三相三线制电度表的接线方式和计算

三相三线制电度表的接线方式和计算

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三相三线制电度表的接线方式和计算为什么要用三相输电？

与单相电比较,三相电具有许多优点:

1.从发电方面看，对于相同尺寸的发电机，采用三相的比单相的可以提高功率约50%；效率高

2.从输电方面看，在输电距离，输送功率，功率因数，电压损失和功率损失等相同的输电条件下，输送三相电能教输送单相电能可以节约铜25%；节省材料

3.从配电方面看，三相变压器比单相变压器更经济，而且三相变压器更便于接入三相及单相两类负载；此外，在用电设备方面,三相笼型异步电动机具有结构简单，价格低廉，坚固耐用，维护使用方便，且运行时比单相电动机振动小等优点。经济实惠

三相三线制电度表的接线方式和计算

由于一般10kV及以上的高压系统均采用三相三线的供电方式，所以高压系统大多采用三相两元件电能表计量电能。三相三线电能表的接线并不复杂，但由于疏忽，特别是附有电压互感器与电流互感器的电能表，错接的机会较多。三相三线电能表错接线时会产生许多怪现象：有的不转，有的反转，有的随负载功率因数角的变化有时正转，有时反转，有的虽然正转，但计量出的电量数与实际不相符。由于电压互感器的电压相序可由相序表判断，错误的可能性较小，本文着重讨论电流互感器错接线对电能计量的影响。如果将电流互感器的二次线接错，共有八种接线，其中1种可以正确计量电能，有2种电能表不走，有3种电能表反转，有2种电能表虽正转，但计量出的电能是错误的。

图一

假设三相负载是平衡对称的，即有如下关系：

U A =U

B

=U

C

=U，I

A

=I

B

=I

C

=I，φa=φb=φc=φ，正确的接法所计量的功率为:

P＝U

AB I

A

cos(30o＋φ)＋U

CB

I

C

cos(30o－φ)

＝ UI(cos30o cosφ－sin30o sinφ)＋UI(cos30o cosφ＋sin30o sinφ) ＝2UIcos30o cosφ

＝3UIcosφ

式中U

AB ＝U

CB

＝U，I

A

＝I

C

＝I

其中有功功率为P=3UIcosφ，无功功率为Q=3UIsinφ。下面分别列出在负载对称时，不同接线方式下的三相三线有功电能表，和60°接线无功电能表的计量功率表达式。

一、A、C两相元件接错时

(1)第一元件接入I

C ，第二元件接入I

A

：

根据向量图分析得出：

有功计量功率为：

P I =U

AB

I

C

cos(90°-φ)

P Ⅱ=U

CB

I

A

cos(90°+φ)

P'=P

Ⅰ+P

Ⅱ

=UIcos(90°-φ)+UIcos(90°+φ)=0

式中 P

Ⅰ

-第一元件所计有功功率

P

Ⅱ

-第二元件所计有功功率P'-表计计量总功率

(2)第一元件接入-I

C ，第二元件接入-I

A

时，根据向量图分析得出有功计量

功率为：

P Ⅰ=U

AB

I

C

cos(90°+φ)

P Ⅱ=U

CB

I

A

cos(90°-φ)

P'=P

Ⅰ+P

Ⅱ

=UIcos(90°+φ)+UIcos(90°-φ)=0

以上两种接法，计得有功功率为零，有功电能表不走，无法计量有功电量。由此也不考虑无功电能表的计量。

(3)第一元件接入I

C ，第二元件接入-I

A

，根据向量图分析，可知：有功计量

功率为：

P I =U

AB

Ⅰ

C

cos(90°-φ)

P Ⅱ=U

CB

I

A

cos(90°-φ)

P'=P

Ⅰ+P

Ⅱ

=UIcos(90°-φ)+UIcos(90°-φ)=2UIsinφ

无功电能表中第一元件通入电压U

BC 、电流I

C

；第二元件通入电压U

AC

、电流

-I

A

，且由于电压线圈回路中电阻R的作用，使电压磁通向量与电压向量由原来的90°变为60°，相当于各相元件相应电压相位超前30°角，所以无功功率计算可以写成：

Q Ⅰ=U

BC

I

C

cos(150°+30°+φ)=-UIcosφ

Q Ⅱ=U

AC

I

A

cos(150°+30°+φ)=-UIcosφ

Q'=Q

Ⅰ+Q

Ⅱ

=-2UIcosφ

式中 Q

Ⅰ

-第一元件所计无功功率

Q

Ⅱ

-第二元件所计无功功率

Q'-表计计量总无功功率无功表反转

(4)第一元件接入-I

C ，第二元件接入I

A

根据向量图分析有功计量功率为：

P Ⅰ=U

AB

I

C

cos(90°+φ)

P Ⅱ=U

CB

I

A

cos(90°+φ)

P'=P

Ⅰ+P

Ⅱ

=2UIcos(90°+φ)=-2UIsinφ

无功计量功率为：

Q Ⅰ=U

BC

I

C

cos(30°-φ-30°)=UIcosφ

Q Ⅱ=U

AC

I

A

cos(30°-φ-30°)=UIcosφ

Q'=Q

Ⅰ+Q

Ⅱ

=2UIcosφ

这种情况下有功电能表反转，无功表正转。

二、A、C两相元件极性分别接反时

(1)第一元件接入-I

A ，第二元件接入I

C

根据向量图分析可知：有功计量功率

为：

P Ⅰ=U

AB

I

A

cos(150°-φ)