三相三线制电度表的接线方式和计算.docx

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：UA=UB=UC=U，IA=IB=IC=I，a=b=c=，正确的接法所计量的功率为:PUABIAcos(30o)UCBICcos(30o) UI(cos30ocossin30osin)UI(cos30ocossin30osin) 2UIcos30ocos UIcos 式中UABUCBU，IAICI 其中有功功率为P=UIcos，无功功率为Q=UIsin。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IC，第二元件接入IA：根据向量图分析得出：有功计量功率为：PI=UABICcos(90-)P=UCBIAcos(90+)P=P+P=UIcos(90-)+UIcos(90+)=0式中 P-第一元件所计有功功率P-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-IC，第二元件接入-IA时，根据向量图分析得出有功计量功率为：P=UABICcos(90+)P=UCBIAcos(90-)P=P+P=UIcos(90+)+UIcos(90-)=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IC，第二元件接入-IA，根据向量图分析，可知：有功计量功率为：PI=UABCcos(90-)P=UCBIAcos(90-)P=P+P=UIcos(90-)+UIcos(90-)=2UIsin无功电能表中第一元件通入电压UBC、电流IC；第二元件通入电压UAC、电流-IA，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=UBCICcos(150+30+)=-UIcosQ=UACIAcos(150+30+)=-UIcosQ=Q+Q=-2UIcos式中 Q-第一元件所计无功功率Q-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-IC，第二元件接入IA根据向量图分析有功计量功率为：P=UABICcos(90+)P=UCBIAcos(90+)P=P+P=2UIcos(90+)=-2UIsin无功计量功率为：Q=UBCICcos(30-30)=UIcosQ=UACIAcos(30-30)=UIcosQ=Q+Q=2UIcos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-IA，第二元件接入IC根据向量图分析可知：有功计量功率为：P=UABIAcos(150-)P=UCBICcos(30-)P=P+P=UI(cos150cos+sin150sin)+(cos30cos+sin150sin)=UIsin无功计量功率为：Q=UBCICcos(90+30+)=UIcos(120)Q=UACIAcos(150-30-)=UIcos(120-)此时，无功表反转。(2) 第一元件接入IA，第二元件接入-IC为：根据向量图分析可知：有功计量功率为：P=UABIAcos(30+)P=UCBICcos(150+)P=P+P=UI(cos30cos-sin30sin)+(cos150cos-sin150sin)=-UIsin无功计量功率为：Q=UBCIAcos(90-30-)=UIcos(60-)Q=UACICcos(30+30+)=UIcos(60+)此时，有功表反转，无功表正转。(3) 第一元件接入-IA，第二元件接入-IC为：根据向量图分析可知：有功计量功率为：P=UABIAcos(150-)P=UCBICcos(150+)P=P+P=UI(cos150cos+sin150sin)+(cos150cos-sin150sin)=-UIcos无功计量功率为：Q=UBCIAcos(90+30+)=UIcos(120+)Q=UACICcos(30+30+)=UIcos(60+)这种情况下有功表和无功表皆反转。根据以上分析，可以归纳出如下结果，见表1。表一 三相三线电能表误接线对应的功率查对表电流相序有功功率无功功率IA、ICUIsinUIcossIC、IA0不考虑-IC、-IA0不考虑IC、-IA2UIsin-2UIcos-IC、IA-2UIsin2UIcos-IA、ICUIsin-(/2)UIcosIA