電子教案-《電能計量及裝表技術(shù)(高職高專適用)》-吳安嵐

電能計量基本概念

第一章2電能計量裝置的分類1

電能計量裝置的定義及作用第一章電能計量基本概念3電能計量工作管理簡介電能計量裝置的定義及作用電能計量裝置的主要部件電能計量裝置的附屬部件電能計量裝置的作用電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠、供電企業(yè)、用電戶三者之間對電能進(jìn)行計量及貿(mào)易結(jié)算的裝置稱為電能計量裝置。電能計量裝置的定義電能計量裝置的主要部件計量用電流互感器、電壓互感器1電能表2互感器與電能表之間的二次回路3電能計量裝置的附屬部件試驗接線盒失壓斷流計時儀鉛封電能計量箱(柜)1234電能量集抄設(shè)備15高壓配電系統(tǒng)電流信號源TA電壓信號源TV用戶配電變壓器

試驗接線盒

失壓斷流計時儀電流信號傳輸線TA二次回路電壓信號傳輸線TV二次回路電能量采樣測量計算顯示存儲電能計量箱(柜)高壓電能計量裝置的示意圖電能計量裝置的作用電力市場中作為電能量貿(mào)易結(jié)算依據(jù)1發(fā)電廠用于計量廠用電量2供電公司用于測量每條線路的實際線損3工農(nóng)業(yè)客戶用于核算產(chǎn)品的電能成本41各單位用于計量下屬部門的分電量5電能計量裝置的分類電能計量裝置的分類方式電能計量裝置所配設(shè)備的準(zhǔn)確度等級電能計量裝置的分類按所計量電能量和計量對象的重要程度分為五類電能計量裝置月平均用電量變壓器容量發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)與電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間的電量交換供電關(guān)口計量點I類500萬kWh及以上10000kVA及以上200MW及以上省級電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)與其供電企業(yè)Ⅱ類100萬kWh及以上2000kVA及以上100MW及以上Ⅲ類10萬kWh及以上315kVA及以上100MW以下考核有功電量平衡的110kV及以上的送電線路Ⅳ類315kVA以下發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析V類單相供電的電力用戶計費用電能計量裝置所配設(shè)備的準(zhǔn)確度等級電能計量裝置類別準(zhǔn)確度等級電壓互感器電流

互感器有功電能表無功電能表Ⅰ0.20.2s或0.2*)0.2s或0.5s2.0Ⅱ0.20.2s或0.2*)0.5s或0.52.0Ⅲ0.50.5s1.02.0Ⅳ0.50.5s2.03.0V____0.5s2.0___0.2*)----該符號指0.2級電流互感器僅配用在發(fā)電機(jī)出口的計量裝置中電能計量管理流程主管經(jīng)理(局長)省公司營銷部管理機(jī)構(gòu)計量專責(zé)報表匯總審核省公司計量處(電能計量管理機(jī)構(gòu))五日前報表匯總(本企業(yè)計量專責(zé)人)各供電局\供電公司計量中心(電能計量檢定機(jī)構(gòu))中心生產(chǎn)專責(zé)人,技術(shù)專責(zé)人電能表校驗班計量維護(hù)班資產(chǎn)設(shè)備管理互感器校驗班每月3日前上交報表統(tǒng)計職能職能管理與計量直接有關(guān)的工作班組技術(shù)員計量維護(hù)班班長電能表校驗班班長微機(jī)管理專責(zé)技術(shù)管理專責(zé)互感器檢定班班長現(xiàn)場檢定人員互感器檢定人員計量資產(chǎn)及設(shè)備購置人員電費抄收人員營業(yè)大廳客戶代表客戶用電工程勘查設(shè)計人員營銷及用電監(jiān)察人員客戶用電工程施工安裝人員電能表檢定人員走字試驗人員電能表檢修人員資產(chǎn)管理人員與計量間接有關(guān)的工作省、網(wǎng)公司營銷處電能計量專責(zé)人地市供電公司營銷處電能計量專責(zé)人地（市）供電公司計量中心主任中心主任工程師電能計量工作人員配備

電能計量用互感器

第二章電流互感器電壓互感器光電互感器第一節(jié)電流互感器電流互感器四、接線方式與退磁三、工作原理與誤差二、技術(shù)參數(shù)六、注意事項五、選擇一、種類、結(jié)構(gòu)與型號一、種類、結(jié)構(gòu)與型號1、分類按外形（低壓TA）：羊角式和穿心式；一、種類、結(jié)構(gòu)與型號按電壓等級：低壓式和高壓式；按一次線圈的匝數(shù)：單匝式和多匝式；按安裝方法：支持式和穿墻式；按安裝地點：戶內(nèi)式和戶外式；按鐵芯多少：單鐵芯和多鐵芯；按絕緣方式：干式（用空氣絕緣并冷卻）、油浸式、瓷絕緣、環(huán)氧樹脂澆注絕緣。一、種類、結(jié)構(gòu)與型號2、結(jié)構(gòu)示意圖一、種類、結(jié)構(gòu)與型號3、型號TA的型號一般表示為：其中第一個字母固定為L，表示電流互感器；L額定電流準(zhǔn)確度等級額定電壓第二個字母A穿墻式B支持式D貫穿式單匝F貫穿式復(fù)匝M貫穿式母線型R裝入式Q線圈式C瓷箱式Z支柱式Y(jié)低壓型

J接地保護(hù)第三個字母Z澆注絕緣C瓷絕緣W戶外裝置B過流保護(hù)G改進(jìn)型D差動保護(hù)S速飽和J樹脂澆注Q加強(qiáng)型K塑料外殼二、電流互感器的技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確度等級額定電流額定電壓二次額定負(fù)荷1234額定容量

15保證準(zhǔn)確度等級的情況下，二次所接電流線圈、測量儀表總阻抗的額定值I2e通過額定二次負(fù)荷Z2e所需要的視在功率S2e。有2.5VA、5VA、10VA、15VA和20VA等規(guī)格。一次額定電流：50、75、100、150、1000、10000、15000、25000A等。二次額定電流I2e一般為5A，用于330KV及以上電網(wǎng)時I2e為1A0.1級及以上的為標(biāo)準(zhǔn)互感器用于實驗室和標(biāo)準(zhǔn)儀器中；0.2、0.5級用于現(xiàn)場電能計量；1.0級及以下用于監(jiān)測電流、功率、功率因數(shù)和繼電保護(hù)裝置中電流互感器的準(zhǔn)確度等級有：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、10.0級指一次線圈與地(或與二次回路)之間的絕緣電壓。三、電流互感器的工作原理與比差、角差1、電流互感器的工作原理一次繞組與被測電路串聯(lián)，二次繞組與電能表的電流線圈串聯(lián)。電能表的電流線圈內(nèi)阻很小，所以電流互感器相當(dāng)于二次短路運行的變壓器。三、電流互感器的工作原理與比差、角差根據(jù)變壓器的工作原理有：理想情況下

，則有

有效值的關(guān)系：即：額定變比：三、電流互感器的工作原理與比差、角差2、電流互感器的比差、角差電流互感器在實際運行中會產(chǎn)生變比誤差，簡稱比差；還有相位角誤差，簡稱角差。由于，因此會引起電流互感器的比差和角差。角差一般為正，比差一般為負(fù)。出廠前的電流互感器二次匝數(shù)N2要適當(dāng)減少0.5匝～2匝，以補償負(fù)的比差三、電流互感器的工作原理與比差、角差電流互感器的比差、角差和一次實際電流的有效值關(guān)系分別為一次實際電流小于一次額定電流的30％時，比差很大，一般稱為“大馬拉小車”一次實際電流越接近額定電流，電流互感器的比差、角差越小?！按篑R”指的是一次額定電流很大的互感器，“小車”指的是小負(fù)荷電流，此時比差一般為負(fù)，少計電量，給供電公司帶來損失。電流互感器的誤差特性

四、電流互感器的接線方式《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中要求“對三相三線制接線的電能計量裝置，其2臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連接。對三相四線制連接的電能計量裝置，其3臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用六線連接”。電流互感器的退磁

為保證電流互感器的準(zhǔn)確度，要對電流互感器進(jìn)行周期校驗和現(xiàn)場試驗。試驗過程中可能采用過直流電源，或在大電流下工作時突然切斷電源，或二次繞組偶然開路，都會使電流互感器鐵芯線圈中產(chǎn)生剩磁，即一次線圈斷電的情況下，鐵芯仍有磁性。這種磁性會影響電流互感器的誤差特性，因此投入使用前或誤差檢定前首先須對電流互感器進(jìn)行退磁，即用特殊的方法消除剩磁。五、電流互感器的選擇電流互感器應(yīng)選擇符合國家標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)有關(guān)部門鑒定為質(zhì)量優(yōu)良，準(zhǔn)許進(jìn)入電力系統(tǒng)的產(chǎn)品。正確選擇額定電壓和海拔高度。正確選擇電流互感器的一次額定電流。正確選擇電流互感器的二次額定功率。二次實際容量S2與二次額定容量S2e

之間滿足：應(yīng)保證正常運行中的一次實際負(fù)荷電流達(dá)到額定值的60%左右，至少應(yīng)不小于30%六、使用電流互感器（TA）注意事項1、電流互感器運行中二次不允許開路。2、電流互感器必須按減極性連接。3、高壓電流互感器二次K2端要可靠接地，防止一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)。4、低壓負(fù)荷電流為50A以上時，應(yīng)采用電流互感器接入方式。5．為防止竊電可將電流互感器二次的K1、K2端用一小盒罩住，并加上鉛封。6．戶外安裝的高壓電流互感器，當(dāng)互感器至電能表距離較長時，宜采用二次額定電流為1A的電流互感器，以適應(yīng)二次連線電阻較大的實際情況。

若開路，二次線圈兩端會出現(xiàn)瞬時高壓，危及人身及設(shè)備安全；且一次電流全部用于激磁將導(dǎo)致磁飽和，鐵芯和線圈將因過熱而損壞。

電能計量用互感器

第二章第二節(jié)電壓互感器電壓互感器四、接線方式三、工作原理與誤差二、技術(shù)參數(shù)六、注意事項五、選擇一、種類、結(jié)構(gòu)與型號一、電壓互感器的種類、結(jié)構(gòu)與型號1、鐵芯式電壓互感器的分類按相數(shù)：單相、三相；按安裝地點：戶內(nèi)式和戶外式。戶外式互感器的表面都帶有傘裙，用以防雨和增加絕緣性能；按絕緣方法：干式、澆注式、油浸式、瓷箱式。2、結(jié)構(gòu)示意圖

a）外形圖

（b）取出部分一、電壓互感器的種類、結(jié)構(gòu)與型號一、電壓互感器的種類、結(jié)構(gòu)與型號3、型號TV的型號一般表示為：額定電壓第一個字母J電壓互感器HJ儀用電壓互感器第二個字母D單相S三相C串級結(jié)構(gòu)第三個字母J油浸式G干式C瓷箱式Z澆注絕緣第四個字母F膠封型J接地保護(hù)W五柱三繞組B三柱帶補償繞組二、電壓互感器的技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確度等級額定電壓電壓互感器的準(zhǔn)確度等級可分為：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0級準(zhǔn)確度等級指加在三相電壓互感器一次繞組上的額定線電壓，應(yīng)與供電線路的線電壓相適應(yīng)。指在功率因數(shù)為0.8（滯后）時，二次繞組輸出的額定視在功率，其標(biāo)準(zhǔn)值為10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。0.2、0.5級的用于現(xiàn)場電能計量二次繞組的額定電壓，當(dāng)Vv接線時為100V；當(dāng)Yy接線時為100/

V。額定容量三、電壓互感器的工作原理電壓互感器的工作原理與電力變壓器相似，同樣是由相互絕緣的一、二次繞組繞在公共的閉合鐵芯上組成的：電壓互感器的一次繞組與被測負(fù)載并聯(lián)，二次繞組與測量儀表的電壓線圈并聯(lián)。與電力變壓器的主要區(qū)別其一是兩者容量不同，其二是電壓互感器的二次負(fù)荷——電能表電壓線圈的輸入阻抗很大，因此電壓互感器相當(dāng)于開路運行的變壓器。四、電壓互感器的誤差電壓互感器的誤差主要來源于激磁電流和二次電流在一、二次繞組的銅電阻和漏抗中的壓降。比差：其中：U1——實際一次電壓有效值；U2——實際二次電壓有效值；一般為負(fù)值，因此出廠前的電壓互感器，N2的匝數(shù)要適當(dāng)增多幾匝，以補償實際電壓互感器由于激磁電流和二次電流在一、二次繞組的銅電阻和漏抗中的壓降引起的負(fù)的比差。

KU——額定變比；——實際變比；電壓互感器二次連線電阻壓降引起負(fù)誤差

電壓互感器二次連接導(dǎo)線上有電阻，當(dāng)二次電流通過二次連線時，在該二次連線的電阻上會產(chǎn)生壓降，使加在電能表兩端的電壓

小于電壓互感器二次繞組出線端的端電壓

，從而產(chǎn)生負(fù)誤差，少計電量。

以單相電壓互感器為例：二次連線電阻上的壓降必定引起負(fù)誤差。電壓互感器二次連線電阻壓降圖示限制電壓互感器二次回路電壓降的規(guī)定

DL/T488—2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程 》規(guī)定“I、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2％；其它電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5％”。圖2—12JSJW-10型三相五柱式電壓互感器

(a)外觀圖(b)原理接線圖2—13鐵芯油浸串級式電壓互感器（以110KV的為例）（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（b）接線原理圖電容分壓式電壓互感器

五、電壓互感器的接線方式1．電壓互感器的Vv接線兩臺相互絕緣接于相與相之間的單相電壓互感器連接如圖所示：Vv接線廣泛用于中性點絕緣系統(tǒng)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)五、電壓互感器的接線方式2．電壓互感器的Yyn接線這種接法采用一臺三芯五柱式三相電壓互感器，Yyn接線如圖所示：多用于對地絕緣的高壓三相系統(tǒng)，二次側(cè)中性線引出并接地五、電壓互感器的接線方式3．電壓互感器的YNyn接線這種接線互感器繞組是按相電壓設(shè)計的，所以既可獲取線電壓，又可獲取相電壓。YNyn接線用于110kV及以上電壓等級的中性點直接接地系統(tǒng)，常采用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組六、選擇使用電壓互感器注意事項

1、電壓互感器應(yīng)選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)有關(guān)部門鑒定為質(zhì)量優(yōu)良，準(zhǔn)許進(jìn)入電力系統(tǒng)的產(chǎn)品2、要正確選擇電壓互感器的額定電壓，選擇時該額定電壓

應(yīng)大于接入的被測電壓的0.9倍，小于1.1倍。即六、選擇使用電壓互感器注意事項3、按要求的相序接線，防止接錯極性，否則將引起某相的線電壓升高

倍或降低

倍，引起錯誤計量。4、二次側(cè)要可靠接地，以防一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)造成危害，保證人身及電能表的安全。5、二次側(cè)嚴(yán)禁短路，否則造成燒斷一次側(cè)熔斷器，計量停止。六、選擇使用電壓互感器注意事項5、正確選擇電壓互感器的額定二次容量。選擇

的原則是：

或者5、正確選擇電壓互感器的額定二次容量。選擇

的原則是：

或者組合互感器

第三節(jié)其他互感器介紹具電流互感器和電壓互感器組成的一個整體，裝在計量箱內(nèi)，一次高壓側(cè)接高壓回路，二次低壓側(cè)接入試驗接線盒，有油浸式和環(huán)氧樹脂澆注式，前者在戶外使用，后者在戶內(nèi)使用，電壓等級一般有35kV、10kV兩種。電子式電流互感器圖2—19利用Rogowski線圈測量電流的原理圖。（a）Rogowski線圈結(jié)構(gòu)（b）電子式電流互感器原理框圖電子式電流互感器利用一次母線穿過空心線圈（Rogowski）對被測一次電流信號進(jìn)行采樣，空芯線圈輸出的感應(yīng)電壓與一次電流的變化律成正比，這個信號再經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行運算，換算出與一次電流成正比的量。

電子式電流互感器為了降低對絕緣的要求，高壓端到低壓端的信號傳輸利用光纖來承擔(dān)。利用光纖作為高壓端和低壓端的信號傳輸媒質(zhì)，具有絕緣簡單、造價低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，而且不易受干擾，傳輸距離遠(yuǎn)。Rogowski線圈是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心線圈，相當(dāng)于電流傳感器，測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大、通頻帶寬、無剩磁、制造成本低。電子式電流互感器

光互感器是高新技術(shù)在互感器設(shè)計中的應(yīng)用，它分為兩類：一類是光電壓互感器OPT(OpticalPotentialTransformer)，原理是波克爾斯(Pockels)電光效應(yīng)。

電壓→電場→被測母線的電場在影響傳感頭。另一類為光電流互感器OCT(OpticalCurrentTransformer)，原理是法拉第(Faraday)磁光效應(yīng)。電流→磁場→被測母線的磁場在影響傳感頭。光互感器光互感器具有以下明顯優(yōu)勢：

①體積小、質(zhì)量輕；②抗干擾能力強(qiáng)，具有良好的絕緣性能，可降低互感器在保證其絕緣性能上的投資；③不會產(chǎn)生磁飽和現(xiàn)象，可以完整地傳遞交、直流信號，能同時滿足計量和繼電保護(hù)的需要，避免多個TA的重復(fù)投資，實現(xiàn)信息共享；

④測量準(zhǔn)確度、靈敏度高，動態(tài)范圍大，其額定電流可由幾十安至幾千安，過電流范圍可達(dá)幾十萬安；⑤具有良好的頻率特性，響應(yīng)速度快，可測出高壓線路的諧波電流，進(jìn)行電流暫態(tài)、高頻大電流的測量，捕獲故障時瞬變過程中的電流波形；

⑥可與光纖通信系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成可靠地檢測、傳輸一體化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。⑦具有很高的性能價格比。

感應(yīng)式電能表第三章

第一節(jié)、電能表的分類與銘牌標(biāo)志按所測電能種類，分為有功電能表、無功電能表、直流電能表三種。按相別及接線方式，分為單相表、三相三線兩元件表和三相四線三元件表。按電壓等級，分為高壓表、低壓表兩種。按電流測量范圍，分為直通表和經(jīng)電流互感器接入兩種。按準(zhǔn)確度等級，分為0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0級。按結(jié)構(gòu)原理，分為感應(yīng)式電能表、全電子式電能表、機(jī)電一體化電能表。按測量功能，分為分時計費（復(fù)費率）電能表、最大需量電能表、預(yù)付費電能表、集抄電能表、多功能電能表。

（b）全電子電能表電能表的銘牌標(biāo)志示例

（a）機(jī)電一體化電能表

電能表型號的意義類別代號組別代號結(jié)構(gòu)代號功能代號設(shè)計序號輔助說明D-電能表D-單相S-全電子式Y(jié)-預(yù)付費阿拉伯?dāng)?shù)字字母或數(shù)字S-三相三線F-復(fù)費率(廠家代號)（附加標(biāo)注）T-三相四線D-多功能B-標(biāo)準(zhǔn)電能表I-載波抄表Z-最大需量X-無功電能電能表的額定參數(shù)

標(biāo)定電流是計算負(fù)載的基數(shù)電流值，額定最大電流是電能表長期工作，而且誤差與溫升完全滿足技術(shù)條件的最大電流值。如5(20)A，10(40)A，3×1.5(6)A，3×0.3(1.2)A等。直接接入式電能表的標(biāo)定電流，應(yīng)按正常運行負(fù)荷電流的30%選擇；經(jīng)TA接入的電能表，其標(biāo)定電流不宜超過電流互感器額定二次電流的30％，其額定最大電流應(yīng)為電流互感器額定二次電流的120％。電流互感器額定二次電流為5A和1A時,電能表的額定電流分別選擇1.5（6）A和0.3（1.2）A。

電壓額定值，單相表為220V；低壓三相表為3Χ220V／380V；高壓三相表為3×100V或3×100/V。電能表常數(shù)用A表示，它是電能表計度器的指示數(shù)和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)之間的比例值，如A=400r／kW·h的意義是用戶每消耗1kW·h電能，對應(yīng)于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)400圈

。電子式電能表常數(shù),如=1600imp／kW·h的意義是用戶每消耗1kW·h電能，對應(yīng)于個1600脈沖，其中“imp”表示脈沖。若電能表有誤差，其實際運行時每kW·h對應(yīng)的圈數(shù)與標(biāo)稱值不符，用表示，稱為實際電能表常數(shù)。校準(zhǔn)電能表時要將實際電能表常數(shù)調(diào)到與標(biāo)稱值A(chǔ)一致。電能表常數(shù)和脈沖常數(shù)

電能表的準(zhǔn)確度等級電能表的準(zhǔn)確度等級用百分比誤差表示：

r（％）=

——為被檢表顯示的電能數(shù)；

——為標(biāo)準(zhǔn)表顯示的電能數(shù)，認(rèn)為是實際電能數(shù)。例如級，表明該電能表在按檢定規(guī)程檢驗其誤差時，其百分比誤差r(％)的絕對值不允許超過2.0。即第二節(jié)、感應(yīng)式電能表的結(jié)構(gòu)

包括電流電磁鐵和電壓電磁鐵。電流電磁鐵由“U”字形鐵心和電流線圈（導(dǎo)線粗，匝數(shù)少）組成，電流線圈與負(fù)載串聯(lián)，通過負(fù)載電流。電壓電磁鐵由橫“日”字形鐵心和電壓線圈（導(dǎo)線細(xì)，匝數(shù)多）組成，電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)，承受負(fù)載電壓，始終帶電。1、驅(qū)動元件：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的元件第二節(jié)、感應(yīng)式電能表的結(jié)構(gòu)

2、轉(zhuǎn)動元件：由鋁制園盤和轉(zhuǎn)軸組成。驅(qū)動元件所產(chǎn)生的交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤上產(chǎn)生渦流，該渦流又和產(chǎn)生它的磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力驅(qū)使鋁盤轉(zhuǎn)動。

3、軸承用于支持轉(zhuǎn)軸及鋁盤的重力，軸與軸承之間的摩擦?xí)鹩嬃控?fù)誤差。

4、制動元件：產(chǎn)生反作用力矩的元件。是一個永久磁鐵。

鋁盤轉(zhuǎn)動時，永久磁鐵的磁場切割鋁盤并在鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流和永久磁鐵的磁場相互作用，產(chǎn)生反作用力矩。5、積算機(jī)構(gòu)：用來計算鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)并將轉(zhuǎn)數(shù)變換為被測電能的千瓦小時數(shù)。包括轉(zhuǎn)軸上的蝸輪、蝸桿及一套齒輪和字輪。通常稱為計度器。

第二節(jié)、感應(yīng)式電能表的結(jié)構(gòu)計度器的結(jié)構(gòu)減速器傳動齒輪的傳動比K是三級傳動齒輪的傳動比之積

G-蝸桿；A-蝸輪；B、D-主動輪；C、E-從動輪；1~4-橫軸；5-進(jìn)位輪；6-長齒；7-短齒；8-梢齒；9-槽齒；10-轉(zhuǎn)軸K=A的關(guān)系末位字輪每個字代表的電能K=A0.1kWhK=10A1kWhK=100A10kWh軸承（a）磁懸軸承（b）磁推軸承雙寶石軸承

(a)三相三線兩元件表

三相三線制計量三相感應(yīng)式電能表計量元件的相對位置(b)三相四線三元件表三相四線制計量第三節(jié)、感應(yīng)式電能表的工作原理

感應(yīng)式電能表用鋁盤對電功率進(jìn)行采樣，它的電壓、電流鐵芯線圈分別位于鋁盤的上下兩側(cè)，將鋁盤夾在中間，鐵芯線圈上產(chǎn)生的電壓、電流交變磁通穿過鋁盤時會在鋁盤上產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁通和感應(yīng)電流相互作用，使鋁盤轉(zhuǎn)動起來。鋁盤的轉(zhuǎn)速與電功率p成正比，實現(xiàn)了對電功率的采樣，電功率越大鋁盤轉(zhuǎn)速越快，再用計度器的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)將鋁盤所轉(zhuǎn)圈數(shù)記錄下來。感應(yīng)式電能表磁通分布圖

垂直穿過鋁盤的三束交變磁通

單相電能表理想相量圖與磁通的波形圖

單相電能表理想相量圖

磁通的波形圖

假設(shè)的理想化條件假設(shè)鐵心磁化曲線不存在非線性、沒有磁飽和、沒有磁滯現(xiàn)象。工作原理推導(dǎo)1、驅(qū)動力矩2、驅(qū)動力矩與有功功率的關(guān)系3、當(dāng)負(fù)載功率穩(wěn)定時，MT=MQ，鋁盤勻速轉(zhuǎn)動，則有

工作原理推導(dǎo)工作原理推導(dǎo)N=nT=APT=AW感應(yīng)式電能表的滿載調(diào)整裝置設(shè)計用來調(diào)整和4、上式n=AP，兩邊同乘以用電時間T，時間T內(nèi)鋁盤所轉(zhuǎn)圈數(shù)N為小結(jié)如果三者在空間有不同位置，在時間上也有不同相位(即三者達(dá)到最大值的時間前后錯開)，那么鋁盤會轉(zhuǎn)動起來，其電磁力方向是由時間上超前的磁通指向滯后的磁通。N=nT=APT=AW成立的條件第四節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差及附加力矩誤差（按表示方法分）絕對誤差相對誤差被測電能量的測量讀數(shù)與實際值(也稱真值)之差測量的絕對誤差與其實際值之比的百分?jǐn)?shù)1、誤差第四節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差及附加力矩誤差（按產(chǎn)生原因分）基本誤差附加誤差是電能表的固有誤差。電能表的準(zhǔn)確度等級是根據(jù)基本誤差來確定的。指供電電壓、頻率、環(huán)境溫度等外界條件偏離規(guī)定值時額外引起的誤差。1、誤差第四節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差及附加力矩附加力矩自抑制力矩摩擦力矩鋁盤轉(zhuǎn)動時，切割交變的電流和電壓工作磁通，也會在轉(zhuǎn)盤中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)渦流，與交變磁通相互作用，形成阻礙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的力矩自抑制力矩增大會使電能表出現(xiàn)負(fù)誤差。感應(yīng)式電能表可動部件運轉(zhuǎn)摩擦?xí)a(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的力矩。電能表在輕載下運行時，摩擦力矩的影響較大2、附加力矩感應(yīng)式電能表附加誤差變化趨勢

當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)接近1（感性）時，附加誤差的變化趨勢為：（1）電壓升高超過額定值時，會產(chǎn)生較大的附加電壓自抑制力矩，出現(xiàn)負(fù)誤差。增加永久磁鐵制動力矩的絕對值（會減小電能表常數(shù)A），降低電壓自抑制力矩在總制動力矩中的比例；在電壓非工作磁路中設(shè)置飽和段，如打孔或減小下磁軛截面積，都能減小這項誤差的影響。（2）頻率升高，磁路中的磁滯、渦流損耗加劇，出現(xiàn)負(fù)誤差。

（3）溫度升高，永久磁鐵磁性下降，減小，制動力矩減小，出現(xiàn)正誤差。

第四節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差及附加力矩3、電流鐵芯的非線性影響輕負(fù)載時實際獲得的電流工作磁通比理論值小，實際的驅(qū)動力矩比理論值小，誤差為負(fù)；當(dāng)負(fù)載電流增大到超出額定最大電流時又將引起較大負(fù)誤差。第四節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差及附加力矩4、輕載誤差補償原理輕載時，摩擦力矩Mm、電流鐵芯非線性影響均引起的負(fù)誤差因此感應(yīng)式電能表在電壓鐵芯中心柱下側(cè)設(shè)置了輕載誤差補償調(diào)整裝置，用以產(chǎn)生和驅(qū)動力矩方向相同的附加力矩MB。輕載補償力矩的方向：導(dǎo)體A置于哪一側(cè)，補償力矩就指向那一側(cè)。三相感應(yīng)式電能表有五個誤差調(diào)整裝置單相表有四個調(diào)整順序是：滿載調(diào)整→相位角（力率）調(diào)整→輕載調(diào)整→靈敏度試驗→防潛動試驗第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整感應(yīng)式電能表誤差調(diào)整的項目與條件：項目方式調(diào)整條件(50HZ)調(diào)整部位滿載誤差調(diào)整合元UeImaxcosΦ=1.0永久磁鐵分元UeImaxcosΦ=1.0三相平衡調(diào)整螺釘相位角誤差調(diào)整合元UeIbcosΦ=0.5

（sinΦ=0.5）相位角誤差調(diào)整裝置分元UeIbcosΦ=0.5

（sinΦ=0.5）相位角誤差調(diào)整裝置輕載誤差調(diào)整合元UeI=

10%

IbcosΦ=1.0輕載誤差調(diào)整裝置分元UeI

=

20%

IbcosΦ=1.0輕載誤差調(diào)整裝置靈敏度試驗合元UecosΦ=1.0

規(guī)程規(guī)定的啟動電流輕載誤差調(diào)整裝置防潛動試驗合元80%—110%UeI=0防潛鉤第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整1、滿載誤差調(diào)整

1）合元調(diào)整：合元指三相電能表各個元件同時加負(fù)荷電流進(jìn)行調(diào)整。電能表在最大額定電流下運行時，影響基本誤差的主要因素是制動力矩，因此滿載合元調(diào)整就是要調(diào)整永久磁鐵的和的大小。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整粗調(diào)：改變制動力臂

的大小。通過點越靠近軸心，

越小，制動力矩越小，鋁盤轉(zhuǎn)得越快。初調(diào)結(jié)束后，要將可調(diào)的螺釘緊固，并滴上漆以防人為松動。細(xì)調(diào)：U型制動磁鐵的溝道中有一鐵塊，穿在一根長螺桿上，用螺絲刀調(diào)節(jié)該螺桿，鐵塊可在U形溝道中進(jìn)出滑動。鐵塊伸進(jìn)U形溝道中，會使一部分制動磁通通過鐵塊環(huán)行，而不穿過鋁盤，使

下降，鋁盤走快。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整2）分元調(diào)整分元指三相電能表每個元件單獨加負(fù)荷電流進(jìn)行調(diào)整。滿載分元調(diào)整就是調(diào)整三相電能表的平衡。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整三相電能表有兩組或三組驅(qū)動元件，為保證在不對稱負(fù)載下計量準(zhǔn)確性，要求電能表不僅整體計量準(zhǔn)確，而且每組驅(qū)動元件在負(fù)荷電流相等時，誤差也要相等，即使每個元件的出力相等。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整2、相位角誤差調(diào)整實際的電壓線圈含有電阻成分，所以

滯后

的相位不到90°，只有75°—80°；而且

、也因磁滯現(xiàn)象分別滯后于與一個小的角度，損耗越大，滯后越多。因此保證感應(yīng)式電能表準(zhǔn)確測量的相位角條件不能成立，出現(xiàn)相位角誤差。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整

電能表種類負(fù)荷性質(zhì)有功電能表無功電能表用戶為感性負(fù)荷短路塊5往外端頭調(diào),記為“+”，表走快短路塊5往外端頭調(diào),記為“一”，表走慢用戶為容性負(fù)荷短路塊5往外端頭調(diào),記為“一”，表走慢短路塊5往外端頭調(diào),記為“+”，表走快第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整3、輕載誤差調(diào)整圖示為單相表調(diào)整裝置的示意圖，其中2為一銅質(zhì)短路方框，有二條棱位于電壓鐵芯中心柱的左右兩側(cè)，可依靠一顆與銅質(zhì)方框連在一起的螺釘左右移動。下端面短路框移向哪側(cè)，補償力矩就指向哪側(cè)。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整右圖為三相表調(diào)整裝置的示意圖，其中3為貼在電壓回磁極下方的一塊鐵條，較窄的一端伸入電壓鐵芯中心柱的下側(cè)，鐵條可用螺絲刀左右扳動。鐵條窄端扳向哪一方補償力矩就指向哪一方。第五節(jié)、感應(yīng)式電能表的誤差調(diào)整靈敏度試驗與防潛調(diào)整

：感應(yīng)式電能表的靈敏度定義：

準(zhǔn)確度等級0.51.02.0S(%)0.40.40.5感應(yīng)式電能表在負(fù)載電流為零時，鋁盤若會連續(xù)向前或向后蠕動，并且在計度器窗口兩次看見黑色標(biāo)記，判定為“電壓潛動”。電壓潛動的原因是電磁元件裝配不對稱；或輕載補償過當(dāng)。防潛力矩、潛動力矩均與電壓的平方成正比，因此要求在0.8~1.1倍的額定電壓內(nèi)均應(yīng)不出現(xiàn)潛動。防潛裝置示意圖

圖中1為電壓線圈，2、3為防潛鐵片，只要電壓線圈帶電，產(chǎn)生，定片2就被磁化，當(dāng)潛動著的鋁盤帶動動片3靠近定片2時，定片3被吸引，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤停轉(zhuǎn)，因為此時轉(zhuǎn)盤受到的電磁驅(qū)動力矩是很小的。改變定片2與動片3之間的距離，改變兩者間重疊的面積可增減防潛力矩的大小。電子式電能表第四章一、電子式電能表發(fā)展歷史20世紀(jì)40年代誕生120世紀(jì)80年代末、90年代初，飛躍發(fā)展22005年，大規(guī)模批量生產(chǎn)3二、電子式電能表的分類按功能按原理分類按規(guī)格按接入方式經(jīng)互感器接入式直接接入式有功無功有無功組合有功復(fù)費率最大需量多功能模擬乘法器型數(shù)字乘法器型單相電子式電能表

三相三線電子式電能表三相四線電子式電能表三、電子式電能表的特點準(zhǔn)確度等級高且誤差穩(wěn)定起動電流小且誤差曲線平整3頻率響應(yīng)范圍寬4受外磁場影響小15功能強(qiáng)大12電子式電能表的特點過載能力大6防竊電能力強(qiáng)7強(qiáng)大的事件記錄功能8便于安裝使用9四、兩種電能表的性能比較類別感應(yīng)式電能表電子式電能表準(zhǔn)確度（級）0.5～3.00.01～1.0頻率范圍（Hz）45～5540～2000啟動電流0.0030.001外磁場影響大小安裝要求嚴(yán)格不太嚴(yán)格過載能力4倍6～10倍功耗大小電磁兼容性好一般日常維護(hù)簡單較復(fù)雜功能單一完善、可擴(kuò)展五、電子式電能表的構(gòu)成電源部分測量部分12顯示部分3管理部分4接口部分15外殼及接線端鈕6電子式電能表的構(gòu)成三相電子式多功能電能表結(jié)構(gòu)框圖

六、電子式電能表測量原理原理概述p(t)=u(t)×i(t)為功率曲線，而有功電能W(t)為功率曲線與橫軸t所包圍的面積（陰影部分）之和。電子式電能表測量原理測量步驟1、時分割乘法器原理---脈沖調(diào)寬u1>u2時，電平比較器的輸出u3為低電平，控制S1、S2分別接+UN、+uy時分割乘法器原理---脈沖調(diào)幅純電阻元件時分割乘法器波形圖純電感元件時分割乘法器波形圖2、數(shù)字乘法器原理框圖逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖3、電壓／頻率轉(zhuǎn)換器原理4、分頻計數(shù)器分頻-------就是使輸出信號的頻率分為輸入信號頻率的整數(shù)分之一。如五個脈沖合為一個，那么每個脈沖代表的電能值就增加了。(頻率下降了)

計數(shù)----就是對輸入的頻率信號累計脈沖個數(shù)。七、電子式電能表的功能

1、電能計量功能：

輸入、輸出有功計量；輸入、輸出無功計量；四象限無功計量；視在電能計量等，還根據(jù)用戶要求可以計量組合無功（如Ⅰ象限無功與Ⅳ象限無功絕對值相加，Ⅲ象限無功與Ⅱ象限無功絕對值相加等）。

有功、無功方向以及四象限無功示意圖

乙地（假設(shè)為負(fù)載方）的電流電壓相量圖有功、無功方向

2、分時計費功能

將一天分成若干時間段，給每段時間規(guī)定其費率特征：尖峰、峰、平、谷。按照費率特征分別累計電量，即得到電能的分時計量。如果規(guī)定不同的費率就起到了調(diào)節(jié)用電量從而達(dá)到削峰填谷、平衡負(fù)荷的作用，使發(fā)電機(jī)及供電網(wǎng)發(fā)揮最大的功效。

為了準(zhǔn)確進(jìn)行分時計費，要求表計內(nèi)部時鐘精度較高：日計時誤差小于０.５秒，而時段切換誤差小于5秒。最大需量---用戶在一個抄表期內(nèi)每15分鐘平均功率的最大值。

計量方法----每個滑差步進(jìn)時間到時，計算截止到當(dāng)前時刻的一個需量周期的平均功率，并且與最大值進(jìn)行比較，如果大于最大值，將其記錄為最大需量。3、最大需量記錄功能4、監(jiān)控功能

※功率監(jiān)控：設(shè)定功率上限，當(dāng)電能表計量的功率超過上限時報警，如果連續(xù)超限將跳閘。

※斷相監(jiān)測：當(dāng)電能表檢測到某相電壓小于給定電壓下限時，表明發(fā)生故障，電能表將給出斷相報警，并記錄發(fā)生時間、發(fā)生累計次數(shù)、發(fā)生累計時間。

※過流監(jiān)測：當(dāng)電能表檢測到電流大于給定上限時，電能表給出過流報警，并記錄發(fā)生時刻、發(fā)生次數(shù)、發(fā)生累計時間。

※失流監(jiān)測：當(dāng)電流發(fā)生較嚴(yán)重不平衡達(dá)到某一比例時，電能表判斷為失流，并記錄累計時間以及發(fā)生時刻，為故障分析做參考?！?、監(jiān)測功能

電子式電能表可以測量各相瞬時電壓、電流、有功功率、無功功率、電網(wǎng)頻率、各相功率因數(shù)、視在功率等，測量準(zhǔn)確度一般可以達(dá)到0.2、0.5級。高檔表還可以分析諧波含量和相角等，這些功能可以用于用電監(jiān)測與判斷，如安裝表計時觀察電能表上顯示的電壓、電流、功率等以判斷接線是否正確，電能表工作是否正常。6、事件記錄功能

電子式電能表可以記錄多種事件的發(fā)生時間及當(dāng)時的狀態(tài)，以便進(jìn)行故障分析和判斷。這些事件有：電能表上電、電能表掉電、清零、設(shè)置參數(shù)、最大需量清零、斷相、失壓、過流、失流、功率超限、自檢出錯等。

三相四線電子式電能表一般記錄A、B、C、AB、AC、BC、ABC共7種失壓事件。三相三線表記錄A、B、C、AC共4種失壓事件。

失壓判斷起始條件：電壓小于額定電壓的78%±2V，同時電流大于額定電流的5‰（一般為30mA）時。

失壓判斷結(jié)束條件：電壓回升大于額定電壓的85%。7、預(yù)付費功能

預(yù)付費功能是通過用戶自行持IC卡到售電點購電，然后輸入到電表中，電能表按設(shè)定的費率自動進(jìn)行扣費。當(dāng)剩余電費小于設(shè)定限額時，報警提示用戶去購電；當(dāng)剩余電費小于0后，電能表自動跳閘，切斷用戶供電線路。用戶購電的介質(zhì)為IC卡。在設(shè)計預(yù)付費電表時，要考慮數(shù)據(jù)的安全性，一般IC卡中均采用加密技術(shù)，以防止非法修改數(shù)據(jù)。

8、通信功能：電子式電能表一般都具有通信接口，用于與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、抄表、設(shè)置表計參數(shù)等，常用的有：遠(yuǎn)紅外數(shù)字通信接口、RS485通信接口等。

9、自檢功能：電能表內(nèi)部的時鐘芯片、存儲器（包含數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器）、顯示器等各個部件都有可能會損壞，在損壞后，電能表會及時發(fā)出信號（顯示報警或聲光報警）以提示用戶盡快處理。

10、電壓合格率記錄

在電能表中設(shè)定電壓考核范圍和電壓合格范圍，當(dāng)實際電壓在考核范圍之內(nèi)時，記錄總運行時間，當(dāng)實際電壓在合格范圍之外時，記錄超上限或低于下限累計時間，并且記錄在超上限時的最大電壓和發(fā)生時刻以及低于下限時的最小電壓和發(fā)生時刻。

電壓合格率＝電壓合格時間/電壓運行時間11、電量凍結(jié)數(shù)據(jù)的記錄與分析

電子式電能表在投入運行后，可以用多種形式自動凍結(jié)一些電量數(shù)據(jù)，方便用戶追溯歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行歷史結(jié)算電量，分析歷史現(xiàn)場情況等。電量凍結(jié)的方法有以下3種：

①按時間間隔定時記錄負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)；

②結(jié)算“月”歷史電量；

③通過通訊發(fā)送凍結(jié)電量命令凍結(jié)電量。電能計量方式與裝表接電工藝第五章第一節(jié)單相電能表的接線方式

第二節(jié)三相三線電能表的接線方式

第三節(jié)三相四線電能表的接線方式

第一節(jié)單相電能表的接線方式直接接入式圖經(jīng)互感器接入式圖第一節(jié)單相電能表的接線方式1、主要用途：220V單相用戶或辦公照明的有功電能計量。2、接入方式：通常是直接接入，負(fù)荷大時經(jīng)電流互感器接入。3、常見故障有：電壓連接片斷開、電流線圈反接、電流互感器二次開路或短路等等。第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

一、有功計量1、原理圖及相量圖

ūaūbūCⅰcⅰaūabūcbΦc

Φa第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

一、有功計量2、計算公式第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

一、有功計量3、接線方式主要用途：必須同時配接電壓互感器和電流互感器，計量35KV、10KV高壓供電的大容量電力用戶的用電量。標(biāo)準(zhǔn)接線方式：兩個電流互感器四線連接。電流互感器、電壓互感器有各自獨立的二次回路。

第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

一、有功計量兩個TA三線連接電流互感器采用共用公共回線---已被淘汰的接線。結(jié)論：兩個TA僅用三線連接，共用一條公共回線，能方便地測出b相電流并節(jié)省一根導(dǎo)線，但兩個TA二次回路不獨立，若公共回線接入1、5端子，增加了錯誤接線的幾率；若公共回線斷，則同時影響兩相的正確計量。

第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

二、無功計量1、原理圖、相量圖及計算公式ūaūbūcūbcūacⅰaⅰcΦa

Φc

60°60°Φubc

ΦuacΦⅰcΦⅰa第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

二、無功計量電能表設(shè)計原理三相三線內(nèi)相角無功電能表

在感應(yīng)式電能表電壓線圈的首端串聯(lián)一個附加電阻R，使電壓線圈的電阻成分增加，電壓線圈的阻抗角從原來的，僅滯后，而又與同相，所以滯后相應(yīng)的電壓（這個角度稱為內(nèi)相角）。

第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

二、無功計量3、經(jīng)互感器接入方式無功電能表雖然內(nèi)部電壓、電流信號配對與有功電能表不一樣，但為了現(xiàn)場接線不發(fā)生錯誤，無功與有功表接線盒外部的接線方式完全一致，表殼內(nèi)再改變線路走向，達(dá)到不同的計量目的。感應(yīng)式無功電能表內(nèi)有兩個計度器，一個記錄負(fù)載的感性無功電能，另一個記錄負(fù)載的容性無功電能。用戶消耗的總無功電能是感性無功電能與容性無功電能的絕對值之和。

第二節(jié)

三相三線電能表的接線方式

三、有功、無功聯(lián)合接線計量第二節(jié)三相三線電能表的接線方式

雙向送電的三相三線有功、無功電能表聯(lián)合接線第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

一、有功計量1、原理圖、相量圖及計算式

ūaūbūcⅰaⅰcⅰbΦ

Φ

Φ

第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

一、有功計量2、常用接線方式低壓直通表接線圖

第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

一、有功計量2、常用接線方式低壓經(jīng)電流互感器接入圖

用于110kV及以上高電壓等級的大電流接地系統(tǒng)，電壓互感器采用YNyn接線

第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

一、有功計量2、常用接線方式低壓經(jīng)TA接入的標(biāo)準(zhǔn)接線，三個TA六線連接，電流、電壓線各自獨立低壓經(jīng)TA接入的傳統(tǒng)接線，雖能節(jié)省三根電壓引線，但是電壓、電流回路不獨立，相互影響，有時甚至引起電壓潛動，破壞了計量的可靠性、準(zhǔn)確性，應(yīng)該禁止使用。第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

一、有功計量

3、農(nóng)電接線：采用三塊單相電能表共同計量三相有功電能。主要原因：1、負(fù)荷分散2、很少檢查3、故障時間、平均負(fù)荷等都不了解，很難計算退補電量。4、戶外接線，三相表各相離得太近，容易造成漏電、短路。

第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

一、有功計量3、農(nóng)電接線第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

二、無功計量1、原理圖、相量圖及計算式ⅰbūab在電流、電壓均不對稱和有諧波的情況下，存在測量誤差。

ūaūbūCūCbūcaⅰaⅰCΦ

Φ

Φ

第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

二、無功計量2、跨相三元件無功電能表的現(xiàn)場接線圖

低壓直接接入式

第三節(jié)

三相四線電能表的接線方式

二、無功計量2、跨相三元件無功電能表的現(xiàn)場接線圖

低壓采用TA接入

小結(jié)：直接接入式經(jīng)電流互感器接入式單相電能表接線方式三元件式農(nóng)電三表式三相四線電能表接線方式低壓直通式高壓大電流接地系統(tǒng)，電壓互感器采用YNyn接線傳統(tǒng)的錯誤接線方式有功計量無功計量

跨相三元件無功電能表低壓經(jīng)TA接入式小結(jié)：兩元件式三相三線電能表接線方式高壓大電流經(jīng)互感器接線方式有功計量無功計量

跨相兩元件無功電能表經(jīng)互感器接線方式聯(lián)合接線第五章

電能計量方式與裝表接電工藝

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

電能計量裝置中的附屬部件全電子失壓斷流計時儀

試驗接線盒

鉛封

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

一、試驗接線盒左起：一、二格為A相所設(shè)；三、四格為B相所設(shè)；五、六格為C相所設(shè)；第七格為電壓中性點，連接的中線應(yīng)接地。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

一、試驗接線盒以A相為例，左邊一格為電壓接線盒，其中間的連接片可以方便地接通和斷開A相電壓二次線。當(dāng)連接片接通時，上端三個接線孔1、2、3都與下端進(jìn)線孔同電位，可分別接向電能表的各A相電位進(jìn)線端。右邊為電流接線盒，其中每個豎行各螺釘間分別連通，中間的兩個短路片，上短路片為常閉狀態(tài)平常接通左邊兩豎行（當(dāng)用虛線所示串進(jìn)現(xiàn)場校驗儀后，右移該短路片，斷開左邊兩豎行的直接接通）；下短路片為常開狀態(tài)（更換電能表之前，要先右移該短路片直接短接右邊兩豎行，從而短接TA，保證更換電能表時TA不開路）。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

原理框圖

全電子失壓斷流計時儀

技術(shù)指標(biāo)DL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中明確規(guī)定“貿(mào)易結(jié)算用高壓電能計量裝置應(yīng)裝設(shè)電壓失壓計時器”。主要作用：它通過對電壓互感器二次回路、電流互感器二次回路的監(jiān)視，能適時判斷電能計量裝置的運行狀態(tài)，并詳細(xì)記錄其處于故障期間的各種參數(shù)，以便供電部門對電能計量裝置進(jìn)行管理，追補人為的或非人為的漏計電能，是理想的對電能計量裝置實施監(jiān)視的儀表。

二、全電子失壓斷流計時儀

使用方法主要功能應(yīng)用實例

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

（一）失壓斷流計時儀的原理框圖

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

（二）失壓斷流計時儀主要功能

1．失壓計時2．?dāng)嗔饔嫊r3．故障次數(shù)記錄4．事件記錄5．?dāng)?shù)據(jù)通訊當(dāng)電壓回路（TV二次回路）發(fā)生失壓時，能及時準(zhǔn)確判斷故障的相別，記錄故障累計時間。

當(dāng)電流互感器二次側(cè)（TA）開路時，能及時準(zhǔn)確判斷故障的相別，記錄故障累計時間。記錄失壓、斷流的起始日期、起始時間、終止日期、終止時間。當(dāng)發(fā)生失壓斷流時，儀表內(nèi)部啟動故障次數(shù)計數(shù)器，記錄失壓次數(shù)或斷流次數(shù)。通信終端或上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在無中繼設(shè)備的情況下通信距離不小于1200米。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

（三）、失壓斷流計時儀的使用1．接線。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

（三）、失壓斷流計時儀的使用2．?dāng)?shù)據(jù)清零。

3．編程設(shè)置。5．運行環(huán)境。

4．電池供電。

1．接線。

（四）、主要技術(shù)指標(biāo)1．計時準(zhǔn)確度 <0.5s/d；2．起動電壓 78%UN±1V；3．返回電壓 82%UN±1V；4．起動電流 <0.3%Ib。5．失壓斷流計時儀電流回路阻抗：額定電流為5A時 <0.05Ω；額定電流為1A時 <0.5Ω。（五）現(xiàn)場應(yīng)用實例：1、某110kV變電站“1101”號電能計量裝置失壓斷流計時儀報警，Ia指示燈閃爍報警。經(jīng)查A相回路無電流，計時儀記錄“A相斷流累計時間”14小時之多，檢查二次回路未發(fā)現(xiàn)故障點，初步判斷可能是TA本體故障。隨即停電檢查，發(fā)現(xiàn)A相TA本體線圈至接線端子聯(lián)線老化斷路，從而造成這一故障。更換處理后重新投入運行，未發(fā)現(xiàn)異常。計量人員參考計時儀“A相斷流累計時間”、“A相斷流累計電量”及其它運行數(shù)據(jù)，補收相應(yīng)電量。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

（五）現(xiàn)場應(yīng)用實例：2、某35kV變電站進(jìn)線失壓斷流計時儀報警，Ua、Ub、Uc指示燈閃爍報警，經(jīng)查三相并未失壓，但電壓值偏低，低于失壓儀啟動電壓，因此失壓儀誤報警。經(jīng)檢查并綜合分析，確認(rèn)由于該變電站地處偏遠(yuǎn)，位于線路末端，一次電壓在一定時間內(nèi)嚴(yán)重偏低，造成誤報警。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

（五）現(xiàn)場應(yīng)用實例：3、2005年5月，某柴油機(jī)廠主計量裝置計時儀報警。經(jīng)查Ua指示燈閃爍，記錄“A相失壓累計時間”5小時19分鐘，多功能電能表記錄與此相符。停電后檢查A相電壓互感器一次保險熔斷，更換后恢復(fù)正常運行。計量人員計算追補電量后，通知至電費部門，計入當(dāng)月該客戶電量。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

二、全電子失壓斷流計時儀

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

三、鉛封

鉛封鉗安裝鉛封的位置及意義鉛封安裝在電能表表蓋、電能表接線盒、電流互感器二次出線盒、電能計量箱（柜）的閉合螺絲上。圓形鉛封直徑約一厘米，中間有兩個小眼，穿進(jìn)并壓緊環(huán)形尼龍繩，尼龍繩的環(huán)套套進(jìn)計量設(shè)備閉門螺絲的頂端A（有個小孔）和盒蓋上的固定小孔B，如有人擅自擰開螺絲打開計量設(shè)備必將破壞鉛封，為查獲擅自動用計量設(shè)備的行為提供依據(jù)。鉛是較軟的金屬，中間穿進(jìn)環(huán)形尼龍繩后，用帶有專用印模的鉛封鉗一夾，印模上的標(biāo)記和編號就打印在了鉛封上。鉛封還是計量管理權(quán)限的一種象征。鉛封鉗的管理

鉛封鉗專人專用且必須按不同的專業(yè)配備，數(shù)量由各使用單位申請，報電能計量管理機(jī)構(gòu)審批后才能發(fā)放。鉛封鉗的編號由單位、班組和序號組成。任何個人不得同時持有兩把鉛封鉗，也不得持有本崗位以外的鉛封鉗。鉛封鉗必須妥善保管，不得外借和交換使用。丟失鉛封鉗，持鉗人應(yīng)立即向本單位報告，并采取相應(yīng)的補救措施。職工調(diào)離計量崗位，應(yīng)上交原來使用的鉛封鉗，并作好檔案記錄。各單位如需添加、更換新的鉛封鉗，應(yīng)向電能計量管理機(jī)構(gòu)申請，統(tǒng)一配制，并封存舊的鉛封鉗。

第四節(jié)電能計量裝置中的附屬部件

鉛封的管理：下列事件屬營業(yè)工作差錯或營業(yè)責(zé)任事故：①遺失鉛封鉗、遺失鉛封（包括應(yīng)回收的舊鉛封）；②加封字跡不清，鉛封邊緣不整齊，鉛芯壓得過淺過松，加封不登記；③啟封時不認(rèn)真檢查，沒識別出偽造鉛封，使竊電客戶或人員逃脫處理；④鉛封鉗及鉛封管理員未執(zhí)行領(lǐng)用登記制度，未登錄臺帳，鉛封數(shù)與實際不符；⑤持鉗人領(lǐng)用鉛封未逐日逐個登記、領(lǐng)用數(shù)與實際數(shù)不符；⑥計量專責(zé)未按要求進(jìn)行鉛封管理。

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝一、低壓電能表的安裝

二、高壓電能表的安裝三、電壓及電流互感器的選用及安裝四、二次回路安裝及接線工藝

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝

高供低計的用戶，計量點至變壓器低壓側(cè)的電氣距離不宜超過20米，對加熱系統(tǒng)的距離不得少于0.5m。安裝地點周圍環(huán)境應(yīng)干凈明亮，使表計不易受損、受震、不受磁力及煙灰影響，無腐蝕性氣體、易蒸發(fā)液體的侵蝕；能保證電能表運行安全可靠，抄表讀數(shù)、校驗、檢查、輪換裝拆方便；電能表原則上裝于室外的走廊、過道、公共的樓梯間。高層住宅一戶一表，宜集中安裝于位于一、二樓的專用配電間內(nèi)，裝表地點的環(huán)境溫度應(yīng)不超過電能表技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。一、低壓電能表的安裝

電能表的安裝高度，對計量屏，應(yīng)使電能表水平中心線距地面0.6-1.8米；安裝在墻壁上的計量箱高為1.6~2.0米。單戶表箱安裝布置原則采取橫向一排式，如因條件限制，允許上、下兩排布置，但上表箱底對地面垂直距離不應(yīng)超過2.1m。裝設(shè)在高層住宅專用配電間內(nèi)的表箱底部對地面的垂直距離不得少于0.8m。單相電能表之間的距離不得小于30mm，三相電能表的空間距離及表與表之間的距離均不應(yīng)小80mm，電能表與屏邊最小距離應(yīng)大于40mm。

低壓三相供電的計量裝置表位在室內(nèi)進(jìn)門后3m范圍內(nèi)；單相供電的用戶，計量表位應(yīng)設(shè)計在室外；凡城市規(guī)劃指定的主要道路兩側(cè)，表計應(yīng)裝設(shè)在室內(nèi)；基建工地和臨時用電戶電能計量裝置的表位應(yīng)設(shè)計在室外，裝設(shè)在固定的建筑物上或變壓器臺架上。一、低壓電能表的安裝

一、低壓電能表的安裝裝設(shè)在計量屏(箱)內(nèi)的開關(guān)、保險等設(shè)備應(yīng)垂直安裝，上端接電源，下端接負(fù)荷。相序排列順序從左側(cè)起為A、B、C或A、B、C、N。電能表安裝必須牢固垂直，每只表除掛表螺絲外，至少有一只定位螺絲，使表中心線朝各方向的傾斜不大于1。安裝在絕緣板上的三相電能表，若有接地端鈕，應(yīng)將其可靠接地。在多雷地區(qū)，計量裝置應(yīng)裝設(shè)防雷保護(hù)，如采用低壓閥型避雷器。裝表時，必須嚴(yán)格按照接線盒內(nèi)的接線圖操作；對無圖示的電能表，應(yīng)先查明內(nèi)部接線?？捎萌f用表現(xiàn)場測量各端鈕之間的電阻值，一般電壓線圈阻值在千歐數(shù)量級，電流線圈的阻值近似為零。若在現(xiàn)場難以查明電能表的內(nèi)部接線時應(yīng)將表退回。

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝一、低壓電能表的安裝

操作時應(yīng)遵循以下接線原則：①單相電能表必須將相線接入電流線圈首端；②三相電能表必須按正相序接線；③三相四線電能表必須接零線；④電能表的零線必須與電源零線直接連接，進(jìn)出有序，不允許互相串聯(lián)，不允許采用接地、接金屬外殼代替；⑤進(jìn)表導(dǎo)線與電能表接線端鈕應(yīng)為同一種金屬導(dǎo)體。

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝一、低壓電能表的安裝

進(jìn)表導(dǎo)線裸露部分必須全部插入接線孔內(nèi)，并將接線盒中壓線螺絲自上而下逐個擰緊，線小孔大時，應(yīng)加輔助線，設(shè)法使入表線達(dá)到接線孔1/2及以上。帶電壓連片的單相電能表，安裝時應(yīng)檢查其接觸是否良好，低壓電能表入表線的額定電壓規(guī)定不超過500V。經(jīng)電流互感器接入的電能表，其標(biāo)定電流不宜超過電流互感器額定二次電流的30%，其額定最大電流應(yīng)為電流互感器額定二次電流的120%左右。直接接入式電能表的標(biāo)定電流應(yīng)按正常運行負(fù)荷電流的30%左右進(jìn)行選擇。

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝二、高壓電能表的安裝

高壓電能表必須安裝在電能計量箱（柜）或高壓開關(guān)柜中，在與電壓互感器及電流互感器二次回路連接時，必須經(jīng)過計量專用的端子排或?qū)Ｓ玫脑囼灲泳€盒，以便進(jìn)行實負(fù)荷校驗和帶電更換電能表。在沒有中性線的三相（非有效接地）系統(tǒng)中，可采用只有兩相電流元件的三相三線高壓電能表，而在有中性線或中性點接地的三相（有效接地）系統(tǒng)中，則必須采用三相四線三元件的高壓電能表。在安裝高壓電能計量裝置時，應(yīng)考慮到用電負(fù)荷的性質(zhì)及供電方式，若計量單機(jī)容量在100MW及以上發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)貿(mào)易結(jié)算電量的電能計量裝置和電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間購銷電量的電能計量裝置，在條件許可情況下應(yīng)配置準(zhǔn)確度等級相同的主副兩套有功電能表。為了提高低負(fù)載（即負(fù)荷電流?。┯嬃康臏?zhǔn)確性，應(yīng)選用允許過載4倍及以上的電能表。

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝二、高壓電能表的安裝當(dāng)需要在一組互感器的二次回路中安裝多塊電能表(包括有功電能表、無功電能表、最大需量表、多費率電能表等)時，必須遵循以下接線原則：①每塊電能表仍按本身的接線方式連接；②各電能表同相所有的電壓線圈并聯(lián)，所有的電流線圈串聯(lián)；③保證電流二次回路的總阻抗不超過電流互感器的二次額定阻抗值；④I、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2％；其它電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5％。

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝三、電壓及電流互感器的選用及安裝設(shè)備選用原則：《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，對Ⅰ、Ⅱ類電能計量裝置，應(yīng)選用0.2S級的電流互感器和0.2級的電壓互感器，對Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類電能計量裝置，應(yīng)選用0.5S級的電流互感器，對Ⅲ、Ⅳ類電能計量裝置，應(yīng)選用0.5級的電壓互感器。為防止電壓互感器一、二次之間絕緣擊穿，防止高電壓竄入低壓側(cè)危及人員與設(shè)備的安全，電壓互感器二次側(cè)必須可靠接地。電壓互感器、電流互感器在電力系統(tǒng)中的位置

第五節(jié)電能計量裝置的安裝與接線工藝四、二次回路安裝及接線工藝

在對高壓電能計量裝置的二次進(jìn)行布線安裝時，要為以后檢查接線創(chuàng)造有利的工作條件。將三相電壓及電流線按正相序A、B、C用黃、綠、紅顏色分開，互感器二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線。電流二次回路，連接導(dǎo)線截面積應(yīng)按電流互感器的額定二次負(fù)荷計算確定，至少應(yīng)不小于4mm2。而對于電壓二次回路，連接導(dǎo)線截面積應(yīng)按允許的電壓降計算確定，但至少應(yīng)不小于2.5mm2。

四、二次回路安裝及接線工藝

在對有功、無功電能表聯(lián)合接線時，由于接線較多，可將進(jìn)出電能表接線盒的電流進(jìn)線、電壓線、電流出線隨空間按層次分布，有利于以后接線的檢查。二次回路連接線要求走徑合理，布線整齊美觀。工藝要求做到橫平豎直，盡量減少交叉，固定良好。另外，二次導(dǎo)線制作90度直角彎時，應(yīng)注意角度不要太尖，留有適當(dāng)?shù)幕《龋悦鈸p傷導(dǎo)線。

固定扎線的距離要一致，間距在150mm左右。二次線兩端接電能表和接線盒端子處，應(yīng)給導(dǎo)線留有一定的裕度，可接成下垂的弧形，俗稱“滴水彎”。接線時弧形要適中不要過大，這樣，既能防止因線頭損傷后重新接線時，造成線不夠長而換線，又能防止導(dǎo)線長期受力而造成導(dǎo)線機(jī)械疲勞。小結(jié)：失壓斷流計時儀附屬部件結(jié)構(gòu)作用低壓電能表計量箱（屏）的安裝及接線原則鉛封原理功能使用結(jié)構(gòu)管理接線工藝接線盒高壓電能表計量箱（屏）的安裝及接線原則電壓及電流互感器的選用及安裝二次回路安裝及接線工藝

三相電能計量裝置的

錯誤接線及退補電量計算第六章1、更正系數(shù)：計量裝置正確接線下用戶消耗的真實功率值P真與錯誤接線下形成的實測功率值P計之比，即

第一節(jié)錯誤接線下更正系數(shù)的定義及意義W計是錯誤接線時電能表所計量的抄見電能量W真是在一個抄表期內(nèi)正確接線時用戶所消耗的真實電能量有了P計和GX的值可以推算出該抄表期內(nèi)用戶消耗的真實用電量W真，即：

通過更正系數(shù)GX，可從抄見電能量W計中推算出用戶所消耗的真實電能量W真第一節(jié)錯誤接線下更正系數(shù)的定義及意義其中正確計量方式下的P真是固定不變的：三相三線兩元件有功電能表為

三相四線三元件有功電能表為GX的值變化規(guī)律如下:

GX>1，表明計量裝置少記電量；

GX=l，表明計量裝置計量正確；

0<GX<1，表明計量裝置多記電量；

GX<0，表明計量裝置表盤反轉(zhuǎn)。

第一節(jié)錯誤接線下更正系數(shù)的定義及意義[例1]某廠一套高供高計兩元件有功電能計量裝置，雙月抄表，原抄讀數(shù)為3000，二個月后抄讀數(shù)為1000，電流互感器變比

為100／5，電壓互感器變比為6000／100，已知該錯誤接線時的功率表達(dá)式為，平均功率因數(shù)為0.9(滯后)，求該用戶這兩個月來真實消耗的電能量。第一節(jié)錯誤接線下更正系數(shù)的定義及意義解：分析可知計度器字輪在倒轉(zhuǎn)。先求更正系數(shù)，因為

得的抄見電量為W計=1000-3000=2000kW·h二個月的真實消耗的電量為：

第二節(jié)

三相三線有功電能計量裝置的

錯誤接線及更正系數(shù)正確接線圖、相量圖我國配電網(wǎng)的大用戶有功、無功電能計量采取三相三線兩元件電能表。TV二次有24種接線，其中6種是常見的；TA二次有8種常見接線，每一種TV二次接線都可以與8種TA二次接線相組合，演變出6×8=48種常見的接線，這48種接線均可用“三相電能表現(xiàn)場校驗儀”檢測出來。第二節(jié)

三相三線有功電能計量裝置的

錯誤接線及更正系數(shù)左邊列出了TV二次輸出端極性的四種可能接法:Ⅰ、Ⅱ全正；Ⅰ正Ⅱ反；Ⅰ反Ⅱ正；Ⅰ、Ⅱ全反。

右邊三根TV二次接依次輪換或互相交叉共有六種可能。共4×6=24種電壓二次接線

TA輸出端與電能表電流輸入端之間可能出現(xiàn)的8種接線。

TV二次6種常見接線；TA二次有8種常見接線，共6×8=48種常見的接線。Φ

Φ

ⅰaⅰbⅰCūbūa

ūc-ūa

-ūc-ūbūCbūacūbaūabūbCūca-ⅰb-ⅰa-ⅰCΦ

計算更正系數(shù)的準(zhǔn)備知識對稱三相電路負(fù)載星形聯(lián)接時的相量圖,包括18個相量。ūbūa

ūc-ūa

-ūc-ūbūCbūacūbaūabūbCūca六個線電壓的箭頭端組成一個六邊形---六角圖12個電壓相量將四個象限分成了12個等份，每份，這是找相量間角度的參照系。

超前與滯后的規(guī)定求更正系數(shù)實例一求更正系數(shù)實例二求更正系數(shù)實例三求更正系數(shù)實例四判斷三相三線有功電能計量

裝置錯誤接線的最簡方法判斷三相三線兩元件電能表運行是否正常的最簡方法稱為“斷b相電壓法”，如所示，用于無專用測試設(shè)備時的快速判斷?！皵郻相電壓法”要求測試時間充足，至少五分鐘以上，使積累的鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)或電子表的脈沖數(shù)較多，否則會出現(xiàn)誤判斷。第三節(jié)、繪制相量圖判斷

三相三線有功電能計量裝置的錯誤接線正確接線圖、相量圖第三節(jié)、繪制相量圖判斷

三相三線有功電能計量裝置的錯誤接線兩元件有功電能表的線電壓相互間的相位差均為60°，把各線電壓的箭頭端用虛線連接起來，就形成一個六角圖