V型电压互感器接线分析与计算

V型电压互感器接线分析与计算

摘要：本文主要阐述了在高压电能计量中V型电压互感器与三相三线电能表所组成的计量系统的接线方式，通过对正确与错误接线的分析和计算，为公司电能的正确计量提供理论上的技术支持，同时也可为计量人员的分析提供相应的帮助，从而加快公司计量工作的进一步发展。

关键词：V型电压互感器三相有功电能表接线分析计算

随着节能工作的进一步推进，计量工作成为企业管理工作中的重要组成部分，由于矿区尤其是井下能源消耗主要来自于电能，因此做好电能计量（尤其是井下电能计量）则是做好计量工作的关键。我公司高压计量系统中广泛采用了V型电压互感器配感应式三相三线电能表进行计量，但在计量过程中常出现计量明显不准或电能表反转的现象。电能表计量的工作原理：当电压线圈两端加以线路电压，电流线圈串接在电源与负载之间电流过电流时，电压元件和电流元件就产生了在空间上不同位置、相角上不同相位的电压工作磁通和电流工作磁通。电压工作磁通与电流工作磁通在圆盘中产生的感应涡流相互作用及电流工作磁通与电压工作磁通在圆盘中产生的感应涡流相互作用，使圆盘转动并通过传动机构实现对电能消耗的记录，即电能计量。一般来说，电能的消耗正比于表计圆盘转动。为确保计量的准确性，在表计完好的前提下，最关键就是接线正确，尤其是电压互感器的正确接线。那么，我们应如何接线呢？由于电流互感器星形（Y型）互感器接线较为简单，这里，就开口角形（V型）电压互感器与三相三线电能表配合接线进行分析，以供参考。

一、V型电压互感器接线的高压电能计量装置

与Y型电压互感器相比，V型电压互感器接线很容易接错，接线一旦错误，就会造成计量错误，因此必须接对电压互感器的极性。V型接线实际上是开口三角形接线，即三角形的接线取去一组线圈。

三角形接线是三相绕组正极与负极连接，所以V 型接线也是一相绕组的负极与另一相绕组的正极连接，而不能同极连接，其正确接线图如图1所示。这种接线是用两个单相互感器接成V 型接线，一次和二次绕组极性接法是对称的，且都是正极和负极连接，接线是严禁改变任何一相接线，它是V 型电压互感器正确接线的标准接线图。

二、接线检查方法

1、首先用极性测试仪测试极性，在无极性测试仪时，也可用万用

表进行测试。

2、安装好后用电压表或万用表测量二次回路的三个电压，即UUV 、UVW 、UWU 电压值应为100V ，如果其中一个线间电压的电压值为其他两个电压值的

倍时（即100V ×

=173V ），则说明二次接线有错误，应

该检查更正。

三、三相三线有功电能表相量图与计算

三相三线有功电能表按图1画出相量图，如图2所示。并按此相量图进行如下计算：

第一组元件： W 1=U UV I UO tcos(30°+φ) 第二组元件：

W 2=U WV I WO tcos(30°－φ) 两元件总和为：

图1：V型电压互感器接线图

电

源VO

W=W 1+W 2

= U UV I UO tcos(30°+φ)+ U WV I WO tcos(30°-φ) 设U UV = U WV =U 1，I UO =I WO =I φ，则 W=

U 1I φtcos φ

式中 U 1——线电压，kV ； I φ——相电流，A ； t ——运行时间，h ； cos φ——功率因数。

从上式得知是正确计量，其更正系数为1，即 更正系数K= =1

四、V 型电压互感一次侧错误接线分析与计算

如果只是二次接线错误，其检查和更改均较为简单，更正时只需改变二次侧的相序调换即可。以下针对一次侧三种接线错误进行分析与计算。

1、一次侧或一、二次侧第三相电压的极性接错，如图3所示。 1）从图3（a ）的接线图可以知道一次侧的第三相电压的极性接错，更正时第三相的电压互感器的正极反接过来就正确了。

2）从图3（b ）接线图可以知道是第三相电压互感器的一次侧和二次侧绕组极性，更正时将其一起调反就正确了。

3）根据图3（a ）和（b ）

电源

电源（a）

图3：V型电压互感器错误接线图一

图4：第三相一、二次极性反接相量图

可画出相同的相量图，如图4 所示。

4）根据相量图进行如下计算。 第一组元件： W 1=U UV I UO tcos(30°+φ) 第二组元件：

W 2=U VW I WO tcos(150°+φ) 两元件总和为： W=W 1+W 2

= U UV I UO tcos(30°+φ)+ U VW I WO tcos(150°+φ) 设U UV = U WV =U 1，I UO =I WO =I φ，则

W=U 1I φt [cos(30°+φ)+ cos(150°+φ)] =－U 1I φtsin φ

由于计算出的数值为负数，因此此时电能表反转。 5）更正系数K 为

K= = =－tg φ

6）检测

用电压表测量U WU 电压应为173V ，而不是正常情况下的100V 。 2、一次侧或一、二次侧第一相电压的极性接错，如图5所示。 1）从图5（a ）的接线图可以知道一次侧的第一相电压的极性接错，更正时第三相的电压互感器的正极反接过来就正确了。

2）从图5（b ）接线图可以知道是第一相电压互感器的一次侧和二次侧绕组极性，更正时将其一起调反就正确了。

电源

电源

3）根据图5（a ）和（b ）可画出如图6所示的相量图。 4）根据相量图进行如下计算。 第一组元件：

W 1=U VU I UO tcos(150°—φ) 第二组元件：

W 2=U WV I WO tcos(30°－φ) 两元件总和为： W=W 1+W 2

= U VU I UO tcos(150°—φ

+ U WV I WO tcos(30°－φ) 设U VU = U WV =U 1，I UO =I WO =I φ，则 W=U 1I φt [cos(150°－φ) + cos(30°－φ)] =U 1I φtsin φ

由于计算出的数值为正数，因此此时电能表正转。 5）更正系数K 为

K= = =tg φ

6）检测

用电压表测量U WU 电压应为173V ，而不是正常情况下的100V 。 3、第一相一次侧和第三相二次侧极性接错或第三相一次侧和第一相二次侧极性接错，如图7所示。

1）从图7（a ）的接线图可以知道一次侧的第一相电压和二次侧的第三相的极性接错，更正时将电压互感器一次侧第一相和二次侧第三相的正极反接过来就正确了。

2）从图7（b ）接线图可以知道是电压互感器一次侧第三相和二次侧第一相绕组极性错误，更正时将电压互感器一次侧第三相和二次侧第一相绕组极性调反就正确了。

VO

VU