电能表原理及接线培训材料PPT2010.11.ppt

,电能表及互感器接线原理培训,电能计量的基本知识,单、三相电能表常用接线,单、三相电能表错误接线举例,目 录,电能计量装置的安装设计原则,电能计量装置的故障,一、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；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。,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,（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 电流互感器两种典型接线,Iu,Iv,Iw,IN,U V W,Iu,Iw,不完全星形接线（V）,完全星形接线（Y）,U V W,（2）电压互感器 型号：第一个字母：J-电流互感器 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,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。,（一）、单相电能表直接接入式,（2）、接线原则： IAO UAO,（3）、向量图,（4）、计量功率,（1）、接线图,P=UIcos =UIcos,二、单、三相电能表常用接线,（二）、直接接入式三相四线电能表的接线,UA,UB,UC,IA,IB,IC,计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcos,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,（三）、带电流互感器的三相四线电能表的接线（CT二次不能接地）,UA,UB,UC,IA,IB,IC,计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcos,K2,K1,K2,K1,K2,K1,A,B,N,C,（四）、带电流互感器的三相四线电能表的接线（CT二次必须接地）,UA,UB,UC,IA,IB,IC,计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcos,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,K2,K2,K2,K1,K1,K1,（五）、三相三线高压电路有功电能的接线,UA,UB,UC,IA,IB,IC,UAB,UCB,接线原则： IAUAB ICUCB,30+,30-,计量功率： P=IUcos（30+）+cos（30-） P=3IUcos,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,三、单、三相电能表错误接线举例 1、单相有功电能表的火线和零线互换 （1）、接线图,（2）、接线原则： INA UNA,（3）、向量图,（4）、计量功率,P=（-U）（-I）cos =UIcos,（5）、结论：电能表正转，当负荷侧接地易漏计电量。,2、单相有功电能表电压小钩断开,（1）、接线图,（2）、接线原则 I U=0,（3）、向量图,（4）、计量功率 P=IUcos=0,（5）、结论 电表不转,3、单相有功电能表电流互感器二次开路,（2）、计量功率 P=IUcos=0 （3）、结论 电表不转,4、单相有功电能表电流互感器二次侧短路,（2）、计量功率 P=IUcos=0 （3）、结论 电表不转,（1）、接线图,（1）、接线图,计量功率：P=0 电能表停转,4、三相四线电能表电流回路三相开路,5 、三相四线电能表电流回路二相短路,计量功率：P=P2=IUcos 少计2/3的电量,6、三相四线电能表电压回路一相开路,计量功率：P=P2+P3=2IUcos 少计1/3电量,7、三相三线电能表电流互感器二次侧A相反接,UA,UB,UC,IA,IB,IC,UAB,UCB,接线原则： -IAUAB ICUCB,180-30-,30-,计量功率： P=IUcos（150-）+cos（30-） P=IUsin,-IA,正确计量功率 ：P=3IUcos,UA,UB,UC,IA,IB,IC,UAB,UCB,接线原则： IAUBA ICUCA,180-30-,30+,UBA,8、三相三线电能表电压进线AB相互接错,计量功率： P=IUcos（150-）+cos（30+） P=0,UCA,9、三相三线电能表电压回路AB接错，A相电流 互感器二次接反,UA,UB,UC,IA,IB,IC,接线原则： -IAUBA ICUCA,30+,30+,UBA,计量功率： P=IUcos（30+）+cos（30+） P= 3UI（ cos - 3/3sin ）,UCA,-IA,四、电能计量装置的设计原则 1、电能表的选择 （1）型式的确定 在中性点非有效接地的高压线路中，应选用经互感器接入的三相三线3100V的有功、无功电能表，接地电流较大者应安装经互感器接入的三相四线357.5/100V的有功、无功电能表； 在三相三线制低压线路中，应选用三相三线3100V的有功、无功电能表，当照明负荷占总负荷的15%及以上时，为减小线路附加误差，应采用三相四线3220/380V的有功、无功电能表； 在三相四线制低压线路中，应选用三相四线3220/380V的有功、无功电能表； 负荷电流为50A及以下时，宜采用直接接入式电能表；负荷电流为50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式。,（2）基本电流的确定 当电能表与0.5级或0.2级电流互感器联用时，如果互感器的额定二次电流为5A，那么电能表的电流量范围可采用1.5（6）、3（6）A或5A；如果互感器的额定二次电流为1A时，那么电能表的电流范围可采用0.3（1.2）A，或1A。若负荷电流变化幅值较大或实际使用电流经常小于电流互感器额定一次电流的30%，宜采用宽负载的电能表。 当电能表与0.5s级或0.2s级电流互感器联用时，电能表的电流范围宜采用1.5（6）A。 当电能表直接接入计量回路时，应根据经核准的用户申请报装负荷容量来确定额定最大电流。,P=3IUcos,Imax=P/3Ucos,为提高低负荷时计量的准确性，一般宜选用过载4倍及以上的电能表,（3）准确度等级的确定 电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。,（4）有功、无功电能表的联合接线 在双向送、受电的电力装置回路中，应分别计量送、受的电量，应采用两块有无功电能表。 在装有同步调相机或无功补偿装置的线路中，负载可能会是容性或感性，应分别计量容性和感性的无功电量，采用两块无功电能表。 在条件允许下，使用电能计量双向有功电量及双向无功电量的全电子多功能电能表。 2、互感器的选择 （1）额定电压的确定 电流互感器的额定电压应与被测线路电压相适应，UNUL 电压互感器要求额定一次电压应大于接入的被测线路电压的0.9倍，小于线路电压的1.1倍：0.9ULUN1.1UL,（2）额定变比的确定 电流互感器的额定二次电流规定为5A或1A，一般选5A。 为保证计量准确度，选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值得60%左右，至少不低于30%。 I1=P1/3Ucos 当实际负荷电流小于30%时，应采用二次绕组具有抽头的多变比电流互感器或0.5s、0.2s级电流互感器。 电流互感器的额定变比由额定一次电流与额定二次电流的比值决定。 电压互感器其额定变比等于额定一次与额定二次电压的比值。 额定一次电压应满足电网电压要求，额定二次电压应和计量仪表等二次设备的额定电压相一致，通常为100V 。,（3）额定二次负荷的确定 互感器若接入二次负荷超过其额定二次负荷，其准确度等级下降。 为保证计量的准确性，一般要求测量用电流、电压互感器的二次负荷S2必须在额定二次负荷S2N的25%100%范围内。 0.25S2NS2S2N 电压互感器的额定二次负荷标准值有：10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500、1000VA，计量专用电压互感器额定二次负荷一般为50VA及以下。 电流互感器的额定二次负荷标准值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA，计量专用电流互感器二次负荷一般取40VA及以下。,（4）额定功率因数的确定 计量用电压互感器额定二次负荷的额定功率因数应与实际二次负荷的功率因数相接近。 计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数为0.81.0。 （5）准确度等级的确定 电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。 电流互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5； 电压互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5。 （6）互感器的二次回路规定 为保证电能计量装置的安全、可靠、准确，对35kV以上线路供电的用户，应有电流互感器的专用二次绕组和电压互感器的专用二次回路，不得与继电保护的测量回路共用，并不得装熔断器和开关。,五、电能计量装置的故障 1、造成电能计量装置的故障原因 （1）构成电能计量装置的各组成部分本身出现故障。 （2）电能计量装置接线错误。 （3）人为抄读电能计量装置或进行电量计算出现的错误。 （4）窃电行为引起的计量失准。 （5）外界不可抗力因素造成的电能计量装置故障。,2、感应式电能表常见故障,3、电子式电能表常见故障,4、电压互感器的常见故障和故障处理,5、电流互感器的常见故障和故障处理,（二）、电能计量装置故障诊断技巧 1、误差测算法 基本思路：是通过实测负荷电压、电流、功率因数，计算出负荷功率，再结合互感器变比和电表常数计算出电表每转一圈（ 电子表为