电能计量课件

第七章电能计量装置的接线检查

电能计量装置的接线检查分为停电检查和带电检查两种。

1．停电检查新装互感器、更换互感器以及二次回路的电能计量装置投入运行之前，都必须在停电的情况下进行接线检查。对于运行中的电能计量装置，当无法判断接线正确与否或需要进一步核实带电检查的结果时，也要进行停电检查。停电检查的内容：检查电能表接线正确与否、互感器的变比、极性、三相互感器的接线组别以及进行二次电缆导通和接线端子标志的核对。2．带电检查对于经过停电检查的电能计量装置，在投入运行后首先应进行带电检查。对于正在运行中的电能计量装置也应定期进行带电检查。

第七章电能计量装置的接线检查

第一节互感器的错误接线分析第二节有功电能表的错误接线分析第三节电能计量装置接线检查的相量图法第四节电量的抄读及退补电量的计算第一节互感器的错误接线分析

一、电流互感器绕组极性接反时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析

1．电流互感器为两相星形（V形）接线，二次α相绕组极性接反时

在图7-1所示的三相三线电路中，根据基尔霍夫电流定律，得到，此时α相的电流为，所以，当三相负载对称时，则，b线电流值提高了倍。

结论：电流互感器采用V形接线时，任何一台互感器绕组的极性接反，则公共线上b相电流都要增大倍。

2．电流互感器为三相星形（Y形）接线，二次α相绕组极性接反时在图7-2所示的三相三线电路中，根据KVL定律，得到，此时的α相电流为，因为，所以。结论：电流互感器采用Y形连接时，任何一台互感器绕组的极性接反，则公共接线上的电流In为每相电流值的2倍。

二、电流互感器公共线断开时情况分析

1．电流互感器为V形接线，公共接线断开时原理接线图和等值电路图如图7-3所示。

根据电流源和电压源的等值变换原理，将和等值变换为电压源。等效电压源的电动势、，忽略Zb，可以得到图7-4的等值电路图。通过过图图7-4，根根据据叠叠加加原原理理，，首首先先求求出出同理理得得到到结论论：：电电流流互互感感器器采采用用V形连连接接时时，，当当公公共共线线断断开开时时，，流流过过电电能能表表电电流流线线圈圈的的电电流流比比原原值值减减小小了了0.866倍，且相相位也发发生改变变了。2．电流互感感器为Y形连接,公共接线线断开时时电流互感感器为Y形连接公公共线断断开时的的原理接接线图和和等值电电路图如如图7-5所示。根据节点点电位法法求出公共线未未断开前前，得到到公共线断断开后，，各相的的故障电电流为、、和。从从等值电电路图中中得到所以三、电压压互感器器一次断断线时情情况分析析正常情况况下，电电压互感感器二次次线电压压为100V，即Uαb＝Ubc＝Ucα＝100（V）。如果果线路出出现故障障，则二二次线电电压将发发生变化化。1．电压互互感器为为V，v接线，一一次A相断线如图7-6所示，由由于A相断线，，故二次次对应绕绕组无感感应电动动势所以Uαb＝0（V），Ucα＝Ubc＝100（V）同理，可可推出C相断线时时，Uαb＝Ucα=100（V），Ubc＝0（V）。2．电压互互感器为为V，v接线，一一次B相断线如图7-7所示，B相断线，，对两个个互感器器来讲，，如同是是单相串串联，外外加电压压只有Ucα，此时一一、二次次的电压压比为仍仍然是KU所以Ucα＝100V，Uαb＝Ubc＝Ucα/2＝50（V）3．电压互互感器为为Y，y接线，一一次A相（或B相、C相）断线线如图7-8所示，A相断线后后，A相绕组无无感应电电动势，，故Uao＝0（V），所以Uab＝Uca＝Up（相电压压）＝57.7（V），而Ubc（与断相相无关的的线电压压）仍然然为100（V）。四、电压压互感器器二次断断线时情情况分析析当电压互互感器二二次断线线时，其其二次电电压值与与互感器器的接线线形式无无关，而而与互感感器是否否接入二二次负载载有关。。1．二次a相断线电压互感感器二次次接有负负载，为为一只三三相三线线有功电电能表（（其接线线方式为为和）和和一只三三相三线线无功电电能表（（其接线线方式为为和），，则二次a相断线时时原理接接线图如如图7-9（a）所示。其其等值电电路如图图7-9（b）所示。。所以Ubc＝100V，2．二次b相断线如果二次次接有同同前一样样的负载载，当b相断线时时，可画画出图7-10（b）所示的的等值电电路图。。按阻抗大大小分配配得到的的电压值值为Uca＝100（V）Uab＝（2/3）×100＝66.7（V）Ubc＝（1/3）×100＝33.3（V）五、电压压互感器器绕组的的极性接接反时情情况分析析1．电压互互感器为为V，v接线，若若二次ab相极性接接反时由图7-11（a）所示得到到二次绕绕组b的同名端端与一次次绕组A的同名端端相对应应，因此Uca＝173（V），Uab＝Ubc＝100（V）结论：电电压互感感器采用用V,v接线，若若二次或或一次的的任一个个绕组极极性接反反时，其其二次电电压Uab和Ubc仍为100V，而Uca为173V。2．电压互互感器为为Y，y接线，若若a相绕组极极性接反反时如图7-12（a）所示，，由于a相绕组极极性接反反，因此此的相位位与相反反所以Ubc＝100（V），而Uab＝Uca＝57.7（V）结论：电电压互感感器采用用Y,y接线，若若二次或或一次的的任一个个绕组极极性接反反时，则则与反接接相有关关的线电电压为57.7（V），而与与反接相相无关的的线电压压仍为100（V）。第二节有有功功电能表表的错误误接线分分析一、单相有有功电能能表的错错误接线线分析二、三相四四线有功功电能表表的错误误接线分分析三、三相三三线有功功电能表表的错误误接线分分析一、单相相有功电电能表的的错误接接线分析析单相有功功电能表表只有一一组电磁磁元件，，接线较较为简单单，因此此错误接接线时容容易被发发现。这这里不作作介绍。。二、三相相四线有有功电能能表的错错误接线线分析分相法：：保持其其中任一一元件的的电压和和电流，，而断开开其他元元件所加加的电压压，在正正确接线线下，电电能表的的转盘应应正转，，若三相相负载对对称时，，其转速速约为原原来的1/3，若转盘盘反转或或转速相相差较大大，则可可能有错错误接线线。三、三相相三线有有功电能能表的错错误接线线分析我们假定定在下述述条件下下来分析析各种错错误接线线时电能能表测量量功率的的变化情情况：（1）三相电电路完全全对称。。（2）三相电电源为正正相序。。（3）电流线线路和电电压线路路互相间间没有接接错线。。（4）电流和和电压回回路没有有短路和和断路。。（5）没有b相电流流流入电能能表电流流线圈。。这样，接接到电能能表对应应的三个个电压端端子的三三相电压压顺序只只有以下下3种可能a一b一cb一c一ac一a一b对每只电电能表电电流线圈圈来讲，，通入的的电流只只有以下下4种可能两个电流流线圈可可能有以以下8种电流组组合3组电压、、8组电流共共可以组组成24种接线方方式。根根据不同同的接线线方式，，画出相相量图，，写出功功率表达达式，来来判断接接线是否否正确。。【例7-1】】三相三线线有功电电能表的的正确接接线方式式为和，，电压相相序为α－b一c，通入的的电流为为、，如如图7-14所示。【例7-2】】如果α相电流回回路有错错误接线线，误将将﹣接入第一一元件的的电流线线圈，如如图7-15（α）所示。。根据其其接线线方式式和画画出相相量图图[见图7-15（b）]，得到到的功功率表表达式式显然在在错误误接线线下，，表计计测得得的功功率值值不是是正比比于三三相电电路中中的有有功功功率值值。总之，，根据据各种种功率率表达达式来来判断断电能能表的的转向向。在在感性性负载载下，，24种接线线方式式中有有6种接线线方式式使电电能表表正转转，6种使电电能表表反转转，6种使电电能表表停转转，6种使电电能表表转向向不定定。其其中只只有一一种是是正确确接线线方式式第三节节电电能能计量量装置置接线线检查查的相相量图图法一、基本本原理理二、具体体作图图方法法及步步骤一、基基本原原理相量图图法是是通过过画电电流相相量图图来确确定接接到电电能表表中的的究竟竟是什什么电电压？？什么么电流流？三相三三线有有功电电能表表中电电压和和电流流之间间的相相量关关系如如图7-17所示。。在三相相电压压对称称的情情况下下，从从电流流相量量的顶顶端分分别向向电压压相量量和作作垂直直线，，在和和上分分别得得到和和，也也即在在上的的投影影为，，在上上的投投影为为。由由图7-17得到反之，，若已已知和和，则则通过过和的的顶端端分别别作和和的垂垂直线线，两两根垂垂直线线的交交点和和三相相对称称电压压的交交点之之连接接线即即为电电流相相量若将功功率表表的电电压线线圈接接入电电压，，电流流线圈圈通入入电流流，则则测出出的功功率为为将瓦特特表的的电压压线圈圈改接接为，，电流流维持持不变变，则则测出出的功功率为为可以说说，用用功率率表测测得的的功率率和表表示电电流相相量在在对应应的电电压相相量上上投影影的相相对值值。因此我我们可可以得得出如如下结结论：：在三三相电电路中中，用用一只只功率率表或或电能能表，，其电电流线线圈保保持同同一相相电流流，而而电压压线圈圈分别别加以以任意意两个个不同同的线线电压压，那那么功功率表表的指指示值值即为为此电电流相相量在在两个个线电电压相相量上上的投投影，，两个个投影影的合合成相相量即即是此此电流流相量量（位位置））。二、具具体作作图方方法及及步骤骤在现场场绘制制相量量图（（也称称六角角图））最方方便的的方法法是用用两只只单相相标准准表，，利用用转换换开关关进行行，具具体步步骤如如下：：（1）两只只标准准表接接线方方式和和现场场校表表接线线相同同，第第一只只表接接[、]，第二二只表表接[、]。（2）同时时启动动两只只标准准表，，转t秒后停标准准表，读得得第一只表表的示值为为W1（代表、形形成的电能能）和第二二只表的示示值为（代代表、形成成的电能））。（3）把第一只只表的电压压线α和第二只表表的电压线线c互换。（4）再同时启启动两只标标准表，转转t秒后停标准准表，读得得第一只表表的示值为为（、）和和第二只表表的示值为为W2（、）。由（2）和（4）得到了（5）画出电压压相量、、、、和。选选取合适的的比例，在在电压相量量上截取W1，在电压相相量上截取取，通过W1和的顶端分分别作和的的垂直线，，它们相交交于Q点，连接即即为所求的的电流相量量，如图7-18所示。（6）再在上截截取W2，在上截取取，过其顶顶端作和的的垂直线，，连接O点至垂直线线交点即为为所求电流流相量。（7）分析电流流相位：分析电流相相位就是分分析接到电电能表中第第一元件和和第二元件件的电流是是否确实是是和。怎样分析电电流相位，，即电流相相位是迟后后还是超前前相应的相相电压，决决定于用户户负载性质质。为了简简化问题，，我们假定定是在感性性负载下测测量，一般般情况下，，用户的功功率因数较较好，即φ角较小，所所以电流相相量应迟后后于相应的的相电压一一个φ角，这是分分析电流相相位的重要要依据；其其次我们假假定三相电电压的相序序是正相序序，即a－b一c。分析电流相相位时，需需注意以下下几点：1）若画出的的电流相量量为负序，，说明接线线有错误。。因为我们们假设的是是正相序，，应将和对对调，改为为正相序。。2）若画出的的电流相量量是超前就就近相电压压，例如超超前，超前前，说明与与假定的感感性负载不不符，应将将电流相量量分别改为为和。3）若画出的的两个电流流相量不是是相差120o，而是相差差60o，说明可能能有一个电电流互感器器极性接反反了，应将将超前相电电压的电流流反相。（8）电流相位位确定以后后，电流相相量的就近近相电压应应为，的就就近相电压压应为，余余者为。（9）根据重新新确定后的的相电压相相序，定出出相应的线线电压，便便可找出错错误接线了了。【例7-4】某高压计量量用户，负负载为感性性，功率因因数为0.8～0.9，用两只标标准表测得得数据见表表7-1所示，试用用相量图法法分析计量量表计的接接线方式。。解：（1）画出、和和，画出（）和（）），如图7-19所示。（2）根据W1值在上截取取60，根据值在在上截取310，过60和310处作垂直线线，其交点点与O点连线即为为。（3）同理，由由W2值在上截取取250，注意是负负值（－90），所以应应在上（而而不是上））截取90，两条垂直直线的交点点与O点连线即为为。（4）分析电流流相位：由由图上得到到超前的角角度是240o，显然是负负相序，应应将、改换换为（）、、（），使使之成为正正相序。（5）定电压相相序：由于于负载是感感性，因此此超前电流流（）的就就近相电压压应是，超超前电流（（）的就近近相电压为为，余者为为分析结论：：电压元件件接线无错错误，而电电流元件接接线有错误误，即电能能表的错误误接线方式式为[、]和[、]；【例7-5】某用户，情情况与上例例相同，测测得数据见见表7-2所示，试分分析其接线线方式解：（1）画出、、、和（）、、（），如如图7-20所示。（2）由W1和画出。（3）由W2和画出。（4）分析电流流相位：由由图上得到到、是负相相序，应该该将其互换换改为正相相序，即（（）、（））。（5）定电压顺顺序：（））的就近电电压应是（（），（））的就近电电压应是（（），余者者为（）。。（6）根据定出出的相电压压相序，确确定出应改改为（），，应改为（（）。分析结论：：电压顺序序为c—a—b，电流顺序序为、，，即错误接接线方式为为[、]和[、]。第四节电电量的抄抄读及退补补电量的计计算一、电量的抄读读二、退、补电量的的计算一、电量的抄抄读由计度器的积积算原理可知知，从电能表表计度器窗口口上读得的示示数应乘以计计度器的倍率率才是电能表表测得的电量量（kW·h）；若电能表表是经电流、、电压互感器器接入电路，，还必须将电电能表的示数数再乘以电流流、电压互感感器的变比才才是实际的用用电量。有时时，与电能表表实际联用的的电流、电压压互感器的额额定变比与电电能表铭牌上上标注的电流流、电压互感感器的变比是是不相同的，，这时，应将将电能表的示示数乘以实用用倍率（也称称计费倍率））才是实际的的用电量。实实用倍率按下下式计算一个抄表周期期内，电能表表测得的实际际用电量按下下式计算若发现后次抄抄表示数小于于前次抄表示示数，只要不不属于转盘反反转，则说明明计度器的各各位字轮（或或指针）均翻翻转一次。这这时，电能表表测得的实际际用电量应按按下式计算式中m——计度器整数位位窗口的位数数二、退、补电电量的计算当电能表接线线有错误时，，必然会出现现电能表不计计、多计或少少计电量的问问题。所以，，经接线检查查发现错误后后，除