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1、第七章电能计量装置的接线检查第1页,共69页,编辑于2022年,星期二第七章第七章 电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查 电电能能计计量装置的接量装置的接线检查线检查分分为为停停电检查电检查和和带电检查带电检查两种两种 1 1停停电检查电检查 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。停停电检查电检查的的内内容:容:检查电检查电能表接能表接线线正确正确与与否、互感器的否、互感器的变变比、比、极极性、三相互感器的接性、三相互感器的接线组别线组别以及以及进进行二次行二次电缆导电缆导通和通和接接线线端子端子标标志的核志的核对对。第2页,共
2、69页,编辑于2022年,星期二 2 2带电检查带电检查 对对于于经过经过停停电检查电检查的的电电能能计计量装置,在投入量装置,在投入运运行后首行后首先先应进应进行行带电检查带电检查。对对于正在于正在运运行中的行中的电电能能计计量装置量装置应应定期定期进进行行带电检带电检查查。第七章第七章 电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查第3页,共69页,编辑于2022年,星期二第七章第七章 电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查 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4页,共69页,编辑
3、于2022年,星期二第一节第一节 互感器的错误接线分析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 第5页,共69页,编辑于2022年,星期二一、电流互感器绕组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 1电电流互感器流互感器为两为两相星形(相星形(V V形)接形)接线线,二次,二次a a相相绕组极绕组极性接反性接反时时 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ia+ib+ic=0,此时a相的电流为-ia
4、,所以ib=-ia+ic,当三相负载对称时,则 ,b线电流值增大了 倍。第6页,共69页,编辑于2022年,星期二一、电流互感器绕组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 结论:电电流互感器采用流互感器采用V V形接形接线线时时,任何一台互感器,任何一台互感器绕组绕组的的极极性接反,性接反,则则公共公共线线上上b b相相电电流流都要增大都要增大 倍。倍。第7页,共69页,编辑于2022年,星期二一、电流互感器绕组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 2 2电电流互感器流互感器为为三相星形三相星形(Y(Y形形)接接线线,二次二次a a相相绕组极绕组极性接反性接反
5、时时 在图7-2所示的三相三线电路中,得到 ,此时的a相电流为 ,因为 ,所以 。第8页,共69页,编辑于2022年,星期二一、电流互感器绕组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 结论:电电流互感器采用流互感器采用Y Y形形连连接接时时,任何一台互感器,任何一台互感器绕组绕组的的极极性接反,性接反,则则公共公共接接线线上的上的电电流流InIn为为每相每相电电流流值值的的2 2倍。倍。第9页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 1 1电电流互感器流互感器为为V V形接形接线线,公共接,公共接线断开时线断开时 原
6、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 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。第10页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析通过图7-4,根据叠加原理,首先求出第11页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 同理得到 结论:电电流互感器采用流互感器采用V形形连连接接时时,当当公共公共线线断开断开时时,流,流过电过电能表能表电电流流线线圈的圈的电电流比流比原原值值减减小了小了0.866倍倍,
7、且相位也且相位也发发生改生改变变了。了。第12页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 2 2电电流互感器流互感器为为Y Y形形连连接接,公共接公共接线断开时线断开时 电流互感器为Y形连接公共线断开时的原理接线图和等值电路图如图7-5所示。第13页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析根据节点电位法求出第14页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 公共线未断开前,得到 公共线断开后,各相的故障电流
8、为 、和 。从等值电路图中得到 第15页,共69页,编辑于2022年,星期二二、电流互感器公共线断开时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析 所以 第16页,共69页,编辑于2022年,星期二三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析 正常情正常情况况下,下,电压电压互感器二次互感器二次线电压线电压UabUabUbcUbcUcaUca100(V)100(V)。如果。如果线线路出路出现现故障,故障,则则二次二次线电压将发线电压将发生生变变化。化。1 1电压电压互感器互感器为为V V,v v接接线线,一次一次A A相相断线断线 如图7-6所示,由于A相断线,故二次对应绕组
9、无感应电动势。第17页,共69页,编辑于2022年,星期二三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析 所以所以 Uab Uab0 0(V V)Uca UcaUbcUbc100100(V V)同理,可推出C相断线时 UabUca=100(V)Ubc0(V)第18页,共69页,编辑于2022年,星期二三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析 2 2电压电压互感器互感器为为V V,v v接接线线,一次,一次B B相相断线断线 如图7-7所示,B相断线,对两个互感器来讲,如同是单相串联,外加电压只有Uca,此时一、二次的电压比为仍然是KU。所以所以 Uca
10、Uca100V 100V,UabUabUbcUbcUca/2Uca/25050(V V)第19页,共69页,编辑于2022年,星期二三、电压互感器一次断线时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析 3 3电压电压互感器互感器为为Y,yY,y接接线线,一次一次A A相相(或或B B相、相、C C相相)断线断线 如图7-8所示,A相断线后,A相绕组无感应电动势,故Uao0(V),所以所以UabUabUcaUcaUpUp(相(相电压电压)57.757.7(V V),而而UbcUbc(与断与断相无相无关关的的线线电压电压)仍然)仍然为为100100(V V)。)。第20页,共69页,编辑于2022年,
11、星期二四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 当电压互感器二次断线时,其二次电压值与互感器的接线形式无关,而与互感器是否接入二次负载有关。1 1二次二次a a相相断线断线 电压互感器二次接有负载,为一只三相三线有功电 能表(其接线方式为 和 )和一只三相三线无功电能表(其接线方式为 和 )第21页,共69页,编辑于2022年,星期二四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 二次a相断线时原理 接线图如图7-9(a)所示。其等值电路如图7-9(b)所示。所以所以UbcUbc100V 100V,第22页,共69页,编辑于2022年,星期二四、电压互
12、感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 2 2二次二次b b相相断线断线 如果二次接有同前一样的负载,当b相断线时,可画出图7-10(b)所示的等值电路图。第23页,共69页,编辑于2022年,星期二四、电压互感器二次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析 按阻抗大小分配得到的按阻抗大小分配得到的电压值为电压值为 Uca Uca100100(V V)Uab Uab(2/32/3)10010066.766.7(V V)Ubc Ubc(1/31/3)10010033.333.3(V V)第24页,共69页,编辑于2022年,星期二五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电
13、压互感器绕组的极性接反时情况分析 1 1电压电压互感器互感器为为V,vV,v接接线线,若二次若二次abab相相极极性接反性接反时时 由图7-11(a)所示,得到二次绕组b的同名端与一次绕组A的同名端相对应。因此 Uca173(V),UabUbc 100(V)第25页,共69页,编辑于2022年,星期二五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 结论:电压电压互感器采用互感器采用V,v接接线线,若二次或若二次或一次的任一一次的任一个个绕组绕组极极性接反性接反时时,其二其二次次电压电压Uab和和Ubc仍仍为为100V,而,而Uca为为173V。第26页,共69页,
14、编辑于2022年,星期二五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 2 2电压电压互感器互感器为为Y,yY,y接接线线,若若a a相相绕组极绕组极性接反性接反时时 如图7-12(a)所示,由于a相绕组极性接反,因此,的相位与 相反 所以Ubc100(V),而UabUca57.7(V)第27页,共69页,编辑于2022年,星期二五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析 结论:电压电压互感器采用互感器采用Y,y接接线线,若二,若二次或一次的任一次或一次的任一个个绕组绕组极极性接反性接反时时,则则与与反接相有反接相有关关的的线电压
15、为线电压为57.7(V),而而与与反接相无反接相无关关的的线电线电压压仍仍为为100(V)。)。第28页,共69页,编辑于2022年,星期二第二节第二节 有功电能表的错误接线分析有功电能表的错误接线分析 一、单相有功电能表的错误接线分析 二、三相四线有功电能表的错误接线分析 三、三相三线有功电能表的错误接线分析 第29页,共69页,编辑于2022年,星期二一、单相有功电能表的错误接线分析一、单相有功电能表的错误接线分析 单相有功电能表只有一组电磁元件,接线较为简单,因此错误接线时容易被发现。这里不作介绍。第30页,共69页,编辑于2022年,星期二二、三相四线有功电能表的错误接线分析二、三相四
16、线有功电能表的错误接线分析 分相法 保持其中任一元件的保持其中任一元件的电压电压和和电电流,而流,而断断开开其他元件所加的其他元件所加的电压电压,在正确接,在正确接线线下,下,电电能表的能表的转盘应转盘应正正转转,若三相,若三相负载对负载对称称时时,其,其转转速速约为约为原原来来的的1/31/3,若,若转盘转盘反反转转或或转转速相差速相差较较大,大,则则可能有可能有错误错误接接线线。第31页,共69页,编辑于2022年,星期二三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 我们假定在下述条件下来分析各种错误接线时电能表测量功率的变化情况:(1)三相电路完全对称。(2)
17、三相电源为正相序。(3)电流线路和电压线路互相间没有接错线。(4)电流和电压回路没有短路和断路。(5)没有b相电流流入电能表电流线圈。这样,接到电能表对应的三个电压端子的三相电压顺序只有以下3种可能a一b一cb一c一ac一a一b第32页,共69页,编辑于2022年,星期二三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 对每只电能表电流线圈来讲,通入的电流只有以下4种可能 两个电流线圈可能有以下8种电流组合 3组电压、8组电流共可以组成24种接线方式。根据不同的接线方式,画出相量图,写出功率表达式,来判断接线是否正确。第33页,共69页,编辑于2022年,星期二三、三相
18、三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 三相三线有功电能表的正确接线方式 和 ,电压相序为ab一c,通入的电流为 、,如图7-14所示。第34页,共69页,编辑于2022年,星期二三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 如果a相电流回路有错误接线,误将 接入第一元件的电流线圈,如图7-15(a)所示。第35页,共69页,编辑于2022年,星期二三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 根据其接线方式和相量图图7-15(b),得到的功率表达式 显然在错误接线下,表计测得的功率值不是正比于三相电路中的有功功
19、率值。第36页,共69页,编辑于2022年,星期二三、三相三线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析 总之:根据各根据各种种功率表功率表达达式式来来判判断断电电能表能表转转向。在感性向。在感性负载负载下,下,24种种接接线线方式中有方式中有6种种接接线线方式使方式使电电能表正能表正转转,6种种使使电电能能表反表反转转,6种种使使电电能表停能表停转转,6种种使使电电能能表表转转向不定。其中只有一向不定。其中只有一种种是正确接是正确接线线方式。方式。第37页,共69页,编辑于2022年,星期二第三节第三节 电能计量装置接线检查的相量图法电能计量装置接线检查的相量图法 一、基本
20、原理 二、具体作图方法及步骤 第38页,共69页,编辑于2022年,星期二一、基本原理一、基本原理 相量图法是通过画电流相量图来确定接到电能表中的究竟是什么电压,什么电流。三相三线有功电能表中电压和电流之间的相量关系如图 7-17所示。第39页,共69页,编辑于2022年,星期二一、基本原理一、基本原理 在三相电压对称的情况下,从电流相量 的顶端分别向电压相量 和 作垂直线,分别得到 和 。由图7-17得到 第40页,共69页,编辑于2022年,星期二 反之,若已知 和 ,则通过 和 的顶端分别作 和 的垂直线,两根垂直线的交点和三相对称电压的交点之连接线即为电流相量 若将功率表的电压线圈接入
21、 电压,电流线圈通入电流 ,则测出的功率为 一、基本原理一、基本原理第41页,共69页,编辑于2022年,星期二一、基本原理一、基本原理 将瓦特表的电压线圈改接为 ,电流维持不变,则测出的功率为 用功率表测得的功率 Pab 和 Pbc 表示电流相量 在对应的电压相量上投影的相对值。第42页,共69页,编辑于2022年,星期二一、基本原理一、基本原理 因此我们可以得出如下结论:在三相电路中,用一只功率表或电能表,其电流线圈保持同一相电流,而电压线圈分别加以任意两个不同的线电压,那么功率表的指示值即为此电流相量在两个线电压相量上的投影,两个投影的合成相量即是此电流相量(位置)。第43页,共69页,
22、编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 在现场绘制相量图(也称六角图)最方便的方法是用两只单相标准表,利用转换开关进行,具体步骤如下:(1)两只标准表接线方式和现场校表接线相同,第一只表接 ,第二只表接 。(2)同时启动两只标准表,转t秒后停标准表,读得第一只表的示值为 (代表 、形成的电能)和第二只表的示值为 (代表 、形成的电能)。第44页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 (3)把第一只表的电压线a和第二只表的电压线c互换。(4)再同时启动两只标准表,转t秒后停标准表,读得第一只表的示值 为(、)和第二只表的示值
23、为 为 。由(2)和(4)得到了第45页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 (5)画出电压相量 。选取合适的比例,在电压相量 上截取 ,在电压相量 上截取 ,通过 和的顶端分别作 和 的垂直线,它们相交于Q点,连接 即为所求的电流相量 ,如图7-18所示。第46页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 (6)再在 上截取 ,在 上截取 ,过其顶端作 的垂直线,连接O点至垂直线交点即为所求电流相量 。第47页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤(7)分析电流相位:分
24、析电流相位就是分析接到电能表中第一元件和第二元件的电流是否确实是 。怎样分析电流相位,即电流相位是迟后还是超前相应的相电压,决定于用户负载性质。为了简化问题,我们假定是在感性负载下测量,一般情况下,用户的功率因数较好,即角较小,所以电流相量应迟后于相应的相电压一个角,这是分析电流相位的重要依据;其次我们假定三相电压的相序是正相序,即ab一c。第48页,共69页,编辑于2022年,星期二 分析分析电电流相位流相位时时,需注意以下几点:,需注意以下几点:1)若)若画画出的出的电电流相量流相量为负为负序,序,说说明接明接线线有有错误错误。因。因为为我我们们假假设设的是的是正相序,正相序,应应将将 对
25、调对调,改,改为为正相序。正相序。2)若)若画画出的出的电电流相量是超前就近相流相量是超前就近相电压电压,例如,例如 超前超前 ,超超前前 ,说说明明与与假定的感性假定的感性负载负载不符,不符,应应将将电电流相量分流相量分别别改改为为 和和 。3)若)若画画出的出的两个两个电电流相量不是相差流相量不是相差120o,而是相差而是相差60o,说说明可能有明可能有一一个个电电流互感器流互感器极极性接反了,性接反了,应应将将超前相超前相电压电压的的电电流反相。流反相。二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤第49页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 (
26、8)电流相位确定以后,电流相量 的就近相电压应为 ,的就近相电压应为 ,余者为 。(9)根据重新确定后的相电压相序,定出相应的线电压,便可找出错误接线了。第50页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 【例7-1】某高压计量用户,负载为感性,功率因数为0.8-0.9,用两只标准表测得数据见表7-1所示,试用相量图法分析计量表计的接线方式。解:(1)画出 ,画出 ,如图 7-19所示。第51页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 (2)根据 值在 上截取60,根据 值在 上截取210,过60和210处作垂直线,
27、其交点与O点连线即为 。(3)同理,由 值在 上截取150,而 是负值(-90),所以应在 上截取90,两条垂直线的交点与O点连线即为 。(4)分析电流相位:由图上得到超前的角度是240o,显然是负相序,应将 改换为 ,使之成为正相序。第52页,共69页,编辑于2022年,星期二 (5)定电压相序:由于负载是感性,因此超前电流 的就近相电压应是 ,超前电流 的就近相电压为 ,余者为 。分析分析结论结论:电压电压元件接元件接线线无无错误错误,而,而电电流元件接流元件接线线有有错错误误,即,即电电能表的能表的错误错误接接线线方式方式为为 。二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤第53页,共6
28、9页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 【例7-2】某用户,情况与上例相同,测得数据见表7-2所示,试分析其接线方式 第54页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 解:(1)画出 ,如图7-20所示。第55页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤 (2)由 和 画出 。(3)由 和 画出 。(4)分析电流相位:由图上得到 是负相序,应该将其互换改为正相序,即 。第56页,共69页,编辑于2022年,星期二二、具体作图方法及步骤二、具体作图方法及步骤(5)定电压顺序:的就近电
29、压应是 ,的就近电压应是 ,余者为 。(6)根据定出的相电压相序,确定出 应改为 ,应改为 。分析结论:电压顺序为cab,电流顺序为 、,即错误接线方式为 。第57页,共69页,编辑于2022年,星期二第四节第四节 电量的抄读及退补电量的计算电量的抄读及退补电量的计算 一、电量的抄读 二、退、补电量的计算 第58页,共69页,编辑于2022年,星期二一、电量的抄读一、电量的抄读 由计度器的积算原理可知,从电能表计度器窗口上读得的示数应乘以计度器的倍率才是电能表测得的电量;若电能表是经互感器间接入电路,还必须将电能表的示数再乘互感器的变比才是实际的用电量。有时,与电能表实际联用互感器的额定变比与
30、电能表铭牌上标注的电流、电压互感器的变比是不相同的,这时,应将电电能表的示能表的示数数乘以乘以实实用倍率才是用倍率才是实际实际的用的用电电量。量。实实用倍率按下式用倍率按下式计计算算 第59页,共69页,编辑于2022年,星期二一、电量的抄读一、电量的抄读 一一个个抄表周期抄表周期内内,电电能表能表测测得的得的实际实际用用电电量按下式量按下式计计算算 若若发现发现后次抄表示后次抄表示数数小于前次抄表示小于前次抄表示数数,只要不,只要不属属于于转盘转盘反反转转,则说则说明明计计度器的各位字度器的各位字轮轮(或指(或指针针)均翻)均翻转转一次。一次。这时这时,电电能表能表测测得的得的实际实际用用电
31、电量量应应按下式按下式计计算算 式中 m计度器整数位窗口的位数 第60页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 当电能表接线有错误时,必然会出现电能表不计、多计或少计电量的问题。所以,经接线检查发现错误后,除应改正接线外,还应该更正电量。所谓更正电量就是根据错误期间的抄见电量,求出实际的用电量,并进行电量的退、补工作。我们常用更正系数法来计算退、补电量。第61页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 更正系数法又称计算法。用计算法求退、补电量,必须首先求出更正系数KG。更正系更正系数为数为正确正确电电量量与错误与错误电
32、电量(量(错误错误接接线线期期间间的抄的抄见电见电量)之比,可表示量)之比,可表示为为 第62页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 而错误接线下的功率P可根据相量图法作出的相量图求得。确定KG值后,便可根据抄见电量,求出实际(正确)电量,进而求出退、补电量为 当考虑电能表在错误接线下的相对误差时,根据相对误差的定义,不难写出这时的实际用电量为 第63页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 考虑电能表相对误差后的退补电量为 第64页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 【例7
33、-4】某三相三线电能表上次抄表示数W1=5500kWh,抄表后若干天进行设备检修,检修后再次送电时,电能表的示数W2=6000kWh,但因检修造成电能表转盘反转,到查线时示数W3=5000kWh,经测试,错误属于C相电流互感器极性接反,电能表转盘反转时误差为4.0,负载功率因数cos0.866(滞后),改为正确接线后运行到月底抄表时,示数W4=6500kWh,试求错误接线期间的实际用电量和本抄表周期内的实际收费电量。第65页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 解:(l)求更正系数。C相电流互感器极性反接时的相量图如图7-21所示。第66页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 电能表的接线方式为 ,电能表反映的功率为第67页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 知cos 0.866,即 30o,所以(2)错误接线期间的抄见电量为(3)退、补电量为 第68页,共69页,编辑于2022年,星期二二、退、补电量的计算二、退、补电量的计算 (4)错误接线期间的实际用电量为 (5)求本抄表周期内的实际收费电量。先求出整个抄表周期的抄见电量为 所以实际收费电量可得 第69页,共69页,编辑于2022年,星期二
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