电能计量基础知识

低压穿心式电流互感器的使用应注意如下几点： （1）、互感器一次额定电流要满足负荷电流的 需要，正常负荷电流为一次额定电流的 1/3－2/3范 围内； （2）、准确度等级符合计量要求； （3）、电流互感器必须经校验才能安装使用； （4）、穿心匝数必须正确（应严格按铭牌标定 的穿心匝数）。 （5）、电流互感器的副边严禁开路运行。
二、电压互感器的技术参数
1、额定电压：一次额定电压是指电压互感器一次绕组能够 长期工作的电压，一般规定为6、10、15、35、110KV等。二次 额定电压是指电压互感器二次绕组长期工作的电压，一般规定 为100V，供三相系统与地之间用的单相电压互感器二次额定电 压规定为100/。
2、额定变比：就是电压互感器一次额定电压与二次额定电 压之比。
C BA
A
L1 K1 L1 K1
A
L2 K2 L2 K2
A
IA Ia+Ib+Ic=0 Ib=-(Ia+Ic)
Ia 1200
1200
Ib
IB
-Ib
1200
Ic
IＣ
IA
Ia
Ic
IB
IＣ
Ib
（3）、星形接线特点
C
①、星形接线在三相
B
A
负荷平衡时，一次电
流与二次电流相等，
A
相互差1200。
A
②、对星形接线来说， L1 K1 L1 K1 L1 K1
（3）、额定电流比：一次额定电流和二次额电 流之比。
（4）、额定电压：一次绕组长期对地能承受的 最大电压，一般应不低于所接线路的额定相电压。
（5）、准确等级：表示互感器本身的误差（比 差和角差）的等级。国产互感器准确等级为 0.01、 0.02 、0.05 、0.1 、 0.2、 0.5 、1 、3、 10。
（3）、电能计量装置与电力系统中其他运行设 备连在一起，因此电能计量必须遵守安全运行规则。
电能是最广泛的二次能源，电能计量涉及国家、 企业、个人等不同经济主体之间的各种利害关系，因 此应遵守相关的法律，如：《民法通则》、《刑法》、 《企业法》、《合同法》、《行政处罚法》、《产品 质量法》、《仲裁法》以及《计量法》、《电力法》 等。
当互感器任何一相的
A
一次或二次极性反接 时，中相电流将为其
L2 K2 L2 K2 L2 K2
它相电流的２倍
第三节
一、电压互感器
电压互感器
电压互感电压互感器简称 TV（PT)，它的工作原理 与变压器相同，用来把高电压变为低电压。原边的匝 数较多，跨接在被测量的线路上（并联），副边的匝 数较少，接测量表计，无论原边的电压有多高，电压 互感器副边的额定电压一般都是 100V。电压互感器的 副边必须接地，且副边不允许短路运行。
二、电能表主要铭牌标志
（1）、电能表的名称及型号 （2）、制造厂家 （3）、准确度等级（将等级的数字置于一个园圈 内，如 2.0) （4）、工厂制造年份和厂内编号 （6）、计算单位的名称或符号，如： KW.h Kvar.h
（6）、标定电流和额定最大电流。标定电流又称基本电 流，用Ib表示，是指确定仪表有关特性的电流值；额定最大 电流，用 Imax表示，指仪表能满足标准规定的准确度的最大 电流值，如 5（10）A，即电能表标定的电流为 5安，额定最 大电流为10安。
2.0
3.0
0.5
1.0
对于具有止逆器的电能表和运行中 2.0级单相电能表，允 许其启动电流比上表规定值增加0.5%的标定电流。
（3）、潜动试验：当安装式电能表的电流线路中无电流， 而加于电压线路的电压为额定值的80%-110%，电能表转盘的转 动不得超过一整转。
（4）、基本误差的测定： 电能表的校验方法可分为：标准表法和瓦特表-秒表法。 a、标准表法是指在相同的功率下，把被检电能表的转数 与标准电能表的转数直接进行比较。Βιβλιοθήκη Y/Y0—12型正确接线及向量图如下
A BC UA UB UC
Ua
Ub Uc
a b co
UAB Uab
UA Ua 900 Ubc
Uc
UC Uca
300
Ub
UＢ
UBＣ
UＣＡ
四、互感器的检验项目
1、 直观检查 2、 绝缘试验 3、极性试验（对三相电压互感器为接线组别） 4、退磁（仅对电流互感器进行） 5、误差测定（包括在现场实际负载下对互感器 误差及实际二次负载的测定） 6、其它试验。例如伏安特性、空载电流、温升、 动稳定、热稳定、损失角等试验，仅在验收或必要 时进行。
第四节 电能计量装置
一、电能计量装置：
指各种类型电能表，计量用电压、电流互 感器及其二次回路、电能计量柜（箱）等总 称。
（失压记录器仅是计量装置故障时用于记 录故障时间，并非直接电能计量，不列入电 能计量装置）
三、电能计量的特点： （1）、电力系统具有跨区联网运营的自 然特性，必然要要求整个电力系统内的电能 量值统一。 （2）、电力生产具有发、供、用同时完 成的特性，电能计量要保持不间断，因此电 能计量的准确性、可靠性要求高。
第一章 电能计量基础知识
第一节 电能表
电能表：是指在一定时间内累积有功功率的方式来测 得有功电能的仪表
一、电能表的分类 1、按计量的功能：有功、无功、最大需量、分时表、 多功能表（全电子式、机电一体化多功能表、预付费电能 表） 2、按接入线路方式：单相、三相三线、三相四线。 3、按准确度等级：有功： 0.5 1.0 2.0; 无功： 2.0 3.0 4、按结构原理：感应机械式、机械电子式、全电子式
V/V—12型正确接线图及向量图如下
UAB
A
a
Uab
1200
B
b
1200
Uab
UBＣ
C
c
1200
Uca
UＣＡ
（2）、电压互感器的Y型接线
Y型接线广泛应用于中性点直接接地的 110KV及以上的电网中，并且通常采用3台单 相电压互感器构成；此外，变电所的10KV母 线电压互感器通常采用三相五柱式电压互感 器，其接线方式为Y/Y0—12或Y0/Y0—12。
（4）、电能计量应接受国家有关部门的监督， 站要有电力主管部门，计量行政监督主管部门的监督。
四、电能计量装置分类 一、按用途分： （1）、贸易结算用电能计量装置：指由电力企业管 理，用于贸易结算、收费的电能计量器具。 （2）、企业内部经济技术指标考核用电能计量装置： 指电力企业为其经济技术指标内部分析、考核而用于发 电机、主变压器、厂用电线路、无结算关系的电力系统 间联络线路和考核有功电量平衡的输电线路等计量发电 量、厂用电量、线损电量、变损电量、有功平衡电量的 计量装置。
（6）、比差：比值误差简称比差，一般用 f表示。 就是一次电流为额定值时，实测的二次电流折算到 一次侧的值与一次电流的之差的值与一次侧电流 （额定值）的比值，用 %表示。
（ 7 ）、角差：一次侧的相角与二次侧相角的误 差。
三、穿心式电流互感器的使用 穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载 流导线穿过由硅钢片卷制成的圆形铁芯作一次绕组， 二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁芯上，与电能表 电流线圈等二次负载串联，形成负载阻抗很小的闭 合回路。一次进线为 L1，出线为 L2，二次侧两端分别 为Ｋ １、Ｋ ２，L1与Ｋ １、Ｌ ２与Ｋ ２分别为同极性端。
2、Ⅱ类电能计量装置：月均用电量 100万KWH及 以上或变压器容量 2000KVA及以上高压计费用户、 100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的 电能计量装置。
3、Ⅲ类电能计量装置：月均用电量 10万KWH及以 上或变压器容量为 315KVA及以上的的计费用户、 100MW以下发电机、发电企业厂用电量、供电企业内 部用于承包考核的计量点、考核有功电量平衡的 110KV及以上的送电线路电能 计量装置。
（6）、走字试验：进行走字试验，可以校核以下项 目：
①、 基本误差测定中的差错。 ②、 计度器传动和进位是否正常。 ③、 电能表常数和倍率是否正确。 方法与要求： 在通电前，被检电能表的计度器除最末一位字轮外， 其余字轮的示数均应为 9。在电压线圈加以额定电压， 电流线圈通以 10%的标定电流，COSφ≈ 1的条件下，被 检电能表的计度器示数的改变不应少于5个字。
其误差按下列公式计算
r=(N0-n0)/n0×100% N0：被检电能表转时标准表应转的转数； n0：被检电能表转时标准表实际的转数； N0= n.C0/Cx C0：标准电能表的常数 Cx：被检电能表的常数 b、瓦特表-秒表法 (略)
（5）、绝缘强度试验： ①、用 500V摇表测定电能表外壳和电路之间、电 压和电流回路之间的绝缘电阻，其值不应低于 5MΩ。 ②、对安装式电能表，在室温和空气相对湿度为 85%以下（ A1组和 B1组）或 95%以下（ A组和 B组）时， 施以频率为 50HZ、电压为 1500V的正弦波交流电，历 时1分钟，不应出现击穿和电弧放电现象。
四、电流互感器的接线
（1）、单相接线：如图
CBA
L1 K1
A
L2
K2
（2）、不完全星形接线特点：（Ｖ形接线）
C BA
A
L1 K1
L1 K1
A
L2 K2
L2 K2
A
①、一次侧电流与二次侧电 流是同相位，相互相差1200。 ②、如果Ａ相或Ｃ相二次或 一次反接，都会使二次Ｂ相 电流比Ａ、Ｃ相升高倍（现 场可用测量电流的方法来检 查。 ③、如果Ａ、Ｃ相电流二次 都反接，二次侧三相电流虽 然平衡，但与相应的一次电 流相差1800，会使电能表反 转。
（7）、计度器示数的整数与小数位的数字或窗口应有不 同颜色；
（8）、额定电压：对于三相电能表应在前面乘以相数， 如3×380V/220V；经电压互感器接入式电能表，应标明电压 互感器的额定变比，以此代替电压，如3×10000/100
（9）、额定频率； （10）、电能表的常数，应标明“ 1kw= × × ×盘转数或× × ×转/KWh” （ 11 ）、对具有止逆器的电能表应标明“”如 止逆 /双向 （ 12 ）、对用于容性负载的无功电能表应标明 “用于容性负载”
3、准确度等级：就是对电压互感器所指定的误差等级，电 力系统测量用电压互感器的准确度等级有0.1 0.2 0.5 1.0。
4、额定容量：电压互感器的额定容量就是指按照其准确度 等级制造的容量，当二次电压为额定值时，规定允许接入的负 载。
三、电压互感器的接线
(1)、电压互感器的 V型接线
V型接线主要应用于中性点不接地或经高阻 抗接地的电网中，我国城乡10KV配电中的高压 计量电压互感器通常采用这种接线。
四、引起电能表误差的原因 电能表的误差包括基本误差和附加误差两 大类。基本误差是指电能表在规定的正常条 件下运行所显示的误差；附加误差是指电能 表在使用时因温度、倾斜等外界因素以及电 压、负载等运行条件变化所引起的误差。
第二节 电流互感器
一、电流互感器的作用（ TA） 电流互感器（用符号 TA表示）作用是将较大电流按一定的比例 （变比或倍率）变为小电流（ 5安）。 二、电流互感器的技术参数 （1）、额定容量：额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗 的视在功率。 （2）、一次额定电流：允许通过电流互感器一次绕组的电流， 一般有 5A 10A 15A 20A 30A 40A 50A 75A 100A 150A 200A 300A 400A 600A 800A 1000A 1200A 1500A 2000A 3000A 4000A 5000A 6000A 8000A 10000A 15000A 20000A 25000A 。
二、按接入方式分 （1）、只有电能表的直接接入式计量装置： （2）、除电能表外还有电流互感器和二次回 路的计量装置； （3）、有电能表和电压、电流互感器和二次 回路的计量装置； （4）、有电能表和电能计量柜或电能计量箱 及二次回路的计量装置。
三、按计量电量的多少和计量对象的重要性分： 1、Ⅰ类电能计量装置：月均用电量500万KWH 及以上或变压器容量为10000KVA及以上的的高压 计费用户、 200MW及以上发电机、发电企业上网 电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电 网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电 能 计量装置
三、电能表校验项目与要求 （1）、直观检查：内外零件装置完好无损，铭 牌标记完整、清楚，转 轴垂直、转盘平整等。 （2）、启动试验：电能表在额定电压、额定频 率、功率因数为 1的条件下，当负载电流不超过下表 规定值时（启动电流）转盘应不停地转动。
电能表的准确度等级
0.2 0.5 1.0
起动电流（标定电流的百分数） 0.3 0.3 0.5