电能计量培训

1、 第一部分第一部分 基本知识基本知识介绍介绍第二部分第二部分 电能计量装置常见电能计量装置常见故障分析故障分析第一部分第一部分 基本知识介绍基本知识介绍 一、一、 电气设备运行的一些参数电气设备运行的一些参数 二、电气运行参数之间的一些关系二、电气运行参数之间的一些关系三、电能表的基础知识三、电能表的基础知识一、一、 电气设备运行的一些参数电气设备运行的一些参数1、什么叫、什么叫“电压电压”、“相电压相电压”、“线线电压电压”？ 1）电压就是电路中两点间的电位差； 2）相电压：交流电路中，每相与零线间的电压； 3）线电压：三相交流电路中，相与相之间的电压 。2、电流、电流：自由电子流动就产生电

2、流3、有功功率：、有功功率：单位时间内发出或消耗电能量大小（电能量与其他能量转换的速率）4、无功功率：、无功功率：用来建立交变磁场的功率5、功率因数：、功率因数：又叫力率，是有功功率与视在功率的比值6、感性负荷：、感性负荷： 交流电通过带线圈设备时，线圈中存在产生感应电动势并阻碍电流变比的作用，叫感抗，这些设备就是感性负载7、容性负荷：、容性负荷： 交流电流过具有电容的电器时，电容有阻碍交流流过的作用这种作用叫容抗，这些负载就叫容性负载 8、正相序：、正相序： 在三相交流电相位的先后顺序中，其瞬时值按时间先后从负值向正值变化，经零值的依次顺序称正相序，反之叫逆相序。 正相序有三种形式： ABC

3、、BCA、CAB 逆相序有：ACB、 BAC、CBA9、什么叫相位超、什么叫相位超前：前： 所谓相位超前就是在同一个周期内，一个正弦比另一个正弦早到达零值，叫相位超前。 反之叫相位反之叫相位滞后滞后。二、电气运行参数之间的一些关系（二、电气运行参数之间的一些关系（1） 三相交流系统中，线电压比相电压相位超前30； 有效值是相电压的3倍。 如低压三相四线电网中，相电压为220V，线电压为380V。 同一感性负载电路中，相电流滞后于其相电压，滞后的角度大小视功率因数大小而定；纯感性负载电流滞后电压90度。二、电气运行参数之间的一些关系（二、电气运行参数之间的一些关系（2） 同一容性负载电路中： 相

4、电流相位超前其相电压。纯容性负载电流超前电压90度。如下图：二、电气运行参数之间的一些关系（二、电气运行参数之间的一些关系（3） 功率因数的大小决定了相电压与其电流的夹角大小。 功率因数越大，其夹角越小。反之则反。二、电气运行参数之间的一些关系（二、电气运行参数之间的一些关系（4）三、电能表的基础知识三、电能表的基础知识1、三相三线电能表由两个驱动元件组成： 叫 A元件与元件与C元件。元件。A元件接入元件接入Uab与与IaC元件接入元件接入Ucb与与Ic其计量功率表达式：其计量功率表达式：P=Pa+Pc=UabIacos（30+）+UcbIccos（30-）=3UI coc 三相三线电能表接线

5、图三相三线电能表接线图三相三线电能表接线六角图三相三线电能表接线六角图2、三相四线电能表三相四线由三个驱动元件组成。分别为： A元件，接入电压元件，接入电压Ua和电流和电流Ia； B元件，接入电压元件，接入电压Ub和电流和电流Ib； C元件，接入电压元件，接入电压Uc和电流和电流Ic；P=Pa+Pb+Pc=UaIaCoS+UbIbcos+UcIccos=3UIcoc=3 UIcos三相四线电能表接线六角图三相四线电能表接线六角图3、电能表常数电能表常数： 电能表的转盘在每千瓦.小时（KWh）所需要转的圈数称为电能表常数。单位：r/kwh（转/千瓦。时）。 在电子式多功能电能里是每千瓦.小时（K

6、Wh）所需要电子脉冲称为电能表脉冲常数（imp/kw.h）电能表的准确度等级： 表示电能表规定的允许误差范围。 如：准确度等级为1.0/2.0级的多功能表,表示有功误差允许在1.0%内,无功允许在2.0%。3、电子式多功能电能表 电子式多功能电能表工作原理： A、B、C三相电压、电流经A/D模拟数据转换器变为与电流、电压成正比的脉冲信号，然后进入专用的集成电路进行电能量等各项分析计算，并将其结果保存在数据存储器中，同时向外部接口提供信息和进行数据交换。5、电能表六角图（向量图）、电能表六角图（向量图） 所谓六角图 ： 就是利用功率表测量电流相位的一种方法，它是一种简单有效的相位检测方法。 因为

7、相电流与线电流共有六个方向，所以向量图又叫六角图。 UaUbUcIaIbIcIabIbcIca测量六角图的作用测量六角图的作用 测量电能表六角图的作用是通过测量接入电能表的电压与电流方向，对比电气设备运行时固有的电气参数特性，分析判断电能表接线是否正确。举例（1）已知接线情况画六图图 一高供低计用户，感性负荷三相对称，电压相序正确，电流回路接线正确，无功过补偿运行,功率因数为0.96(C),画出电能表接线六角图（cos=0.96 得=16.26）举例（2）根据已知六角图，判断接线情况1、电压逆相序（反相序）2、电流回路接线异常，C相电流反极性。3、电流滞后电压30，判定负荷性质为感性。4、依一

8、、二次电流及CT变比判断回路接触是否异常。计量装置检测安全注意事项计量装置检测安全注意事项 1、严禁CT二次回路开路； 2、严禁PT二次回路短路或接地； 3、防止误碰邻近开关设备； 4、防止试验设备操作不当造成意外 5、试验过程必须设专人监护。第二部分第二部分 电能计量装置常见故障分析电能计量装置常见故障分析一、单相电能表的接线一、单相电能表的接线二、三相三线电能表接线二、三相三线电能表接线三、三相四线电能表的接线三、三相四线电能表的接线 四、互感器的接线分析四、互感器的接线分析一、一、单相电能表的正确接线单相电能表的正确接线1 1、单相电能表直接接入式、单相电能表直接接入式（2 2）、接线原

9、则：）、接线原则： IAN UAN AN（3 3）、相量图）、相量图（4 4）、计量功率）、计量功率（1 1）、接线图）、接线图P=UIcos =UIcos UANIAN.2 2、单相电能表经电流互感器接入式单相电能表经电流互感器接入式 （1 1）、接线图）、接线图 （3 3）、计量功率）、计量功率 P=UIcos =UIcos（2）、接线原则）、接线原则ANUaI二、单相有功电能表的错误接线二、单相有功电能表的错误接线1 1、火线和零线互换、火线和零线互换（1 1）、接线图）、接线图（2 2）、接线原则：）、接线原则：（3 3）、相量图）、相量图（4 4）、计量功率）、计量功率P=UNAIN

10、Acos =UIcos（5 5）、）、结论：结论：电能表电能表正转，当负荷侧接地易正转，当负荷侧接地易漏计电量。漏计电量。 NAUANIAN INA UNA NAINAU2 2、电压钩断开或接触不良、电压钩断开或接触不良（1 1）、接线图）、接线图（2 2）、接线原则）、接线原则（3 3）、相量图）、相量图（4 4）、计量功率）、计量功率P=IUcos=0（5 5）、结论）、结论 电表不转电表不转ANII0U3 3、电流互感器二次侧、电流互感器二次侧短路短路 （1 1）、接线图）、接线图 （3 3）、计量功率）、计量功率 P=IUcos=0 （4 4）、）、结论结论 电表不转电表不转（2）、接

11、线原则）、接线原则U0I*4 4、电能表极性接反、电能表极性接反（2 2）、接线原则：）、接线原则： （3 3）、相量图）、相量图（4 4）、计量功率）、计量功率（1 1）、接线图）、接线图ANP=IUcos（1800-） =-IUcosIAN UAN -IAN1800-(5)、结论：、结论： 电能表圆盘反转电能表圆盘反转ANUNAI 三相三线电能表接线三相三线电能表接线一、三相三线电能表的正确接线一、三相三线电能表的正确接线1 1、三相三线低压电路有功电能的接线、三相三线低压电路有功电能的接线接线原则：接线原则： 30+30-计量功率：计量功率：P=IUcos（30+）+cos（30-）P=

12、3IUcos*UAUABUCBUCIcIaIbUBABUAICBUCI2 2、三相三线高压电路有功电能的接线、三相三线高压电路有功电能的接线UaUbUcIaIbIcUabUcb接线原则：接线原则：30+30-计量功率：计量功率：P=IUcos（30+）+cos（30-）P=3IUcos*abUaIcbUcI.二、三相三线电能表的错误接线二、三相三线电能表的错误接线1 1、电流回路错误接线、电流回路错误接线（1 1）、电流互感器二次侧）、电流互感器二次侧a a相反接相反接UaUbUcIaIbIcUabUcb接线原则接线原则:60+90-30-*计量功率：计量功率：P=IUcos（150-）+co

13、s（30-）P=IUsin-Ia正确计量功率正确计量功率 ：P=3IUcosabUaIcbUcI0306090COS10.860.50功率功率P3UI3/2UI3/2UI0圆盘转数圆盘转数快快较快较快较慢较慢不转不转正确接线：正确接线：P=3IUcos错误接线：错误接线：P =IUsin0306090COS10.860.50功率功率P0UI3/2UIUI圆盘转数圆盘转数不转不转慢慢较慢较慢快快2 2、电压回路错误接线、电压回路错误接线（1 1）、电压互感器二次侧）、电压互感器二次侧U Uabab反接反接UaUbUcIaIbIcUabUcb接线原则：接线原则：180-30-30-计量功率：计量功

14、率：P=IUcos（150-）+cos（30-）P=IUsinUba*baUaIcbUcIUaUbUcIaIbIcUabUcb接线原则：接线原则：180-30-30+*Uba（2 2）、电能表电压进线）、电能表电压进线abab相互接错相互接错计量功率：计量功率：P=IUcos（150-）+cos（30+）P=0UcabaUaIcIcaU3 3、电流回路和电压回路同时接错、电流回路和电压回路同时接错（1 1）、电压回路）、电压回路abab接错，接错，A A相电流互感器二次接反相电流互感器二次接反UaUbUcIaIbIc接线原则：接线原则：30+30+Uba计量功率：计量功率：P=IUcos（30

15、+）+cos（30+）P= 3UI（ cos - 3/3sin ）Uca*-IaaIbaUcaUcI 三相四线电能表的接线三相四线电能表的接线一、三相四线电能表的正确接线一、三相四线电能表的正确接线UaUbUcIaIbIc计量功率：计量功率：P=P1+P2+P3=3IpUpcos*二、三相四线电能表的错误接线二、三相四线电能表的错误接线1、电流回路短路故障、电流回路短路故障（1）、电流回路一相短路）、电流回路一相短路UAUBUCIaIb=0Ic计量功率：计量功率：P=P1+P3=2IpUpcos 少计少计1/3的电量的电量*（2）、电流回路两相短路）、电流回路两相短路UBUAUCIa=0IbI

16、c=0计量功率计量功率：P=P2=IpUpcos 少计少计2/3的电量的电量*（3）、电流回路三相短路）、电流回路三相短路UBUAUCIa=0Ib=0Ic=0计量功率计量功率：P=0 电能表停转电能表停转*2、电压回路开路故障、电压回路开路故障（1）、电压回路一相开路）、电压回路一相开路UBUA=0UCIAIBIC计量功率计量功率：P=P2+P3=2IpUpcos 少计少计1/3电量电量*（2）、电压回路两相开路）、电压回路两相开路UA=0UB=0UCIAIBIC计量功率：计量功率：P=P3=IpUpcos 少计少计2/3的电量的电量*（3）、电压回路三相开路）、电压回路三相开路UA=0UB=

17、0UC=0IAIBIC计量功率：计量功率：P=0 电能表不转电能表不转*3 3、电流互感器二次极性接反、电流互感器二次极性接反（1 1）、一相电流反接）、一相电流反接ABCNINUAUBUCIAIBIC-IA计量功率：计量功率：P=IpUpcos（180-）+IpUpcos +IpUpcos =IpUpcos 180- *AUaIBUbICUcI.（2 2）、两相电流反接）、两相电流反接UAUBUCIAIBIC-IA计量功率：计量功率：P=IpUpcos（180-）+IpUpcos (180-） +IpUpcos = - IpUpcos 180- 180- ABCNIN-IB*AUaIBUCU

18、cIbI.（3 3）、三相电流反接）、三相电流反接UAUBUCIAIBIC-IA计量功率：计量功率：P=IpUpcos（180-）+IpUpcos (180-) +IpUpcos（180- ） = - 3IpUpcos 180- 180- 180-IBABCNIN-IC*AUaIBUbICUCI（5 5）、三相电流电压不同相）、三相电流电压不同相UAUBUCIAIBIC 120- 120- 120-计量功率：计量功率：P=IpUpcos（120-）+IpUpcos （120+）+IpUpcos（120-） =3IpUpcos （120-）ABCNIN*AUCUAIBICIBU（6 6）、）、A

19、 A、B B两相电流电压不同相，两相电流电压不同相，A A相电流反接相电流反接UAUBUCIAIBIC计量功率：计量功率：P=IpUpcos（60+）+IpUpcos （120+）+IpUpcos = UpIp（ cos - 3sin ）ABCNINU0 60+ 120+ -IA*CUBUCIAIBIAUABCNINUn(7)(7)、电压线圈中性点与电路中性线断开、电压线圈中性点与电路中性线断开P=IAUAcos+IBUBcos+ICUCcos=IAUANcos+IBUBNcos+ICUCNcos-UN（IA+IB+IC）cosN三相平衡：三相平衡： P=P三相不平衡：三相不平衡： 误差：误差

20、：P=UNINcosN结论：结论：电能表反电能表反应的功率比实际应的功率比实际功率少计功率少计P 。中性线一定要接中性线一定要接牢。牢。*NANAUUUNBNBUUUNCNCUUU0CBAIII0CBAIII 互感器的接线分析互感器的接线分析 一、电压互感器一、电压互感器 （一）、（一）、二次侧断线的分析二次侧断线的分析 步骤：步骤： A A、选择仪表；、选择仪表； B B、测量、测量a a、b b、c c各线电压；各线电压； C C、根据测量数据判断有无断线。、根据测量数据判断有无断线。 Ubc=100V Uab=Uca=0 则则a相断线相断线 Uca=100V Uab=Ubc=0 则则b相

21、断线相断线 Uab=100V Ubc=Uca=0 则则c相断线相断线 （空载时）（空载时） a b cA B CV（二）、（二）、一次侧断线的分析一次侧断线的分析 结果分析：结果分析：一次侧断一次侧断线相别线相别接线方式接线方式二次侧电压二次侧电压UabUbcUcaA相相V形接线形接线Y形接线形接线057.710010010057.7B相相V形接线形接线Y形接线形接线5057.75057.7100100C相相V形接线形接线Y形接线形接线100100057.710057.7 a b cA B Ca b cA B C*（三）实例分析（三）实例分析1、Vv接线时一次第一相熔丝断压接线时一次第一相熔丝

22、断压2）、相量图）、相量图Uu.Uv.Uw.Iu.Iw.Uwv.1）、分析：）、分析：断开第一相电压时，断开第一相电压时，Uu=0,故故 Uuv=03）、计量功率：）、计量功率：P=P1+P2 =0+UwvIwcos（30） =UIcos(30)Uuv.2、 Vv接线时一次第二相熔丝断压接线时一次第二相熔丝断压2）、相量图）、相量图Uuv.Uwv.Uu.Uuv.Uwv.Uv.Uw.Iu.Iw.1）、分析：）、分析：一元件一元件二元件二元件 Uuv .Iu.Uwv.Iw.3）、计量功率：）、计量功率：P=P1+P2 =1/2UuwIucos(30-)+ 1/2UwuIwcos(30+) =3/2

23、UIcos3、星形（、星形（Y，yn）接线时电压互感器（一次断线）接线时电压互感器（一次断线）（1）、一次断）、一次断U相相 2）、相量图）、相量图UVWuvw.Uu.Uv.Uw.Iu.Iw.Uwv.-Uv.1）、分析：）、分析：一元件一元件 二元件二元件 -Uv.Iu.Uwv.Iw.3）、计量功率：）、计量功率：P=P1+P2 =UuIucos(60+)+ UwvIwcos(30-) =2/3UIcos（2）、一次断）、一次断V相相 2）、相量图）、相量图UVWuvw.Uu.Uv.Uw.Iu.Iw.1）、分析：）、分析：一元件一元件 二元件二元件 Uu.Iu.Uw.Iw.3）、计量功率：）、

24、计量功率：P=P1+P2 =UuIucos+ UwIwcos =2/3UIcos（3）、一次断）、一次断W相相 2）、相量图）、相量图UVWuvw.Uu.Uv.Uw.Iu.Iw.-Uv.1）、分析：）、分析：一元件一元件 二元件二元件 Uuv.Iu.-Uv.Iw.3）、计量功率：）、计量功率：P=P1+P2 =UuvIucos(30+)+ UvIwcos(60-) =2/3UIcosUuv.（三）、互感器的极性反接分析（三）、互感器的极性反接分析 1 1）、电压互感器为）、电压互感器为V V形接线形接线c c相极性接反相极性接反 a b cA B CUaUbUc-UbcUabUacUac=-Uca=Uab-UbcUac=3Uab=3Ubc =3100=173结论：结论：只要测的三个二次电只要测的三个二次电压中有一个增加压中有一个增加33倍，就倍，就说明有极性接反的情况。说明有极性接反的情况。Ubc-Ubc 2 2）、电压互感器为）、电压互感器为Y Y形接线形