的分析。文章先講述了課題的背景及意義，其次分析了電能計量裝置，并對電能計量原理進行了分析，講述了電壓互感器、電流互感器及電能表的原理，文章最后對電能計量裝置的錯誤接線方式進行了分析。關(guān)鍵詞：電能計量；計量裝置；錯接線；電壓互感器；電流互感器目 錄1 緒論.1 1. 1 課題的背景.1 1. 2 課題的意義.1

3、2電能計量的基本概念.2 2. 1 電能計量原理.2 2. 1. 1 電壓互感器.2 2. 1. 2 電流互感器.3 2. 1. 3 電能表.42. 2 電能計量裝置概述與計量方式.6 2. 2. 1 電能計量裝置基本概念.7 2. 2. 2 計量裝置的計量方式.83 電能計量裝置錯誤接線方式分析.10 3. 1 概述10 3. 2 錯誤接線方式的確認(rèn)11 3.3 本章小結(jié).134 電能計量概述.144. 1 電能的計量分析.144. 1. 1 有功電能的計量14這也太難看了！2. 1. 2 無功電能的計量205 結(jié)論.26參考文獻.26致謝.271緒論1.1 課題的背景隨著社會主義市場經(jīng)濟的

4、日益完善，我國經(jīng)濟得到持續(xù)而快速的發(fā)展，社會用電量日益增加。社會經(jīng)濟的發(fā)展為電力市場提供了廣闊的發(fā)展空間，電能已成為經(jīng)濟建設(shè)中十分重要的能源。為準(zhǔn)確預(yù)測電能的供求變化，合理的計收用戶電費，電能計量已被電力企業(yè)重視。電能計量作為計量工作的一個重要組成部分，是電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理及電網(wǎng)安全運行的重要環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平和管理水平不僅事關(guān)電力工業(yè)的發(fā)展和電力企業(yè)的形象而且影響電能貿(mào)易結(jié)算的公平、公正和準(zhǔn)確、可靠，關(guān)系到電力企業(yè)、廣大電力客戶和老百姓的利益。電能表的計量準(zhǔn)確性可以通過電能計量檢定機構(gòu)的校驗得到保證，而現(xiàn)場接線的準(zhǔn)確性，不僅僅取決于裝表人員的工作責(zé)任心、業(yè)務(wù)水平及工作的熟練程度，而且由于電力

5、客戶法律、法規(guī)意識淺薄、有意竊電，致使計量裝置錯誤接線，直接影響到計量的準(zhǔn)確性。1.2 課題的意義當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展迅速，為了保證電力工業(yè)生產(chǎn)、電能計量能安全、可靠、準(zhǔn)確和經(jīng)濟地行，我們必須依靠安裝在電力生產(chǎn)現(xiàn)場上的能測量壓，電流、功率、電能等參數(shù)的儀器儀表來保證。電能計量是進行電能交易的“秤”，供用電雙方都很重視。電能計量是否準(zhǔn)確，除了與電能計量裝置的準(zhǔn)確有關(guān)之外，還與計量回路接線是否正確密切關(guān)系。如果由于電能表本身的誤差和超差，使電能計量產(chǎn)生的誤差一般只有百分之幾百，這會給用戶或供電企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失。為了把握好電能計量這一重要環(huán)節(jié)，確保電能計量的準(zhǔn)確、可靠具有十分重要的意義。電能表是電

6、能計量的核心部分和基本量具,其計量準(zhǔn)確度直接關(guān)系到電能計量的精度。2 電能計量的基本概念2.1 電能計量原理2.1.1 電壓下面的內(nèi)容是介紹互感器，請把“電壓”刪去！互感器電能計量裝置由電壓互感器(PT)、電流互感器(CT)、電能表以及二次回路等組成。從原理上看，互感器就是一種容量小、用途特殊的變壓器。在電氣測量中，測量儀器有時無法對被測的高電壓和大電流進行直接測量，這時就需要把高電壓和大電流變換成低電壓和小電流再進行測量，互感器就是這樣一種具有變換作用的儀器?；ジ衅鞒司哂凶儞Q的作用外還具有以下優(yōu)點：由于互感器隔離了高電壓和大電流，從而能夠保證測量儀表與測試人員的安全；互感器采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化

7、輸出量程：如電壓互感器二次電壓為100V或100/3少個根號！V，電流互感器二次電流為5A，讓接在互感器后的電能表采用統(tǒng)一的規(guī)格，有利于儀表的批量生產(chǎn)和使用。因此，測量互感器在電力系統(tǒng)中的得到了廣泛應(yīng)用。1、 電壓互感器的工作原理電壓互感器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一臺降壓變壓器，由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等組成。它把高電壓變換成低電壓，供給測量儀表和繼電保護裝置，以保證測量儀表與測試人員的安全。電壓互感器二次額定電壓為100V或100/3V。電壓互感器的一次繞組與高壓電力線路連接，二次繞組與計量儀表電壓回路并聯(lián)，因此，一次繞組的匝數(shù)多，二次繞組的匝數(shù)少。電壓互感器示意圖如圖2-l。

8、圖2-1電壓互感器接線圖2、 電壓互感器的接線方式電壓互感器的接線方式主要有以下幾種：(l) 電壓互感器的叨v接法(不完全星形接法)V接法廣泛地應(yīng)用于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)，特別是10kV三相系統(tǒng)。因為它既能節(jié)省一臺電壓互感器，又可滿足三相有功電能表、無功電能表和三相功率表所需的線電壓。儀表電壓線圈一般是接于二次側(cè)a、b間和c、b間。這種接法的缺點是：不能測量相電壓；不能接入監(jiān)視系統(tǒng)絕緣狀況的電壓表。(2) 電壓互感器的Y/yn接法Y/yn接法是用一臺三相三柱式電壓互感器，也可用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組。這種接法多用于小電流接地的高壓三相系統(tǒng)。

9、此種接法的缺點是：當(dāng)二次負(fù)載不平衡時，可能引起較大的誤差；并且為了防止高壓側(cè)單相接地故障，高壓側(cè)中性點不允許接地，故不能測量對地電壓。(3) 電壓互感器的YN/yn接法此種接法多用于大電流接地系統(tǒng)時，常采用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組。此種接法優(yōu)點是：由于高壓側(cè)中性點接地，故可降低絕緣水平，使成本降低；電壓互感器繞組是按相電壓設(shè)計的，故既可測量線電壓，又可測量相電壓。此外，二次側(cè)增設(shè)的開口三角形接地的輔助繞組，可構(gòu)成零序電壓過濾器供繼電保護等使用。2.1.2 電流互感器（1）、電流互感器的工作原理電流互感器的結(jié)構(gòu)與電壓互感器一樣，也是由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等

10、組成。在高壓電力計量系統(tǒng)中，電流互感器是一種重要電器設(shè)備，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)元件，被廣泛應(yīng)用于繼電保護、系統(tǒng)監(jiān)測和系統(tǒng)分析中。電流互感器是一種電流變換裝置，它把大電流變換成小電流，供給測量儀表和繼電保護裝置，以保證測量儀表與測試人員的安全。電互？感器二次額定電流為5A和1A。（2）、電流互感器使用注意事項a 極性連接要正確電流互感器的極性，一般是按減極性標(biāo)注的。對于電流互感器而言，就是一次電流11？和二次電流I：？相對于各自繞組的同名端瞬時方向恰好相反，即一次電流流入互感器時，二次從互感器流出，這樣的極性稱為減極性。如果電流互感器的極性連接不正確，不僅會造成計量錯誤，而且，當(dāng)同一線

11、路有多個電流互感器并聯(lián)時，還可能造成短路事故。為了不使接線搞錯，對于單電流比的電流互感器，其極性標(biāo)志規(guī)定為：一次繞組出線端首端標(biāo)為Ll，末端標(biāo)為1；二次繞組出線端首端標(biāo)為K，末端標(biāo)為0。b 運行中的電流互感器二次回路不允許開路電流互感器工作時，二次回路始終是閉合的，但因測量儀表和保護裝置的串聯(lián)繞組阻抗很小，其工作情況接近短路狀態(tài)，當(dāng)電流互感器開路時，將在二次繞組產(chǎn)生很高的電壓，威脅人身安全，造成儀表、保護裝置、互感器二次絕緣損壞。并且電流互感器二次回路必須接地，以防止一次絕緣擊穿時，高電壓竄入二次繞組威脅人身和設(shè)備安全。2.1.3 電能表電能表是電能計量裝置的核心設(shè)備，它專門用于計量負(fù)荷消耗的

12、電能。目前，我國使用最廣的電能表是感應(yīng)式電能表和電子式電能表。感應(yīng)式電能表是利用電磁感應(yīng)原理工作的，它主要由驅(qū)動元件(電壓元件和電流元件)、轉(zhuǎn)動元件(轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸)、制動元件、軸承和計度器等部件組成。當(dāng)電壓和電流通過驅(qū)動元件時，所產(chǎn)生的與有功功率成正比的電磁力矩驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤的累積轉(zhuǎn)數(shù)就可以表示消耗的電能。感應(yīng)式電能表由于具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、價格便宜等優(yōu)點，一直被廣泛應(yīng)用。電子式電能表是通過將功率轉(zhuǎn)換成為標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸出，然后對脈沖累積以測量電能的計量裝置。電子式電能表主要由采樣元件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、班乘法器、電壓/頻率轉(zhuǎn)換器和計度器等部件組成。電子式電能表工作時，首先讓所采樣的電壓和電流分別

13、經(jīng)過各自的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入乘法器，由乘法器將電壓和電流的瞬時值相乘，然后就輸出一個與一定時間內(nèi)的平均功率成正比的直流電壓U0，再通過電壓/頻率轉(zhuǎn)換器將U0轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖頻率f0，這樣f0就正比于平均功率，最后將f0分頻后，通過計數(shù)器的記數(shù)，得到相應(yīng)的電能數(shù)值。電子式電能表具有準(zhǔn)確度高、體積小、重量輕、功能多等優(yōu)點，正在得到日益廣泛的應(yīng)用。而具有的顯示、存貯和輸出數(shù)據(jù)等功能，更可以用于電腦全自動抄表、計費和檢測，所以更得到了計量部門的青睞。一、這里不可用此編號！請見格式要求編排！按結(jié)構(gòu)和工作原理分：電氣機械式電能表、電子式和機電一體式電能表。1、

14、電氣機械式電能表又分為:電動系電能表：是用來測量直流電能的電能表。它相當(dāng)于把電動系功率表的游絲去掉，加上換向裝置，讓其可動線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動，從而進行電能測量。由于電動系電能表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，所以對于需要量大、用來測量交流電能的電能表不宜采用電動系結(jié)構(gòu)。感應(yīng)系電能表：是用于測量交流電能的儀表。2、常使用的幾種類型的電子式電能表1）、刪去！預(yù)付費電能表 IC卡式預(yù)付費電能表：由于IC卡表存在著一個面向用戶完全開放的插口，用戶可用多種方法攻擊IC卡而造成死機、數(shù)據(jù)混亂。此外由于受到成本限制，IC卡使用的密碼容量有限，而容易解密，甚至出現(xiàn)偽造，為此電力部門曾專門指出“一戶一表”不宜用IC卡表。 直接購電

15、式予付費電能表：用戶到供電或物業(yè)管理部門去買電，而供電或物業(yè)管理部門采用遠控或手持售電機，將購電量直接注入到用戶的電表內(nèi)。沒有面向用戶的插口。2）電子式多費率電能表 所謂多費率電能表也稱復(fù)費率電能表或稱之為分時計量電能表。它是根據(jù)每天用電的峰、平、谷的實際情況，分時段地進行計量，以作為分時電價結(jié)算的依據(jù)。二、根據(jù)測量對象的不同，電能表可分為有功電能表和無功電能表兩類。三、根據(jù)電能表的準(zhǔn)確度不同，可分為普通電能表（0.5、1.0、2.0、3.0）和用于校驗普通電能表的標(biāo)準(zhǔn)電能表（0.01、0.02、0.05、0.1、0.2）。S級電能表與非S（special的縮寫）級電能表的主要區(qū)別在于對輕負(fù)荷

16、計量的準(zhǔn)確度要求不同。非S級電能表在5Ib（Ib為基本電流）以下沒有誤差要求，而S級電能表在1Ib120% Ib時就可以滿足誤差要求四、按照用途不同，電能表分為普通使用的電能表和作特殊使用的特種電能表。特種電能表有以下幾種：（）用來自動監(jiān)視并控制用電單位日用電量及電能計量控制的電力定量器。（）附帶有測量在一定積算周期內(nèi)最大平均功率指示器的最大需量電能表。（）測量線路損耗的銅損電能表（如DD14-2型）。（）測量大型含鐵心電器（如變壓器）鐵心損耗的鐵損電能表（如DD14-1型）。五、電能表的常數(shù)和額定電壓 電能表常數(shù)：是指電能表計量1kWh電能時所對應(yīng)的鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)。如：3000r/kWh。 電能

17、表的額定電壓：是指電能表接入電路的電壓，用Ue表示 單相表為220V； 三相三線表為3×380V； 三相四線表為3×220V380V； 若經(jīng)TV接入，還應(yīng)標(biāo)明TV的變比，如3×6000/100V2.2電能計量裝置概述與計量方式電能計量裝置的發(fā)展概況為什么居中？注意一級級標(biāo)題編號！電能表在世界上的出現(xiàn)和發(fā)展已有一百多年的歷史， 最早的電能表是1881年根據(jù)電解原理制成的，盡管這種電能表每只重達幾十公斤，十分笨重，又無精度的保證，但是，當(dāng)時仍然被作為科技界的一項重大發(fā)明受到人們的重視和贊揚，并很快地在工程上采用了它，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，1888年，交流電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，

18、又向電能表的發(fā)展提出了新的要求。經(jīng)過科學(xué)家的努力，感應(yīng)式電能表誕生了。由于感應(yīng)式電能表具有結(jié)構(gòu)簡單、操作安全、價廉、耐用、又便于維修和批量生產(chǎn)等一系列優(yōu)點，所以發(fā)展很快。我國交流感應(yīng)式電能表是在20世紀(jì)50年代從仿制外國電能表開始生產(chǎn)，經(jīng)過二十多年的努力，我國的電能表的制造已具備相當(dāng)?shù)乃胶鸵?guī)模，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和對交流感應(yīng)式電能表過負(fù)荷能力、使用壽命的要求。我國在80-90年代開始了對長壽命電能表、機電一體化電能表（半電子式電能表）、全電子式電能表、多功能全電子式電能表、預(yù)付費電能表、復(fù)費率電能表、最大需量表、損耗電能表等的研制生產(chǎn)，目前已開始使用。而國外生產(chǎn)的電能表，由于機械加工、工藝

19、等方面比我國先進，所以他們生產(chǎn)的電能表都是較為準(zhǔn)確和壽命較長。 2.2.1 電能計量裝置基本概念（一）定義：電力的生產(chǎn)和其他產(chǎn)品的生產(chǎn)不同，其特點是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這三個部門是連成一個系統(tǒng)，不間斷地同時完成，而且是相互緊密聯(lián)系缺一不可，而它們之間電量如何銷售，如何經(jīng)濟計算，那就需要一個計量器具在三個部門之間進行測量計算出電能的數(shù)量，這個裝置就是電能計量裝置。沒有它，在發(fā)、供、用電三個方面就沒法進行銷售、買賣，所以電能計量裝置在發(fā)、供用電的地位是十分重要的。我們把電能表和與其配合使用的互感器以及電能表到互感器二次回路接線統(tǒng)稱為計量裝置。它的作用：電既是電力企業(yè)的產(chǎn)品，又是商品，

20、其交易過程必須遵循市場規(guī)律，做到買賣公平。電能計量裝置的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到各項電業(yè)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的準(zhǔn)確計算、營業(yè)計費的準(zhǔn)確性和公平性，關(guān)系到電力工業(yè)的發(fā)展、國家與電力用戶的合法權(quán)益。（二）電能計量裝置的組成部分及要求：電能計量裝置由電能表、互感器、二次回路三部分組成1、電能表：是電能計量裝置的核心部分，它起著計量負(fù)載消耗或電源發(fā)出的電能的作用。2、互感器：在高電壓、大電流的系統(tǒng)中，必須通過電壓、電流互感器將高電壓、大電流變換成低電壓、小電流再接入電能表進行測量?；ジ衅鞯淖饔糜袃牲c：1）降低儀表絕緣強度、保證人身安全；2）擴大了電能表的量程、減小了儀表的制作規(guī)格。3、二次回路：電能表二次回路的作

21、用：通過導(dǎo)線將電能表和互感器連接，易于工作人員監(jiān)測。但二次回路會對電能計量裝置的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。對電能計量裝置的要求:1）電力系統(tǒng)具有跨區(qū)、跨省聯(lián)網(wǎng)運營的自然特性，要求整個系統(tǒng)內(nèi)的電能計量值準(zhǔn)確統(tǒng)一；2）電力生產(chǎn)具有發(fā)、供、用電同時完成的特性，要求電能計量裝置是在線的、不間斷的，又必須準(zhǔn)確可靠；3）電能計量工作要遵守電力系統(tǒng)的安全運行規(guī)則，要求電能計量裝置與其他電氣設(shè)備必須配套，并連接成網(wǎng)絡(luò)運行；4）電能計量是電力營銷的重要環(huán)節(jié)，要求應(yīng)當(dāng)公正、誠信；5）從發(fā)電廠到用戶，電的傳輸與測量是通過電能計量裝置來測量發(fā)電量、廠用電量、供電量以及售電量等，隨著電子和計算機技術(shù)的發(fā)展和電力系統(tǒng)自動化水平的提

22、高，實現(xiàn)了遠方抄表和電能計量管理系統(tǒng)，其目的是更好地為生產(chǎn)調(diào)度和電力企業(yè)經(jīng)濟核算服務(wù)有些內(nèi)容前面一提及，不要重復(fù)?。ㄈ╇娔苡嬃垦b置的分類：現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程規(guī)定，運行中的計量裝置按其所計量電能多少和計量對象的重要性分為5類。類：月平均用電量500萬kW及以上或受電變壓器容量為10MVA以上的高壓計費用戶；200MW及以上的發(fā)電機(發(fā)電量)、跨省(市)高壓電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間的互饋電量交換點，省級電網(wǎng)經(jīng)營與市(縣)供電企業(yè)的供電關(guān)口計電量點的計量裝置。類：月平均用電量100萬kW及以上或受電變壓器容量為2MVA及以上高壓計費用戶，100MW及以上發(fā)電機(發(fā)電量)供電企業(yè)之間的電量交換點的計量裝置。類：月

23、平均用電量10萬kW及以上或受電變壓器容量315kVA及以上計費用戶，100MW以上發(fā)電機(發(fā)電量)、發(fā)電廠(大型變電所)廠用電、所用電和供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計量點，考核有功電量平衡的100kV及以上的送電線路計量裝置。類：用電負(fù)荷容量為315kVA以下的計費用戶，發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟指標(biāo)分析，考核用的計量裝置。類：單相供電的電力用戶計費用的計量裝置(住宅小區(qū)照明用電)。2.2.2 計量裝置的計量方式我國目前高壓輸電的電壓等級分為500(330)、220和110kV。配置給大用戶的電壓等級為110、35、10kV，配置給廣大中小用戶(居民照明)的電壓為三相四線380、220V，獨戶居民照明

24、用電為單相220V。供電局對各種用戶計量方式有3種：(1)高壓供電，高壓側(cè)計量(簡稱高供高計) 指我國城鄉(xiāng)普遍使用的國家電壓標(biāo)準(zhǔn)10kV及以上的高壓供電系統(tǒng)，須經(jīng)高壓電壓互感器(PT)、高壓電流互感器(CT)計時。電表額定電壓：3×100V(三相三線三元件)或3×100/57.7V(三相四線三元件)，額定電流：1(2)、1.5(6)、3(6)A。計算用電量須乘高壓PT、CT倍率。10kV/630kVA受電變壓器及以上的大用戶為高供高計。(2)高壓供電，低壓側(cè)計量(簡稱高供低計) 指35、10kV及以上供電系統(tǒng)。有專用配電變壓器的大用戶，須經(jīng)低壓電流互感器(CT)計量。電表額

25、定電壓3×380V(三相三線二元件)或3×380/220V(三相四線三元件)。額定電流1.5(6)、3(6)、2.5(10)A。計算用電量須乘以低壓CT倍率。10kV受電變壓器500kVA及以下為高供低計。(3)低壓供電，低壓計量(簡稱低供低計) 指城鄉(xiāng)普遍使用，經(jīng)10kV公用配電變壓器供電用戶。電表額定電壓：單相220V(居民用電)，3×380V/220V(居民小區(qū)及中小動力和較大照明用電)，額定電流：5(20)、5(30)、10(40)、15(60)、20(80)和30(100)A用電量直接從電表內(nèi)讀出。10kV受電變壓器100kVA及以下為低供低計。 低壓三

26、相四線制計量方式中，也可以用3只單相電表來計量，用電量是3只單相電表之和。 為達到正確計量，高壓計量裝置要根據(jù)電力系統(tǒng)主接線的運行方式配置。如為了提高供電可靠性，城鄉(xiāng)普遍使用的10kV配電系統(tǒng)，是采用中心點不接地運行方式，應(yīng)配置三相三線二元件電表。為了節(jié)約投資和金屬材料，我國500、220kV的跨省(市)高壓輸電系統(tǒng)，目前普遍使用自耦式降壓變壓器，是中心點直接接地運行方式，應(yīng)配置三相四線三元件電表。城鄉(xiāng)普遍使用的低壓電網(wǎng)是帶有零線的三相四線制供電，要供單相照明(220V)、三相動力(380V)，同時用電，同時計量的應(yīng)配置的三相四線三元件電表以防止漏計。一般居民生活照明用電配置單相電表。3 電能

27、計量裝置錯誤接線方式分析3.1 概述高壓三相三線計量方式的電能計量回路模式如圖3-1和圖3-2所示。圖3-1 電能計量電壓回路圖3-2 電能計量電流回路在圖1、圖2所示的模式中，只考慮了單個三相三線的有功電能表或多功能電子表，而在多數(shù)情況下都是一只感應(yīng)式的有功電能表和一只感應(yīng)式的60度無功電能表，由于感應(yīng)式的60度無功電能表二個電壓元件分別取至UAC和UBC。所以這時的電能計量電壓回路接線圖應(yīng)是如圖3-3所示。圖3-3中，Z1、Z2表示有功電能表的一、二元件的電壓阻抗，Z3、Z4表示無功電能表的一、二元件的電壓阻抗。從對比圖3-1和圖3-3可以看出在電能計量電壓回路發(fā)生故障時(如：壓變高壓熔絲

28、斷線、二次電壓斷線)，所加在有功電能表一、二元件上的電壓會有所不同，這一差別將會影響更正系數(shù)的正確計算，在后面的內(nèi)容中，將進行詳細(xì)的分析。電能計量電流回路相比之下，要比電壓回路簡單些，但在短接電流時誤認(rèn)為只要短接A、C兩相電流。圖3-3 接有60度無功電能表的電能計量電壓回路3.2 錯誤接線方式的確認(rèn)隨著電子科技技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多廠家生產(chǎn)的電能表現(xiàn)場校驗設(shè)備，不僅能測量電壓、電流的幅值大小和功率大小，還能直接顯示出電壓和電流關(guān)系的相量圖。因此，傳統(tǒng)的六角圖相量分析已顯得有些繁瑣對錯誤接線方式的確認(rèn)，我認(rèn)為只要能夠確認(rèn)電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系，確定電能表的錯誤接線就非常簡單。下面舉一例子來說明。如

29、某一用戶處電能表，已知該用戶負(fù)荷功率因素大約在0. 91之間(感性)，用現(xiàn)場校驗儀所測回路相量圖如圖3-4所示。圖3-4 錯誤接線方式圖首先從錯誤接線的相量圖中分析電流與電壓的關(guān)系，由于該戶用電負(fù)荷功率因素為0. 91. 0(感注意格式！性)。那么很容易判斷出Ic電流對應(yīng)Ub電壓，即表示.？Ic電流和Ub電壓，均取自同一相別。而.Ia電流同鄰近的Ub電壓和Ua電壓均不對應(yīng)，因為Ia電流和Ua電壓之間的相位角大于30度，Ia電流和Ub電壓之間的相位角顯容性。而Ia正好對應(yīng)Uc電壓。在電流和電壓的對應(yīng)關(guān)系確定后，就應(yīng)該確定電壓的相序排列情況，由上面的分析可以看出，沒有電流與Ua電壓對應(yīng)，這意味著U

30、a電壓在正確的相量圖應(yīng)該是Ub電壓，在確定了正確的Ub電壓后，其他兩相電壓Ua、Uc，也能夠確定了，即錯誤接線相量圖中Ub電壓對應(yīng)正確相量圖中的Uc電壓、錯誤接線相量圖中Uc電壓對應(yīng)正確相量圖中的Ua電壓。所以現(xiàn)在我們能夠最終確定電能表的接線方式為有功電能表第一元件接入的是Ubc、Ia，Uac、Ic。從上面的分析可以看出，在判斷電能計量裝置錯誤接線方式中，關(guān)鍵是要確定電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系。但在分析錯誤接線方式前，必須要確定用電負(fù)荷的三個因素：A負(fù)荷潮流方向； B負(fù)荷性質(zhì)，即屬于感性負(fù)荷還是容性負(fù)荷。C負(fù)荷大致的功率因數(shù)范圍，這是為了確定電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系，因此這三個因素是進行錯誤接線分析的先

31、決條件。由于負(fù)荷潮流方向問題，涉及面不廣，所以這里著重討論負(fù)荷性質(zhì)及負(fù)荷功率因數(shù)范圍的確定：(1)負(fù)荷性質(zhì)的確定目前我國大多數(shù)用電設(shè)備都是感性負(fù)載，少數(shù)用電設(shè)備為容性負(fù)載。而很多用戶都用了無功補償設(shè)備，如電容器。因此，我們在無法判斷負(fù)荷性質(zhì)時，可以先讓用戶停用電容器等無功補償裝置，使功率因數(shù)在滯后的情況下，進行錯誤接線分析。也可以在變壓器空載情況下進行，盡管這時負(fù)荷較小，但其功率因數(shù)必定滯后，而且功率因數(shù)較差。因為這時的有功功率損耗主要是變壓器的銅耗和鐵耗，相比之下勵磁阻抗所引起的無功功率要大得多，所以功率因數(shù)較差。而在某些情況下：線路過長，而用電負(fù)荷較低，可能導(dǎo)致負(fù)荷性質(zhì)為功率因數(shù)超前，這是

32、因為線路過長導(dǎo)致線路對地之間的電容阻抗變大，從而導(dǎo)致整個負(fù)荷呈容性。(2)負(fù)荷功率因數(shù)范圍的確定照明負(fù)荷功率因數(shù)不會太高，相比之下，動力負(fù)荷的功率因數(shù)要高些大多在0. 8以上。最難判斷功率因數(shù)范圍的是在負(fù)荷處于上下網(wǎng)臨界點時，以及電氣機車負(fù)荷。在無法確定負(fù)荷的實際功率因數(shù)范圍時，除了用前面提到的停用電容器無功補償裝置以及在變壓器空載情況下進行測試外，還可以通過功率對比法來確定負(fù)荷功率因數(shù)，比如可以通過用戶處功率表的一次示值，獲得電能計量回路上大致的二次功率，再通過我們測量所得到的二次電壓、電流幅值，從而獲得大致的功率因數(shù)范圍。當(dāng)然我們選用的參照物可以是線路對側(cè)的電能計量回路的功率示值，也可以是

33、幾條線路或主變另外幾側(cè)的功率疊加值。但這種方法需要負(fù)荷比較穩(wěn)定，有時測量工作需要在多處同時進行，才能保證所測的功率因數(shù)范圍比較準(zhǔn)確。在掌握了判斷錯誤接線方式的方法后，對我們的電能表外場校驗工作很有幫助。比如我們在現(xiàn)場工作中遇到電能計量電流二次回路校驗端子比如C相電流端子損壞，導(dǎo)致現(xiàn)場校驗設(shè)備電流線無法串接入C相電流端子中。這時實際上可以利用N相電流端子，將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電流第一元件串接入N相電流端子，將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電流第二元件串接入A相電流端子中，將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電壓第一元件接入Ubc，而將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電壓第二元件接入Uac。這實際上是靈活運用了判斷錯誤接線方式的思路：我們可以先假設(shè)先將現(xiàn)

34、場校驗設(shè)備的電流第一元件串接入A相電流，而將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電流第二元件串接入N相電流，將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電壓第一元件接入Uab，將現(xiàn)場校驗設(shè)備的電壓第一元件接入Ucb，這時將在現(xiàn)場校驗設(shè)備上出現(xiàn)一個錯誤的電壓。通過這個錯誤的電流、電壓關(guān)系相量圖，我們再根據(jù)判斷錯誤接線方式的方法，確定其錯誤接線方式，再從現(xiàn)場校驗設(shè)備上來糾正錯誤接線，同樣也能正確的校驗電能表。3.3 本章小結(jié)通過以上的分析討論，對于電能計量裝置錯誤接線方式的確定，重點就是要確定電流與電壓的關(guān)系，確定了兩者的關(guān)系，問題就迎刃而解。對于斷電壓的情況，一定要分清電壓互感器的所帶負(fù)載性質(zhì)，以上只討論了一只三相三線的有功電能表和一只60度型

35、的三相三線無功電能表，實際工作可能會遇到更復(fù)雜的情況。同時對于斷電情況，也要分清是電壓互感器一次側(cè)斷熔絲，還是二次回路斷線。在負(fù)荷功率因數(shù)比較穩(wěn)定的情況下，通過電能表現(xiàn)場校驗設(shè)備的電流、電壓替代法來確認(rèn)更正系數(shù)，不失為一種好方法。4 電能計量分析4.1 電能的計量分析4.1.1 有功電能的計量一、 單相有功電能表1、原理接線圖 * * 火線 電源 零線 （直接接入式）圖要按章編號，并要有圖題！以下同！2、功率表達式：有功功率 （90°>>0°） 無功功率3、向量圖Ú Ú i i COS=1.0 COS=0二、 三相電路有功電能計量1）三相四線

36、電路有功電能的計量三相四線電路可看成由三個單相電路組成，所以總的電能為各相電能之和。 因為電能與功率僅差一個時間因子，所以為方便起見，以下用功率表示單位時間內(nèi)的電能。1、原理接線圖： * * * * A B 電源 C 負(fù)荷 N （直接接入式） 負(fù)荷 * * * * CT A B C PT （帶CT、PT接入式）2、功率當(dāng)三相對稱時：相電壓有效值。 ：相電流有效值。該計量電路適用于對稱不對稱電路，對感應(yīng)式電能表，有三元件三盤式、三元件二盤式和三元件單盤式等結(jié)構(gòu)。 當(dāng)三相對稱時，設(shè)：三相的瞬時功率該式表明，正弦三相對稱電路任一時刻的瞬時功率值都等于平均功率，因此，我們可以用任意時刻的采樣值，直接算

37、出平均功率，而不必計算一個周期的平均值。2） 三相三線制有功電能計量1、原理接線圖： * * * * A B 負(fù)荷C （直接接入式） 負(fù)荷 * * * * CT A B C PT （帶CT、PT接入式）2、功率表達式：P=ILULCOSPAB=UABIA COS（30°+）、PCB=UCBIC COS（30°-）所有公式請用數(shù)學(xué)公式編輯器排版！3、向量圖： UAB UCB UA IC IA UC UCA （1）Y型負(fù)載對三相三線制電路，相電壓、不易直接測量，因此用不采用上式直接測量每相的有功電能。但由基爾霍夫定律 ，把 代入上式，可得瞬時功率P=Ia二表法： 當(dāng)三相對稱時：

38、線電壓有效值 ：線電流有效值 平均功率：二表法相量圖 由以上分析，我們可以得到二表法的三相三線有功電能的計量方法 （2） 負(fù)載 利用 Y變換，可以把三角型負(fù)載等效變換成星型負(fù)載，可以得到相同的結(jié)果。 Y變換 二表法適用于對稱和不對稱三相三線制電路有功電能的計量，但不適用三相四線制電路，因為三相四線制電路，當(dāng)三相不對稱時，零線電流、 。二表法成立的前提條件不成立。4.1.2 無功電能的計量為了充分發(fā)揮供電設(shè)備的運行效率，盡量減少無功電能損耗，加強對供電系統(tǒng)的無功測量和監(jiān)管是一項十分重要的工作。本節(jié)所討論的無功計量方法是基于正弦條件下的經(jīng)典方法。若用于諧波條件下，將會產(chǎn)生很大的計量誤差，這一點需要

39、特別注意。一、？三相無功電能計量1） 三相四線電路無功電能的計量無功電能 ：當(dāng)三相對稱時： 特別在三相對稱條件下，瞬時無功，式中：是無功電流。該式說明三相四線電路的瞬時無功功率是在三相負(fù)載與電源之間進行交換，并且在任意時刻三相瞬時無功之和為零，但由于交換需要經(jīng)過電源進行。因此它仍需要占用供電設(shè)備的容量。1、原理圖負(fù)荷 CT A B C PT （帶CT、PT接入式）2、功率表達式:Q=3IULSinQ1=UBCIA COS（90°-）、Q2=UCAIB COS（90°-）、Q3=UABIC COS（90°-）3、向量圖： UAB UAO IC IA UCO UCA

40、IB UBO UBC（1） 跨線法采用跨相法，可以使用有功電能表來對無功電能進行計量 。三表跨相法原理圖 三表跨相法相量圖 三相對稱時：只要除即可得到無功功率。該測量方法適用于三相四線制，三相三線制對稱不對稱電路。（2）90º 無功電能表 在三相四線制無功電能測量中，最常用的就是90º無功電能表 90º 無功電能表原理圖 90º 無功電能表相量圖 90º 無功電能表由兩個測量單元組成，獨具特色的是每個電流元件流過的電流是兩個線電流之差，對感應(yīng)式電度表，只須在電流元件上加繞一組與原來相同匝數(shù)的繞組，串接在電路中，即可實現(xiàn)兩個線電流之差的運算。 測

41、量單元：電壓 ，電流：電壓 ，電流式中： 的相角 的相角當(dāng)三相對稱時 只要把除即可得無功電能。該電路也適用于三相四線、三相三線制對稱、不對稱電路。 2） 三相三線電路無功電能的計量（1）60°無功電能表在感應(yīng)式無功電能表中，電壓元件繞組的電感量很大，可以看作一個純電感，在電壓元件上串連一個電阻 R，使其電壓與電流的相位差為60°，故稱為60°無功電能表。由于不存在這一系數(shù)，所以可以直接使用有功電能表簡單加接電阻構(gòu)成，因此60°無功電能表得到廣泛的應(yīng)用，還可以證明，60°無功表還可以用于不對稱三相三線制電路。1、原理接線圖：負(fù)荷 * * CT A B C PT （帶CT、PT接入式）2、功率表達式：Q=3IULSIMQ1=UBCIA COS（60°-）、Q2=UACIC COS（120°-）3、向量圖 UAC UCB 30° UAC IAO UBC I