电能计量装置

cos cos cos sin sin
sin 2 2 sin cos
本节小结
了解电能计量装置、相量图、基本三角函 数的基本知识。 掌握相量图的基本画法。
能够正确认清各交流电路的相量图。
模块二

电能计量装置常见故障分析
单相电能表的接线 三相三线电能表接线 三相四线电能表的接线 互感器的接线分析
+
+
-
+
sin
-
cos
+
+
+
+
+
-
-
tg
ctg
(三)、任意角的三角函数
函数 sin
-
sin
cos
90
cos
sin
ctg
180
sin
270
cos
sin
360
sin
cos
tg ctg
电流互感器两种典型接线
A B C Ia Ic
A B C
Ia Ib Ic IN
不完全星形接线（V）
完全星形接线（Y）
（2）电压互感器 型号：第一个字母：J-电压互感器 第二个字母：D-单相；S-三相；C-串级式 第三个字母：J-油浸式；G-干式；C-磁绝缘；R-电 容式；Z-浇注绝缘 第四个字母： W-五铁芯柱； B-带补偿角差绕组； J-接地保护
P′=IU〔cos（150-φ）+cos（30-φ）〕
30-φ P′=IUsinφ
正确接线：P=√3IUcosφ
φ COSφ 功率P 圆盘转数 0° 1 √3UI 快 30° 0.86 3/2 UI 较快 60° 0.5 √3/2UI 较慢 90° 0 0 不转
错误接线：P′ =IUsinφ
φ
COSφ
（1）Βιβλιοθήκη Baidu接线图
﹡ ﹡ ﹡
﹡
（3）、计量功率 P=U×Icosφ
（2）、接线原则
U AN

=UIcosφ
Ia

二、单相有功电能表的错误接线
1、火线和零线互换
（1）、接线图
﹡ ﹡
（3）、相量图
· U AN · IAN
· INA
· U NA
φ
N A （2）、接线原则：
U NA

（4）、计量功率
P′=UNAINAcosφ
相量及相量图
（一）、相量 1、概念：是正弦交流电的一种表示方法，和复数对应。 2、符号表示：交流电有效值符号上加圆点。 例如： U

I

E

3、数学表达式：用复数的极坐标表示。 例如： u 2 220sin(t 30 )V
U 220 30 V

“220”——表示该交流电压有效值为220V； “30”——表示该交流电压初相角为30度 。 以上两数值为正弦交流电的两要素。
（二）、相量图 复数 相量 矢量 向量 复平面 相量图
相量图的一般画法：
1、对应关系：相量式中数值对应向量的长短；角度对应 向量的箭头方向。 2、参考相量：是指初相角为“0”度的相量。
3、画相量图时：先量角度(正角-逆时针转，负角-顺时针转）； 再量长度（同一种物理量有比较）
举例：
U 220 30 V
30+φ
30-φ
P=√3IUcosφ
2、三相三线高压电路有功电能的接线
Uab * Ua
· ·
* * * * * * *
*
*
* *
· ·
.
Ia
Ucb Uc
·
Ic Ib
· ·
接线原则：
U ab I a


U cb I c


Ub
计量功率：
P=IU〔cos（30+φ）+cos（30-φ）〕
30+φ 30-φ P=√3IUcosφ
功率P
0° 1 0
30° 0.86 ½ UI
60° 0.5 √3/2UI
90° 0 UI
圆盘转数
不转
慢
较慢
快
2、电压回路错误接线
（1）、电压互感器二次侧Uab反接
Uab * *

Ua Ia


*
* * * * * *
*
Ucb * *

Ic Uc


Ib Uba


接线原则：
U ba

Ub

Ia

U cb I c
单相电能表的接线
一、单相电能表的正确接线
序号 1 2 3 4 接线方式 一进一出直接接入方式 二进二出直接接入方式 经电流互感器的电压线和电流线共用方 式 经电流互感器的电压线和电流线分开方 式 计算倍率公式 不需计算 用本身倍率 b=BKIKV /KLKY 其中：KI——实用电 流互感器变比 KV——实用电压互感 器变比 KL——表本身电流互 感器变比 KY——表本身电压互 感器变比 B——表本身倍率
cos
cos
tg
tg
ctg
ctg
tg
tg
ctg
tg
ctg
(四)、三角函数换算公式
sin cos 1
tg
ctg
2
2
sin cos
cos sin
sin sin cos cos sin
二、三相三线电能表的错误接线
1、电流回路错误接线
（1）、电流互感器二次侧a相反接 *
Uab
Ua
·
·
*
*
* *
* *
*
Ucb
·
* * * *
Ia
·
·
Ic
· ·
接线原则:
U ab I a


U cb I c


Uc -Ia 正确计量功率 ：P=√3IUcosφ 计量功率：
Ib
·
Ub
·
60+90-φ

1、一般关系
U ab U a U b
U bc U b U c
U ca U c U a








2、对称关系
U ab 3 U a 30 U bc 3 U b 30
U ca 3 U c 30





相量图
感性时
U


I


＞0
2、互感器的作用： （1）扩大电能表的量程。电压互感器把高电压变换 成低电压，电流互感器将大电流变换成小电流。 （2）减少了仪表的制造规格。除直接接入式电能表 外，电流二次回路均以5A为主，电压二次回路均以 100V为主。 （3）隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安 全。
互感器分为电流互感器和电压互感器
电能计量装置
接线检查与退补电量的计算
奎屯电业局
孙庆忠
请
问
秤准？还是秤不准？ 真头疼！！！
简
请问
介
采集系统建设中会出现错误接线情况吗？
某供电所历年来发生需退补电量的用户数 60
该供电所人员对退补电量方法的掌 握情况
调查
40 20 0 2009年 2010年 2011年 2012年
退补电量户数
完全掌握 略微掌握 完全不会
1、相电流与相电压的关系
Ua

Ia
a

Ub

Ib
b

Uc

Ic
c

2、各电流电压的相量关系
U ab
Ua


a

Ia


Ic
c
b

U bc
Uc
Ib

Ub

U ca

基本三角函数关系
（一）、正角和负角
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ、Ⅱ象限——正角 0~180o
Ⅲ
Ⅳ
0
Ⅲ、Ⅳ象限——负角 0~ -180o
（二)、 角的三角函数值符号
电能计量装置基本知识
（一）、电能计量装置的概念 电能计量装置：是由电能表、互感器（电流互感器、 电压互感器）、电能表到互感器的二次回路三部分组 成。
（二）、各部分的作用分别为： 1、电能表的作用：也叫电度表，是电能计量装置的核心，是计 量负载消耗的或电源发出的电能。 电能表型号：1位D-电能表；2位表示相线：D-单相、S-三相三线有 功、T-三相四线有功； 3位表示用途D-多功能、F-复费率、M-脉冲、 S-全电子、Y-预付费、Z-智能电能表；4位设计序号用阿拉伯数字表示。 电能表铭牌：以哈尔滨电能表DD105型为例，220V表示额定电压， 1.5(6)A表示额定电流为1.5A，最大电流为6A，50HZ表示额定频率， 6400ipm/kw.h表示计6400个脉冲为一度电。
﹡ * *
﹡
P′=IUcosφ=0
（4）、结论
电表不转 （2）、接线原则


U
I 0
4、电能表极性接反 （1）、接线图
﹡ ﹡
· -I AN
（3）、相量图
φ
UAN
·
· I
AN
A N （2）、接线原则：
U AN

（4）、计量功率 P′=IUcos（180 -φ） =-IUcosφ (5)、结论：
0
I NA

U
容性时

I


＜0
纯电阻性时
U


=0

I

相量图(以

Ua

作为参考相量---铅垂位置)
Ub


U ab
U ab

Ua


30

Ua
U bc

U bc

Uc

30 30
Ub

Uc
Uc

Ub


Ua
U ca


U ca
. Ua
. Uca . Uc . Uab . Ub
. Ubc
（三）、对称三相交流电路的电流电压的相量关系
A
B
C
a
b
c
两台单相电压互感器典型V/V接线
3、二次回路的作用
电压二次回路是指电压互感器、电能表的电压线圈 以及 连接二者的导线所构成的回路。由于连接导线阻抗等因 素的影响，电能表电压线圈上实际获得的电压值往往都 小于额定值（220V、380V、100V），二次电压回路电 降的大小直接影响电能计量的准确度。 电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的 电流 线圈以及连接二者的导线所构成的回路。电流互感器的 二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈的阻 抗、端钮之间的接触电阻等。它直接影响电流互感器的 确度等级。
5
6
经电流互感器和电压互感器的电压线和 电流线共用方式
经电流互感器和电压互感器的电压线和 电流线分开方式
1、单相电能表直接接入式
（1）、接线图
﹡ ﹡
（3）、相量图
UAN φ
·
A
· I
（2）、接线原则： . . IAN UAN P=U×Icosφ =UIcosφ
AN
N
（4）、计量功率
2、单相电能表经电流互感器接入式


计量功率：
P′=IU〔cos（150-φ）+cos（30-φ）〕
180-30-φ 30-φ P′=IUsinφ
（2）、电能表电压进线ab相互接错 Uab * Ucb * *


* * * * * * * *
=UIcosφ （5）、结论：电能表 正转，当负荷侧接地易 漏计电量。

I NA

2、电压钩断开或接触不良 （1）、接线图
﹡ ﹡
（3）、相量图
· I
（4）、计量功率
A N
（2）、接线原则
U 0

P′=IUcosφ=0
（5）、结论
I

电表不转
3、电流互感器二次侧短路 （1）、接线图 （3）、计量功率
I1 I 2


（1）、
I2
60

I1 I 2


I1
（2）、 I I 1 2



I 1 ( I 2 )


I2

180
I1

I2

I1 I 2


I2

交流电路各电流电压相量的关系
（一）、单相交流电路电压电流关系
U


I

（二）、三相交流电路线电压和相电压的关系（星形连接时）
U



U

30
参考
I 5 60 A
60

I I


同一相量图中
（三）、相量的加减
1、矢量多边形法则 将多个矢量相加时，可将各矢量头尾相接，最后的 和矢量是从第一个矢量的头指向最后一个矢量的尾。
2、举例 已知： I 1 50 A ， I 2 560 A 求： I 1 I 2 ， I 1 I 2 。
（1）电流互感器 型号：第一个字母：L-电流互感器 第二个字母：A-穿墙式；F-多匝式；R-装入式；B支持式；Y-低压；M-母线式；Z-支柱式；D-单匝式；Q-线圈式 第三个字母：C-资绝缘；S-速饱和；G-改进型；K塑料外壳式；W-户外式； M-母线式；Z-浇注式 第四个字母： B-保护式； D-差动式
0

电能表圆盘反转
180 -φ
三相三线电能表接线
一、三相三线电能表的正确接线
1、三相三线低压电路有功电能的接线
UAB
·
UA
· · I
a
* * * *
* * UCB * *
·
· I
c
· U
C
· I · U
b
B
接线原则：
U AB I A


U CB I C


计量功率： P=IU〔cos（30+φ）+cos（30-φ）〕
非常重要！
进行电能计量装置接线检查与退补电量的计算
教学设计表
学员 装表接电工、用电检查员 学习 目标
1、了解电能计量装置的基本知识，掌握相量图的画 法和基本三角函数的换算关系。 2、掌握单相电能表、三相三线电能表、三相四线电 能表的接线图和相量图的正确画法。 3、能够根据相量图进行电能计量装置的接线检查并 计算出退补电量。 误接线分析、误接线判断、误接线退补电量计算。
重点
课时 4个课时，总计4小时。 教具 微机、投影、误接线模拟操作台、双钳相位 伏安表、相序表。
教学内容
模块一
模块二 模块三 模块四
基本知识介绍
电能计量装置常见故障分析 电能计量装置的错误接线检查 电能计量装置退补电量的计算
模块一 基本知识介绍
电能计量装置基本知识 相量及相量图 交流电路各相量的关系 基本三角函数关系