第七章 電能計(jì)量裝置的接線檢查

1、第七章 電能計(jì)量裝置的接線檢查 電能計(jì)量裝置的接線檢查分為停電檢查和帶電檢查兩種電能計(jì)量裝置的接線檢查分為停電檢查和帶電檢查兩種。 1停電檢查 新裝互感器、更換互感器以及二次回路的電能計(jì)量裝置投入運(yùn)行之前，都必須在停電的情況下進(jìn)行接線檢查。 對于運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置，當(dāng)無法判斷接線正確與否或需要進(jìn)一步核實(shí)帶電檢查的結(jié)果時，也要進(jìn)行停電檢查。停電檢查的內(nèi)容：檢查電能表接線正確與否、互感器的變比、極性、三相互感器的接線組別以及進(jìn)行二次電纜導(dǎo)通和接線端子標(biāo)志的核對。 2帶電檢查 對于經(jīng)過停電檢查的電能計(jì)量裝置，在投入運(yùn)行后首先應(yīng)進(jìn)行帶電檢查。 對于正在運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置也應(yīng)定期進(jìn)行帶電檢查。 第七

2、章 電能計(jì)量裝置的接線檢查 第一節(jié) 互感器的錯誤接線分析 第二節(jié) 有功電能表的錯誤接線分析 第三節(jié) 電能計(jì)量裝置接線檢查的相量圖法 第四節(jié) 電量的抄讀及退補(bǔ)電量的計(jì)算 第一節(jié) 互感器的錯誤接線分析 一、電流互感器繞組極性接反時情況分析 二、電流互感器公共線斷開時情況分析 三、電壓互感器一次斷線時情況分析 四、電壓互感器二次斷線時情況分析 五、電壓互感器繞組的極性接反時情況分析 一、電流互感器繞組極性接反時情況分析 1電流互感器為兩相星形（V形）接線，二次相繞組極性接反時 在圖7-1所示的三相三線電路中，根據(jù)基爾霍夫電流定律，得到，此時相的電流為，所以，當(dāng)三相負(fù)載對稱時，則，b線電流值提高了倍。

3、 結(jié)論：電流互感器采用V形接線時，任何一臺互感器繞組的極性接反，則公共線上b相電流都要增大倍。 2電流互感器為三相星形（Y形）接線，二次相繞組極性接反時 在圖7-2所示的三相三線電路中，根據(jù)KVL定律，得到，此時的相電流為，因?yàn)?，所以。結(jié)論：電流互感器采用Y形連接時，任何一臺互感器繞組的極性接反，則公共接線上的電流In為每相電流值的2倍。 二、電流互感器公共線斷開時情況分析 1電流互感器為V形接線，公共接線斷開時 原理接線圖和等值電路圖如圖7-3所示。 根據(jù)電流源和電壓源的等值變換原理，將和等值變換為電壓源。等效電壓源的電動勢、，忽略Zb，可以得到圖7-4的等值電路圖。通過圖7-4，根據(jù)疊加原

4、理，首先求出同理得到 結(jié)論：電流互感器采用V形連接時，當(dāng)公共線斷開時，流過電能表電流線圈的電流比原值減小了0.866倍，且相位也發(fā)生改變了。 oeIIIZEZEZEZEIacacacaak30000023)(21)(2122oeIIIZEZEIcacacck300023)(21222電流互感器為Y形連接, 公共接線斷開時電流互感器為Y形連接公共線斷開時的原理接線圖和等值電路圖如圖7-5所示。 根據(jù)節(jié)點(diǎn)電位法求出)(31)(311110000000cbacbaCbaFEIIIZEEEZZZZEZEZEU公共線未斷開前，得到 公共線斷開后，各相的故障電流為、和。從等值電路圖中得到0ZIEaa0ZI

5、Ebb0ZIEcc)(3100cbaFEaIIIZUZIE所以)(31)(310cbaacbaaaIIIIIIIZEI)(31)(310cbabcbabbIIIIIIIZEI)(31)(310cbaccbaccIIIIIIIZEI三、電壓互感器一次斷線時情況分析 正常情況下，電壓互感器二次線電壓為100V，即UbUbcUc100（V）。如果線路出現(xiàn)故障，則二次線電壓將發(fā)生變化。 1電壓互感器為V，v接線，一次A相斷線 如圖7-6所示，由于A相斷線，故二次對應(yīng)繞組無感應(yīng)電動勢 所以Ub0 （V） ，UcUbc100（V）同理，可推出C相斷線時，UbUc=100（V），Ubc0（V）。2電壓互感器

6、為V，v接線，一次B相斷線 如圖7-7所示，B相斷線，對兩個互感器來講，如同是單相串聯(lián)，外加電壓只有Uc，此時一、二次的電壓比為仍然是KU 所以 Uc100V ，UbUbcUc/250（V） 3電壓互感器為Y，y接線，一次A相（或B相、C相）斷線 如圖7-8所示，A相斷線后， A相繞組無感應(yīng)電動勢，故Uao0（V）， 所以UabUcaUp（相電壓）57.7（V），而Ubc（與斷相無關(guān)的線電壓）仍然為100（V）。四、電壓互感器二次斷線時情況分析 當(dāng)電壓互感器二次斷線時，其二次電壓值與互感器的接線形式無關(guān)，而與互感器是否接入二次負(fù)載有關(guān)。 1二次a相斷線 電壓互感器二次接有負(fù)載，為一只三相三線有

7、功電能表（其接線方式為和）和一只三相三線無功電能表（其接線方式為和）， 則二次a相斷線時原理接線圖如圖7-9（a）所示。其等值電路如圖7-9（b）所示。 所以Ubc100V ，bccaabUUU212二次b相斷線 如果二次接有同前一樣的負(fù)載，當(dāng)b相斷線時，可畫出圖7-10（b）所示的等值電路圖。 按阻抗大小分配得到的電壓值為 Uca100（V） Uab（2/3）10066.7（V） Ubc（1/3）10033.3（V） 五、電壓互感器繞組的極性接反時情況分析 1電壓互感器為V，v接線，若二次ab相極性接反時 由圖7-11（a）所示得到二次繞組b的同名端與一次繞組A的同名端相對應(yīng)，因此 Uca1

8、73（V），UabUbc 100（V）結(jié)論：電壓互感器采用V,v接線，若二次或一次的任一個繞組極性接反時，其二次電壓Uab和Ubc仍為100V，而Uca為173V。 2電壓互感器為Y，y接線，若a相繞組極性接反時 如圖7-12（a）所示，由于a相繞組極性接反，因此的相位與相反 所以Ubc100（V），而UabUca57.7（V） 結(jié)論：電壓互感器采用Y,y接線，若二次或一次的任一個繞組極性接反時，則與反接相有關(guān)的線電壓為57.7（V），而與反接相無關(guān)的線電壓仍為100（V）。 第二節(jié) 有功電能表的錯誤接線分析 一、單相有功電能表的錯誤接線分析 二、三相四線有功電能表的錯誤接線分析 三、三相三線

9、有功電能表的錯誤接線分析 一、單相有功電能表的錯誤接線分析 單相有功電能表只有一組電磁元件，接線較為簡單，因此錯誤接線時容易被發(fā)現(xiàn)。這里不作介紹。 二、三相四線有功電能表的錯誤接線分析 分相法：保持其中任一元件的電壓和電流，而斷開其他元件所加的電壓，在正確接線下，電能表的轉(zhuǎn)盤應(yīng)正轉(zhuǎn)，若三相負(fù)載對稱時，其轉(zhuǎn)速約為原來的1/3，若轉(zhuǎn)盤反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速相差較大，則可能有錯誤接線。 三、三相三線有功電能表的錯誤接線分析 我們假定在下述條件下來分析各種錯誤接線時電能表測量功率的變化情況： （1）三相電路完全對稱。（2）三相電源為正相序。（3）電流線路和電壓線路互相間沒有接錯線。（4）電流和電壓回路沒有短路和斷

10、路。（5）沒有b相電流流入電能表電流線圈。這樣，接到電能表對應(yīng)的三個電壓端子的三相電壓順序只有以下3種可能 a一b一c b一c一a c一a一b 對每只電能表電流線圈來講，通入的電流只有以下4種可能 兩個電流線圈可能有以下8種電流組合 3組電壓、8組電流共可以組成24種接線方式。根據(jù)不同的接線方式，畫出相量圖，寫出功率表達(dá)式，來判斷接線是否正確。 【例7-1】三相三線有功電能表的正確接線方式為和，電壓相序?yàn)閎一c，通入的電流為、，如圖7-14所示。 【例7-2】如果相電流回路有錯誤接線，誤將接入第一元件的電流線圈，如圖7-15（）所示。 根據(jù)其接線方式和畫出相量圖見圖7-15（b），得到的功率表

11、達(dá)式 顯然在錯誤接線下，表計(jì)測得的功率值不是正比于三相電路中的有功功率值。 sin)30cos()30cos()30cos()150cos(UIUIIUIUPcocococcbaoaab 總之，根據(jù)各種功率表達(dá)式來判斷電能表的轉(zhuǎn)向。在感性負(fù)載下，24種接線方式中有6種接線方式使電能表正轉(zhuǎn)，6種使電能表反轉(zhuǎn)，6種使電能表停轉(zhuǎn)，6種使電能表轉(zhuǎn)向不定。其中只有一種是正確接線方式 第三節(jié) 電能計(jì)量裝置接線檢查的相量圖法 一、基本原理 二、具體作圖方法及步驟 一、基本原理 相量圖法是通過畫電流相量圖來確定接到電能表中的究竟是什么電壓？什么電流？ 三相三線有功電能表中電壓和電流之間的相量關(guān)系如圖 7-17

12、所示。 在三相電壓對稱的情況下，從電流相量的頂端分別向電壓相量和作垂直線，在和上分別得到和，也即在上的投影為，在上的投影為。由圖7-17得到 )90cos()30cos( oaaoaaIIII反之，若已知和，則通過和的頂端分別作和的垂直線，兩根垂直線的交點(diǎn)和三相對稱電壓的交點(diǎn)之連接線即為電流相量 若將功率表的電壓線圈接入電壓，電流線圈通入電流，則測出的功率為 將瓦特表的電壓線圈改接為，電流維持不變，則測出的功率為可以說，用功率表測得的功率和表示電流相量在對應(yīng)的電壓相量上投影的相對值。 aaoaoaababIIUUIIUP)30cos()30cos(aaoaoabcbcIIUUIIUP )90c

13、os()90cos(因此我們可以得出如下結(jié)論：在三相電路中，用一只功率表或電能表，其電流線圈保持同一相電流，而電壓線圈分別加以任意兩個不同的線電壓，那么功率表的指示值即為此電流相量在兩個線電壓相量上的投影，兩個投影的合成相量即是此電流相量（位置）。 二、具體作圖方法及步驟 在現(xiàn)場繪制相量圖（也稱六角圖）最方便的方法是用兩只單相標(biāo)準(zhǔn)表，利用轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行，具體步驟如下： （1）兩只標(biāo)準(zhǔn)表接線方式和現(xiàn)場校表接線相同，第一只表接、，第二只表接、。（2）同時啟動兩只標(biāo)準(zhǔn)表，轉(zhuǎn)t秒后停標(biāo)準(zhǔn)表，讀得第一只表的示值為W1（代表、形成的電能）和第二只表的示值為（代表、形成的電能）。（3）把第一只表的電壓線和第二

14、只表的電壓線c互換。（4）再同時啟動兩只標(biāo)準(zhǔn)表，轉(zhuǎn)t秒后停標(biāo)準(zhǔn)表，讀得第一只表的示值為（、）和第二只表的示值為W2（、）。由（2）和（4）得到了（5）畫出電壓相量、和。選取合適的比例，在電壓相量上截取W1，在電壓相量上截取，通過W1和的頂端分別作和的垂直線，它們相交于Q點(diǎn)，連接即為所求的電流相量，如圖7-18所示。 （6）再在上截取W2，在上截取，過其頂端作和的垂直線，連接O點(diǎn)至垂直線交點(diǎn)即為所求電流相量。 （7）分析電流相位： 分析電流相位就是分析接到電能表中第一元件和第二元件的電流是否確實(shí)是和。怎樣分析電流相位，即電流相位是遲后還是超前相應(yīng)的相電壓，決定于用戶負(fù)載性質(zhì)。為了簡化問題，我們假

15、定是在感性負(fù)載下測量，一般情況下，用戶的功率因數(shù)較好，即角較小，所以電流相量應(yīng)遲后于相應(yīng)的相電壓一個角，這是分析電流相位的重要依據(jù)；其次我們假定三相電壓的相序是正相序，即ab一c。 分析電流相位時，需注意以下幾點(diǎn)：1）若畫出的電流相量為負(fù)序，說明接線有錯誤。因?yàn)槲覀兗僭O(shè)的是正相序，應(yīng)將和對調(diào)，改為正相序。 2）若畫出的電流相量是超前就近相電壓，例如超前，超前，說明與假定的感性負(fù)載不符，應(yīng)將電流相量分別改為和。 3）若畫出的兩個電流相量不是相差120o，而是相差60o，說明可能有一個電流互感器極性接反了，應(yīng)將超前相電壓的電流反相。 （8）電流相位確定以后，電流相量的就近相電壓應(yīng)為，的就近相電壓應(yīng)

16、為，余者為。 （9）根據(jù)重新確定后的相電壓相序，定出相應(yīng)的線電壓，便可找出錯誤接線了。 【例7-4】某高壓計(jì)量用戶，負(fù)載為感性，功率因數(shù)為0.80.9，用兩只標(biāo)準(zhǔn)表測得數(shù)據(jù)見表7-1所示，試用相量圖法分析計(jì)量表計(jì)的接線方式。解： （1）畫出、和，畫出（）和（），如圖7-19所示。 （2）根據(jù)W1值在上截取60，根據(jù)值在上截取310，過60和310處作垂直線，其交點(diǎn)與O點(diǎn)連線即為。（3）同理，由W2值在上截取250，注意是負(fù)值（90），所以應(yīng)在上（而不是上）截取90，兩條垂直線的交點(diǎn)與O點(diǎn)連線即為。（4）分析電流相位：由圖上得到超前的角度是240 o，顯然是負(fù)相序，應(yīng)將、改換為（）、（），使之成

17、為正相序。（5）定電壓相序：由于負(fù)載是感性，因此超前電流（）的就近相電壓應(yīng)是，超前電流（）的就近相電壓為，余者為分析結(jié)論：電壓元件接線無錯誤，而電流元件接線有錯誤，即電能表的錯誤接線方式為、和、； 【例7-5】某用戶，情況與上例相同，測得數(shù)據(jù)見表7-2所示，試分析其接線方式 解：（1）畫出、和（）、（），如圖7-20所示。 （2）由W1和畫出。（3）由W2和畫出。（4）分析電流相位：由圖上得到、是負(fù)相序，應(yīng)該將其互換改為正相序，即（）、（）。（5）定電壓順序：（）的就近電壓應(yīng)是（），（）的就近電壓應(yīng)是（），余者為（）。（6）根據(jù)定出的相電壓相序，確定出應(yīng)改為（），應(yīng)改為（）。分析結(jié)論：電壓順序

18、為cab，電流順序?yàn)椤?，即錯誤接線方式為、和、。 第四節(jié) 電量的抄讀及退補(bǔ)電量的計(jì)算 一、電量的抄讀 二、退、補(bǔ)電量的計(jì)算 一、電量的抄讀 由計(jì)度器的積算原理可知，從電能表計(jì)度器窗口上讀得的示數(shù)應(yīng)乘以計(jì)度器的倍率才是電能表測得的電量（kWh）；若電能表是經(jīng)電流、電壓互感器接入電路，還必須將電能表的示數(shù)再乘以電流、電壓互感器的變比才是實(shí)際的用電量。有時，與電能表實(shí)際聯(lián)用的電流、電壓互感器的額定變比與電能表銘牌上標(biāo)注的電流、電壓互感器的變比是不相同的，這時，應(yīng)將電能表的示數(shù)乘以實(shí)用倍率（也稱計(jì)費(fèi)倍率）才是實(shí)際的用電量。實(shí)用倍率按下式計(jì)算 bKKKKBUIUI一個抄表周期內(nèi)，電能表測得的實(shí)際用電量

19、按下式計(jì)算 若發(fā)現(xiàn)后次抄表示數(shù)小于前次抄表示數(shù)，只要不屬于轉(zhuǎn)盤反轉(zhuǎn)，則說明計(jì)度器的各位字輪（或指針）均翻轉(zhuǎn)一次。這時，電能表測得的實(shí)際用電量應(yīng)按下式計(jì)算 式中 m計(jì)度器整數(shù)位窗口的位數(shù) BWWW)(12BWWWm)10(12二、退、補(bǔ)電量的計(jì)算 當(dāng)電能表接線有錯誤時，必然會出現(xiàn)電能表不計(jì)、多計(jì)或少計(jì)電量的問題。所以，經(jīng)接線檢查發(fā)現(xiàn)錯誤后，除應(yīng)改正接線外，還應(yīng)該更正電量。所謂更正電量就是根據(jù)錯誤的抄見電量，求出實(shí)際的用電量，并進(jìn)行電量的退、補(bǔ)工作。我們常用更正系數(shù)法來計(jì)算退、補(bǔ)電量。 更正系數(shù)法又稱計(jì)算法。用計(jì)算法求退、補(bǔ)電量，必須首先求出更正系數(shù)KG。更正系數(shù)為正確電量與錯誤電量（即錯誤接線期間的抄見電量）之比，可表示為 WWKG0PPWWKG00而錯誤接線下的功率P可根據(jù)六角圖法作出的相量圖求得。 確定KG值后，便可根據(jù)抄見電量，求出實(shí)際（正確）電量，進(jìn)而求出退、補(bǔ)電量為當(dāng)考慮電能表在錯誤接