装表接电论文.doc

。装表接电毕业设计书第一部分：规范化操作、电气测量安全规则在进行电气测量时，要按一定的操作程序进行，不得违反这些操作程序或操作方式，这样的操作就是规范操作。遵守规范操作是安全、顺利完成测量的重要保证，并培养严谨的科学工作态度和良好的工作作风。例如在用电桥测量电阻时，电桥上的电源按钮开关和检流计按钮开关，在测量时应先按电源按钮，后按检流计按钮，调节平衡后应先断开检流计按钮，而后断开电源按钮。否则可能造成损坏仪表的事故。进行测量时，测量者必须严肃认真，小心谨慎，任何轻率行动或松懈麻痹都可能导致人身事故或仪器、仪表的损坏事故，为了保证人身与设备的安全，必须遵守以下安全规则：(1)接线前应先检查各仪器、仪表是否完好，连接导线是否破损。电源开关在断开的位置。(2)不适用绝缘损坏的导线，禁止用手接触带电部分。(3)测量电路连好后，应认真检查，认为正确，方允许通电测量。(4)接通电源之前，应通知全体参与测量人员，使其注意电源已接通。不能接触测量电路上的裸露部分。(5)操作前应有成熟的考虑，写出操作步骤，操作时要准确、果断。(6)如发现有异常现象，如异味、异声或温度过高，或仪表超量限，要迅速切断电源，保持现场，然后进行分析处理。(7)如发现有人触电，不要惊慌，不要接触触电者，应迅速切断电源。第二部分：装表接电基本知识学习第1节 ：电能表分类电能表是测量电能的专用仪表，广泛用于发电、供电和用电的各个环节。以下是电能表的分类：1. 按使用电源性质分类 电能表按使用电能性质可分为交流电能表和直流电能表，常见的是交流电能表。2. 按结构和原理可分为感应式电能表和电子式电能表。感应式电能表的特点是结构简单、工作可靠、维护方便，但体积大，制造精度不容易提高。电子式电能表又可分为全电子电能表和机电式电能表。全电子式电能表的特点是精度高、频带宽、体积小、适合遥控遥测，但结构复杂价格贵，目前有取代感应式电能表的趋势。3. 按准确度等级分类电能表按其准确度等级可分为普通安装式电能表（0.2、0.5、1.0、2.0、3.0级）和携带式精密级（0.01、0.02、0.05、0.1、0.2级）。4.按用途分类电能表按用途可分为工业与民用电能表及特殊用途电能表等5. 电能表型号的表示方式 第一字母D、代表电能表。第二字母D、代表单相；S、代表三相三线；T、代表三相四线；X、代表无功；B、代表标准；H、代表最大需量；J、代表直流。第三是阿拉伯数字，含义是设计序号。第二节：感应式电能表1.感应式电能表的结构单相感应式电能表主要由测量机构和辅助部件机构组成。测量机构包括驱动元件、转动元件、制动元件、轴承和计度器。用于三相三线制计量的电能表有两套驱动元件，用于三相四线制计量的电能表有三套驱动元件，它们都有两个铝盘。2.感应式电能表的工作原理当电能表接入交流电路后，在电压线圈的两端施加线路电压U,电流线圈通过负载电流I。此时电压线圈中通过电流，在电压铁芯中产生电压工作磁通；同时电流I通过电流线圈时在电流铁芯中产生两个大小相等方向相反的电流工作磁通和 。，和穿过转盘时，分别在圆盘上感应出滞后与它们90的感应电动势 ,和以及感应电流 ，和。由于电压工作磁通和电流工作磁通在空间上不相重合，而且在时间上存在相位差，因此会产生驱动力矩，使电能表的转盘按一个方向不停的转动，且转动方向是有时间上超前的磁通指向滞后的磁通。驱动力矩的表达式为：单相有功电能表正确计量应满足的条件：（1）电流工作磁通正比于负载电流I；（2）电压工作磁通正比于电压U；（3） 。第三节 有功电能表的接线方式电能计量方式指计量设备的接线方式。测量电路中的电能表按接入线路的方式可分为直接接入式和经互感器间接接入式两种。1.单相有功电能表测量单相电路有功电能的原理接线图和向量图如图3-1所示。电能表的电流线圈必须与电源相线串联，电压线圈应跨图3-1（a）单相电路原理接线图（b）相量图接在电源端的相线与零线之间，电压线圈标有黑点的一段应与电源端的相线连接，黑点的标志称为同名端。测得的有功功率为：2.三相电路有功电能表 三相三线有功电能表的接线方式三相三线有功电能表的接线图如图3-2所示。三相三线有功电能表只能用于中性点对地绝缘系统，一次供电系统中没有接地线，如我国城乡35KV、10KV配电网，该系统能基本保证 ， 图3-2三相三线有功电能表接线图其接线原则是：元件1为；元件2为。这时三相电能表所反映的测量功率为。三相三线电路一般为高电压大电流电路，所以需要接入互感器，这种计量装置广泛应用于计量发电厂的发电量，变电所的供电量和高供高计电力用户。它所计量的电能占整个电能计量的70%以上，因此，属于非常重要的电能计量装置。三相三线有功电能表经电流，电压互感器的接线图如图3-3所示。图3-3三相两元件有功电能表与电流、电压互感器的接线图三相对称时，三相电能表所测得的有功功率为，一次侧实际功率为(其中电压电流互感器的变比)。第4节 互感器 电力系统要安全运行，必须装设一些测量仪表，以测量电路中的各种电气量，如电压功率、电流、电能等。我们经常还会遇到要测量较高的电压和较大的电流的各种电气量，为了更方便的更正确地获得这种测量的数据，必须使用互感器。互感器的主要作用有：（1）将高电压变为低电压（100V），大电流变为小电流（5A）；（2）使测量二次回路与一次回路高电压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全；（3）使仪表制造标准化，而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表；（4）取出零序电流、电压分量供反映接地故障的继电保护装置使用。电流互感器1.电流互感器的分类（1）按用途可分为两类：一是测量电流、功率和电能用的测量用电流互感器，二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器；（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。（3）根据安装地点可分为户内式和户外式。（4）根据绝缘方式可分为干式，浇注式，油浸式等。（5）根据电路互感器工作原理可分为电磁式、光电式、电子式。2.电流互感器的主要技术参数(1)额定电流比：一次额定电流与二次额定电流之比，即：(2)准确度等级：根据电流互感器允许误差，电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S级及0.5S级。(3)额定容量：电流互感器的额定容量，就是额定二次电流通过二次额定负载时所消耗的视在功率，即：(4)额定电压：一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值）,以kV为单位。它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和额定容量没有任何关系。（5）极性标志：为了保证测试及校验工作的接线正确，电流互感器一次和二次绕组的端子应标明极性标志。电流互感器一般都按减极性表示，即从电流互感器一次绕组和二次绕组来看，电流、方向是相反。图4-10 电流互感器的接线3.电流互感器的工作原理当一次绕组中有电流通过时，一次绕组的磁动势产生的 磁通绝大部分通过铁芯而闭合；从而在二次绕组中感应出电动势。如果二次绕组接有负载，那么二次绕组中就有电流通过，有电流就有磁动势，所以二次绕组中由磁动势产生磁通，这个磁通绝大部分也是经过铁芯而闭合。因此铁芯中的磁通是由一、二绕组的磁动势共同产生合成磁通，根据磁动势平衡原理可以得到：如果忽略铁芯中各种损耗，可认为励磁磁动式,则：即一次磁动式安匝等于二次磁动式安匝，且相位相反。故化简可得，3.电流互感器的接线方式（1）两相星形（V形）连接图4-11两相星形（V形）连接（2）分相连接图4-12两相星形（V形）分相连接（3）三相星形连接图4-13三相星形连接5.电流互感器的使用注意事项（1）极性连接要正确；（2）运行中的电流互感器二次绕组严禁开路；（3）电流互感器绕组应按减极性连接；(4)电流互感器二次侧应可靠接地，且只允许有一个接地点；（5）电流互感器的二次回路应具有独立性。电压互感器1. 电压互感器的主要参数（1） 电压互感器的分类1. 根据用途的分类按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器。这两种互感器又可分为单相和三相。2. 根据安装地点分类按安装地点分为户内型电压互感器和户外型电压互感器。3根据结构不同分类单级式电压互感器，一次绕组和二次绕组均绕组绕在同一个铁柱上。串级式电压互感器，一次绕组分成匝数相同的几段，各段串联起来，一端子连接高压电路，另一端子接地。（2）绕组的额定电压额定一次电压：可以长期加在一次绕组上的电压,并以此为基准确定其各项性能,根据其接入电路的情况,可以是线电压,也可以是相电压。额定二次电压：我国规定接在三相系统中相线与相线之间的单相电压互感器为100V，对于接在三相系统相线与地间的单相电压互感器为100/V。（3）额定电压变比额定电压变比为额定一次电压与额定二次电压之比，一般用不约分的分数形式表示为:Ku = U1e / U2e(4)额定二次负载电压互感器的二次负载常以测出来的导纳表示，负载导纳与输出容量的关系为：(5)准确度等级电压互感器存在着误差,根据电压互感器允许误差划分准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0级。(6)极性标志为了保证测量及校验工作的接线正确,电压互感器一次及二次绕组的端子应标明极性标志。电压互感器一次绕组接线端子用大写字母A、B、C、N表示,二次绕组接线端子用小写字母a、b、c、 n 表示。2.电压互感器的工作原理当一次绕组加上电压时，铁芯内有交变主磁通通过，一、二次绕组分别产生感应电动势和，将电压互感器二次绕组阻抗折算到一次侧后，可以得到：若忽略励磁电流和负载电流在一、二次绕组中产生的压降，则:KU = U1/U2= E1/E2 = N1/N23电压互感器的接线方式（1）V形接线图4-1（a）V形接线（2）Y形接线图4-1（b）Y形接线4.使用电压互感器的应注意的问题(1) 在投入使用前应按规程规定进行试验检查。(2) 在接线时，要注意端子的极性(3) 电压互感器二次侧必须有一端可靠接地。(4) 运行中二次侧不允许短路。第三部分 电能计量装置选配方案根据各类客户用电设备对供电可靠性的要求程度，一般工业企业的电力负荷分为以下三类：I类负荷。对这类负荷中断供电，将造成人身事故，巨大损失及政治影响大等后果，这是重要负荷。II类负荷。对这类负荷中断供电，将造成工厂减产，交通运输阻塞及影响居民正常生活等后果，比较重要的负荷。III类负荷。除I类和II类的负荷以外的一般用户。计量方式可分为高供高计、高供低计、低供低计三种。第1节 220v低压居民用户选配方案220单相供电客户电能计量点应接近客户负荷中心，保证电气安全、计量准确可靠。计量需求类别容量（kW）电能表备注低供低计P8单相电能表10（60）A、2.0级5（30）A、2.0级直接接入式5P15单相电能表20（80）A、2.0级直接接入式10P20三相电能表10（60）A、1.0级直接接入式20P30三相电能表20（80）A、1.0级直接接入式25P100三相电能表5（10）A、1.0级配互感器公变计量点三相四线配变监测计量终端5（10）A、1.0级配互感器居民用电一般实行一户一表。负荷电流（A）铜芯绝缘导线截面mm2I204.020I406.040I607*1.560I807*2.580I1007*4.0计量方式为低供低计来制定供电方案：例，一低压居民用户单相供电，用电额定负荷6kv，选配电能表、导线。分析：负荷电流I=60.22=27A，给低压居民供电，选感应式单相电能表（10（60）A、2.0级），接线方式：直接接入式，导线根据额定电流大小选导线截面6.0mm2.电能计量装置v类低压客户的计量点，应选在低压电源进户点附近，见图第2节 计量方式高供低计用户选配计量方式1) 低压侧为中性点直接接地系统，应采用三相四线电能表。2) 低压供电方式为单相者应安装单相电能表。低压供电方式为三相者应安装三相四线电能表，3) 负荷电流为50A及以下时，宜采用直接接入式的电能表；负荷电流为50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的电能表。电能表的安装要求三相四线三元件有功电能表的电压线圈每相应直接接到试验端子盒每相电源。三相四线三元件有功电能表的零线应直接接到试验端子盒的电源的零线。经电流互感器接入的低压三相四线电能表，其电压引入线应单独接入，不得与电流线共用，电压引入线的另一端应接在电流互感器一次电源侧，并在电源侧母线上另行引出，禁止在母线连接螺丝处引出。电压引入线与电流互感器一次电源应同时切合。互感器的安装要求同一组的电流互感器应采用制造厂、型号、额定电流变比准确度等级、二次容量均相同的互感器。同一计量点各相电流互感器进线端极性应一致。低压电流互感器二次绕组不接地。电流互感器二次回路导线出线距离电能表大于10米时，应采用金属铠装电缆。互感器的二次回路导线通过阻燃的封闭套管引至计量表箱。电流互感器技术要求电能计量装置应采用独立的专用电流互感器。电流互感器的额定一次电流确定，应保证其计量绕组在正常运行时的实际负荷电流达到额定值的60%左右，至少应不小于20%。电流互感器额定二次电流宜选取5A。选取电流互感器可参考表2，该配置是以正常负荷电流与配变容量或报装容量相接近计算的，对正常负荷电流与配变容量相差太大的需结合实际情况选取计量用互感器。表2 用电客户配置电能计量用互感器参考表变压器容量（kVA）0.4kV低压电流互感器计算电流(A)额定一次电流（A）准确度等级50721000.2S801151500.2S1001442000.2S1251802000.2S1602303000.2S2002884000.2S2503604000.2S3154545000.2S4005777500.2S50072110000.2S63090910000.2S800115415000.2S1000144320000.2S1250180425000.2S1600230930000.2S2000288640000.2S注：计量设备元件的技术参数须符合南方电网公司和南方电网公司计量相关要求。 “高供低计”方式不适用于有以下情况之一的高压供电客户：（1）有二台及以上台数变压器变电的客户；（2）主变为三线圈变压器变电的客户；（3）供电电压为110kV及以上的客户。以下高压供电客户选用高供高计方式有困难时，可以选用“高供低计”计量方式：（1）供电电压为10kV，受电容量在315kVA及以下；（2）供电电压为35kV，受电容量在500kVA及以下。10kV非专线受电容量在315kVA及以下的高压客户，计量点可选在主变低压侧，见图实例：某公司为一普通工业用户，负荷性质为二类负荷，受电容量是200KVA，为此公司选配计量装置。分析：供电电压10kv，且受电容量200kva，所以采用高供低计计量方式；I=200（0.43）=288（A）选电流互感器一次电流为300A，二次电流5A，则变比300/5，准确度等级为0.5s；电能表的选配，应采用三相四线制接线方式，多功能表1.5（6）A、1.0级，且计量装置为IV类，电压3220380V。第三节 计量方式高供高计用户选配高供高计方式的电能表额定电压按以下各款选择（1）供电电压为10 kV、35 kV的电能表额定电压选择3100V。（2）供电电压为110 kV及以上的电能表额定电压选择357.7/100V电压互感器的选择电压互感器的额定电压与计量点的电压相一致。同时根据计量点所在的电力系统的中心点是否接地确定电压互感器的接线方式。35kV及以下的采用V/V或Y/y方式接线。110kV及以上采用Y0/y0方式接线。互感器额定容量的选择为确保计量的准确性，一般要求测量用的电流、电压互感器的二次负荷必须在互感器额定值的25%100%之间。电流互感器的选择 电流互感器的额定电压与计量点的电压相一致。4.5.2 电流互感器的二次额定电流为5A（当电流互感器至电能表的距离较长时，可选用二次额定电流为1A）。变比的选择就是对一次电流的选择，按以下各点要求选择：（1）应保证其在正常运行中的实际负荷电流大小确定，一般为负荷电流的1.3倍。（2）校验动、热稳定。如果按上款选择一次电流后，校验动、热稳定没有通过时，可选用高动热稳定电流互感器，或将计量点选在短路电流较小的处所，如专线的未端，或装设电抗器。实例：花花牛乳业为二类负荷，大工业用电客户，受电容量1760KVA，为其选配电能计量装置。分析：此公司二类负荷，大工业用户，则计量方式为高供高计;额定电流I=1760（310）= ，则选电流互感器一次侧100A、二次侧5A，准确度等级0.2S；电压互感器二次侧100V，所以变比10000100、准确度等级0.2；电能表应选多功能智能表1.5（6）A，接线方式三相三线、准确度等级有功0.5S、无功2.0，电压3100V。第四部分 错接线分析故障（一）：测量结果：I1=2.48 I2=2.48 =98V =98V各项对地电压：=98.3 V =0.2 V =98.1 V电压与电流之间角度：=48 =104 =106 =160 图3-4分析测量结果：（1）首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在），说明电压回路无断线和极性接反。(2) 测量电能表各端子的对地电压分别为=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）用钳形电流表测得一元件电流为2.48 A，二元件电流表位2.48 A，电流基本平衡，说明电流回路无断线。（4）测得电能表=48、 =106，分析得到（=48）-（=106）-60，所以可以判断电压相序为正相序。（5）画出向量图如图3-4。从向量分析， 应为,应为-，所以电能表的接线方式为【，】、【，-】，其接线图如图3-5所示。图3-5= =+)P=+=-UIk= UI k= k=-4.8 (当时)有功表：正转 无功表：反转故障（二）测量结果：I1=0.8 I2=2.48 =98V =98V各项对地电压：=98V =0 V =98V电压与电流之间角度：=67 =274 =124 =332分析测量结果：（1）首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在），说明电压回路无断线和极性接反。(2)测量电能表各端子的对地电压分别为=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）用钳形电流表测得一元件电流为0.8 A，二元件电流表位2.48 A，说明一元件电流回路短路。（4）测得电能表=67、 =124，分析得到（=67）-（=124）-60，所以可以判断电压相序为正相序。（5）画出向量图如图3-6。从向量分析， 应为,应为，所以电能表的接线方式为【，】、【，】。图3-6 =0 =+)P=+=UI+)k= UI k=k=1.7 (当时)有功表：正转（转速加快） 无功表：正转故障（三）：测量结果：=2.48 =0 =98V =98V各项对地电压：=98V =0 V =98V电压与电流之间角度：=47 =319 =104 =322分析测量结果：（1）首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在），说明电压回路无断线和极性接反。(2)测量电能表各端子的对地电压分别为=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）用钳形电流表测得一元件电流为2.48 A，二元件电流表位0 A，说明二元件电流回