介紹電能計量裝置的接線方式

1、電能計量裝置的接線方式 測量電路中的電能表按接入線路的方式可分為直接接入式、經(jīng)互感器間接接入式兩種。 第一節(jié) 交流有功電能表的接線方式 第二節(jié) 交流無功電能表的接線方式 第三節(jié) 經(jīng)互感器接入式電能表的接線方式 第一節(jié) 交流有功電能表的接線方式 一、單相電路有功電能的測量 二、 三相電路有功電能的測量 一、單相電路有功電能的測量 測量單相電路有功電能的原理接線圖和相量圖如圖6-1所示 電能表的電流線圈必須與電源相線串聯(lián)，電壓線圈應(yīng)跨接在電源端的相線與零線之間，電壓線圈標(biāo)有黑點(diǎn)“ ”的一端應(yīng)與電源端的相線連接。當(dāng)負(fù)載電流和流經(jīng)電壓線圈的電流都由標(biāo)有黑點(diǎn)的一端流入相應(yīng)的線圈時，電能表才能正轉(zhuǎn)（逆時針

2、方向）。黑點(diǎn)的標(biāo)志稱為同名端標(biāo)志。 按圖6-1所示的電能表接線，測得的有功功率為 而電能表的驅(qū)動力矩MQ由相量圖得到 cosUIP sinUIQKM一、單相電路有功電能的測量 若有一個線圈極性接反，例如電流線圈（如圖6-2（）所示），則流入電能表電流線圈中的電流方向與圖6-1中相反，故產(chǎn)生的電流磁通方向也相反，如圖6-2（b）所示。一、單相電路有功電能的測量在這種情況下，電能表的驅(qū)動力矩為驅(qū)動力矩為負(fù)值，導(dǎo)致電能表反轉(zhuǎn)。 sin)180sin(sinUIoUIUIQKKKM一、單相電路有功電能的測量 應(yīng)注意圖6-3的接線方式是不正確的。電壓線圈跨接在負(fù)載兩端，電能表測量的電能包括負(fù)載和電壓線圈

3、消耗的電能，當(dāng)用戶不用電時，可能因電壓線圈消耗電能，使電能表發(fā)生正向潛動現(xiàn)象。 一、單相電路有功電能的測量 國產(chǎn)直接接入式電能表應(yīng)按單進(jìn)雙出方法接線，即單數(shù)接線柱接電源，偶數(shù)接線柱接負(fù)載，第一接線柱接相線（火線）。單相電能表實(shí)際接線圖如圖6-4所示。 一、單相電路有功電能的測量 直接接入式單相電能表的電流線圈應(yīng)該串接在相線上，若串接在零線上（如圖6-5所示），電能表雖然仍是正轉(zhuǎn)，一旦在相線與地之間接有負(fù)載，該負(fù)載中的電流不流經(jīng)電能表的電流線圈，因而產(chǎn)生漏計量。我們把這種接線稱為錯誤接線。一、單相電路有功電能的測量二、 三相電路有功電能的測量 （一）三相四線電路有功電能的測量 三相四線電路可看成

4、是由三個單相電路構(gòu)成的，因此，可用一只三相四線有功電能表（即三個驅(qū)動元件）或三只相同規(guī)格的單相電能表來測量三相四線電路有功電能，原理接線圖如圖6-6所示，實(shí)際接線圖如圖6-7所示。 （二）三相三線電路有功電能的測量 1三相三線電路中的功率 為了統(tǒng)一接線，三相三線有功電能表把下式 規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)接線，原理接線圖如圖6-9所示，實(shí)際接線圖如圖6-10所示。 其接線方式為 ),cos(),cos(CCBCCBAABAABIUIUIUIUP二、 三相電路有功電能的測量 2三相三線有功電能表的驅(qū)動力矩 單相電能表的驅(qū)動力矩MQ正比于負(fù)載功率P，因此單相電能表可以正確計量單相電能。同理，三相三線電能表的驅(qū)動力

5、矩也必然正比于三相負(fù)載功率，以達(dá)到正確計量目的。 所以三相三線電能表的驅(qū)動力矩為 KPUIKKMUIQcos3cos3二、 三相電路有功電能的測量第二節(jié) 交流無功電能表的接線方式 一、正弦型無功電能表 二、跨相90o型無功電能表 三、60o型無功電能表 國家對電力用戶實(shí)行了依據(jù)功率因數(shù)的高低調(diào)整電費(fèi)的辦法，以鼓勵用戶采取措施，提高功率因數(shù)。 如果負(fù)載功率因數(shù)低，意味著無功功率增加，則將產(chǎn)生下列后果： （1）發(fā)、供電設(shè)備的容量不能充分利用。 當(dāng)發(fā)、供電設(shè)備的容量一定時，在額定電壓和額定電流下，負(fù)載的功率因數(shù)越低，則發(fā)、供電設(shè)備發(fā)出的有功功率減少，無功功率增大，即電路中能量互換的規(guī)模增大，則發(fā)、供

6、電設(shè)備的容量就不能充分利用。 （2）增加輸電線路損耗和電壓降。從公式 得到，當(dāng)負(fù)載的功率P和電壓U確定后，則 RIPI2cosUUIcoscosPUI 通過電壓表、電流表和功率表的指示值，可以計算出功率因數(shù)，或用功率因數(shù)表進(jìn)行監(jiān)視，但是這只能測量到某一時刻功率因數(shù)的瞬時值，而用戶的功率因數(shù)是隨著有功負(fù)載和無功負(fù)載的變化而變化的。 為了測量用戶在一個月的平均功率因數(shù)，規(guī)定以用戶在一個月內(nèi)有功和無功負(fù)載的累積量來計算，它等于 22cosQPPWWW一、正弦型無功電能表 （一）單相正弦型無功電能表的結(jié)構(gòu)及工作原理 感應(yīng)式電能表驅(qū)動力矩MQ表示為 如令=I，則上式可該寫為)sin(sinIUIUIQa

7、KKMKQKUIKMUIQsin)sin( 公式中的“”號說明驅(qū)動力矩的方向反了。為解決轉(zhuǎn)向問題，可將測量機(jī)構(gòu)的電壓線圈或電流線圈的進(jìn)線端子與出線端子對換一下位置即可。 為了使=I，可在電壓線圈中串入一個附加電阻，同時在電流線圈中再并入一個低值電阻。 一、正弦型無功電能表 圖6-12為單相正弦型無功電能表的原理圖。 一、正弦型無功電能表 （二）三相正弦型無功電能表 兩元件三相正弦型無功電能表是用于測量三相三線電路無功電能的。其接線原則與兩元件三相有功電能表基本相同。圖6-14（）為其原理接線圖。 一、正弦型無功電能表 （三）正弦型無功電能表的優(yōu)缺點(diǎn) 正弦型無功電能表的最大優(yōu)點(diǎn)是：適用范圍廣，不

8、論是單相電路還是三相電路均可采用。當(dāng)用于三相電路時，不論電壓是否對稱、負(fù)載是否平衡，均能正確計量，而不會產(chǎn)生線路附加誤差。另外，其構(gòu)成原理簡單，且可用有功電能表改制而成。 其主要缺點(diǎn)是：自身消耗功率大，工作特性較差，制造成本較高，準(zhǔn)確度難以提高，一般可達(dá)到1%。所以，目前較少采用正弦型無功電能表測量無功電能。 一、正弦型無功電能表二、跨相90o型無功電能表 如果將三只單相有功電能表或一只三元件三相有功電能表按圖6-15（）接線，便可測量三相三線或三相四線電路的無功電能。因?yàn)樗慕泳€方法是將每組元件的電壓線圈，分別跨接在遲后相應(yīng)電流線圈所接相的相電壓90o的線電壓上，所以稱之為跨相90o接線。

9、三、60o型無功電能表 60o型無功電能表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：在每個電壓線圈中串入一個附加電阻RU，使得電壓工作磁通遲后相應(yīng)電壓的相位角減小，即使角由有功電能表的I90o，減小到I60o。因此，將此種表稱為60o型無功電能表。 圖6-16為兩元件60o型三相三線無功電能表原理接線圖和相量圖三、60o型無功電能表 60o型無功電能表中，每個元件電壓回路的電抗與電阻之間有下列關(guān)系 RRXtgUo60RXRtgXRoU360三、60o型無功電能表第三節(jié) 經(jīng)互感器接入式電能表的接線方式 一、單相有功電能表接線 二、三相有功電能表的接線 三、三相無功電能表的接線 四、三相有功電能表和無功電能表的聯(lián)合接線 五、變電站中互感器的配置 一、單相有功電能表接線 單相有功電能表與電壓、電流互感器聯(lián)合原理接線圖如圖6-19所示。 二、三相有功電能表的接線 圖6-20示出了三相二元件有功電能表與電壓、電流互感器的聯(lián)合原理接線圖。 三、三相無功電能表的接線 圖6-21示出了內(nèi)相角為60o的三相無功電能表與電壓、電流互感器的聯(lián)合原理接線圖。四、三相有功電能表和無功電能