第十二章电能计量

1、第十二章 电能计量第一节 电能计量装置概述一、电能计量装置的概念我们把电能表、与其配合使用的互感器、电能表到互感器的二次回路以及计量箱（柜）等所组成的整体统称为电能计量装置。二、电能计量装置各部分的作用1、电能表的作用电能表俗称电度表，它是电能计量装置的核心部分。其作用是计量负载消耗的或电源发出的电能。电能表计量的电能是指通过它的功率在某一段时间内的累积值。2、互感器的作用（1）扩大电能表的量程。（2）减少仪表的制造规格（使仪表制造标准化）和生产成本 。（3）隔离高电压和大电流，保证人员和仪表的安全。3、二次回路的作用（1）、电流二次回路：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

2、所构成的回路。（2）、电压二次回路：电压互感器二次线圈、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。二次回路的阻抗将影响计量装置的准确度等级。三、互感器的结构、工作原理及接线1、互感器的结构电流互感器（TA）和电压互感器（TV）均由铁芯、一次（初级）绕组、二次（次级）绕组、接线端子和绝缘支持物等组成。2、互感器的工作原理互感器原理：电流互感器和电压互感器的工作原理与电力变压器基本相同，即一次侧绕组通过正弦交变电流，在铁芯柱中产生正弦交变磁通，从而在一二次绕组中感应出电压，若二次侧电路闭合，则产生二次电流。（1）电流互感器正常工作时相当于变压器短路状态（严禁开路）二次阻抗小；由磁势平衡方程式

3、I1N1=I2N2得电流互感器变比：KTA=I1N/I2NN2/N1（2）电压互感器正常工作时相当于变压器开路状态（严禁短路）二次阻抗大。由：U1E1=4.44fN1；U2E2=4.44fN 2；得电压互感器变比：KTV=U1N/U2NN1/ N2式中：N1、U1N、I1N：分别表示一次绕组的匝数、额定电压和额定电流；N2、U2N、I2N：分别表示二次绕组的匝数、额定电压和额定电流；3、互感器的接线方式（1）电压互感器的接线方式V/V接线：适用于10kV中性点不接地三相系统，此接线节省一台电压互感器，但不能测量相电压和进行绝缘状况监视；Y0/Y0接线：适用于110kV及以上供电用户，三相四线制

4、计量装置。（2）电流互感器的接线方式按DL/T488-2000电能计量装置技术管理规程中，对三相三线电能计量装置、三相四线电能计量装置，提倡电流互感器分别采用二相分相与三相分相的接线方式。以减少误接线的可能性，但导线电阻和接触电阻时有所增大。两台电流互感器V型接线：1035kV供电用户，采用三相三线制电能计量装置，宜采用四根线连接；三台电流互感器Y型接线：110kV及以上供电用户采用三相四线制计量装置或高供低计采用三相四线制电能计量装置时，宜采用六根线连接四、电能计量装置倍率及计算电能计量装置倍率=电能表本身倍率×电流互感器变比KTA×电压互感器变比KTV第二节 电能计量方

5、式、电能计量装置接线与计量器具选择一、电能计量方式电能计量方式与供电方式有关1、单相计量：用户单相用电设备总容量不足10kW的可采用低压220V供电。2、低供低计：用户用电设备容量在100kW以下或需用变压器容量在50kVA及以下者，宜采用低压三相四线制供电。负荷电流小于50A，采用直接接入式。负荷电流大于50A时，采用三台电流互感器做Y型接线。用户用电密度较高专区，用户用电设备容量在100kW以上或需用变压器容量在50kVA及以上者，经过技术经济比较，采用低压供电的技术经济性明显优于高压供电时。宜采用低压三相四线制供电。3、高供高计：用户用电设备容量在100kW以上，或需用变压器容量在50

6、kVA及以上者，宜采用高压供电。高压供电原则上采用高供高计，如果在供压侧计量，变压器损耗由用户承担。4、无功电能计量：100kVA及以上用户因需进行功率因数考核，所以应装设无功电能表或多功能电能表。5、最大需量：315kVA及以上用户因执行两部制电价，所以应安装最大需量表或多功能电能表。6、当用户有两种以上用电类别负荷时，应分别计量。若无法分别安装计量装置，则应采取定比电量方法进行分摊。二、电能计量装置接线1、单相电能表接线：（1）直接接入式：负荷电流小于50A，采用直接接入式 一进一出 二进二出（2）经电流互感器接入式：负荷电流大于50A，需经电流互感器接入2、三相四线制有功电能表接线：（1

7、）直接接入式：将电能表三个电流回路按正相序分别串入三相电路，电压回路分别接入相应的电压。（2）经电流互感器接入式：注意事项：1）按正相序接入；2）中性线不能与相线颠倒；3）中性线必须接牢；4）总表不能断开中性线接入电能表。3、三相三线制有功电能接线：（1）低压动力回路使用三相三线有功电能表计量电能（2）10kV高供高计电能计量装置正确接线：接线检查：1）力矩法判断接线正误：断开b相电压，电能表圆盘转速（或一定时间内发出脉冲数）减半。即为正确接线。交换a、c相电压引线，电能表圆盘停转（或停止发出肪）。即为正确接线。2）相量图法分析接线形式：在已知功率因数的前提下，通过测量分析两元件所加电压与电流

8、之间的相位关系，判别接线是否正确。第三节 电能计量装置的安装一、电能计量装置安装前的准备工作及环境检查1、准备工作：（1）核对工单所列的计量装置是否与用户的供电方式和申请容量相适应，如有疑问，应及时向有关部门提出；（2）凭工单到表库领用电能表、互感器、接线盒、二次导线、计量箱、熔断器、开关等，并核对所领用的电能表、互感器是否与工单一致；（3）检查电能表的校验封印、接线图、检定合格证、资产标记是否齐全，校验日期是否在6个月以内，外壳是否完好；（4）检查互感器的铭牌、极性标志是否完整、清晰，接线螺丝是否完好，检定合格证是否齐全；（5）检查所需的材料及工具、仪表等是否配足带齐；（6）电能表在运输途中

9、应注意防振、防摔，应放入专用防振箱内；在路面不平、振动较大时，应采取有效措施减小振动。2、电能表安装场所环境的检查（1）周围环境应干净明亮，不易受损、受振，无磁场及烟灰影响；（2）无腐蚀性气体、易蒸发液体的侵蚀；（3）运行安全可靠，抄表读数、校验、检查、轮换方便；（4）电能表原则上装于室外的走廊、过道内及公共的楼梯间，或者装于专用配电间内（二楼及以下）。高层住宅一户一表，宜集中安装于公共楼梯间；（5）装表点的气温应不超过电能表标准规定的工作温度范围。二、10kV及以下电能计量器具的安装1、计量柜（屏、箱）的安装（1）10kV及以下电力用户处的电能计量点应采用全国统一标准的电能计量柜（箱），低压

10、计量柜应紧靠进线处，高压计量柜则可设置在主受电柜后面。（2）对于低压非照明电能计量装置的安装有下列要求：A、由专用变压器供电的低压计费用户，可将变压器低压侧套管封闭，在低压配电间内装设低压计量屏的计量方式。低压计量屏应为变压器后的第一块屏；变压器至计量屏之间的电气距离不得超过20米，应采用电力电缆或绝缘导线连接，中间不允许装设隔离开关等开断设备，电力电缆或绝缘导线不允许采用地埋方式。B由公用变压器供电的动力用户，宜在产权分界处装设低压计量箱计量。（3）农村及小容量高压用户，宜采用高压计量箱。装设低压计量2、电能表的一般安装规范（1）高供低计的用户，计量点到变压器低压侧的电气距离不宜超过20米。

11、（2）电能表的安装高度，对计量屏来产应使电能表水平中心线距地面在0.81.8米的范围内；对安装于墙壁上的计量箱，宜为1.62.0米的范围。（3）装在计量屏（箱）内及电能表板上的开关、熔断器等设备应垂直安装，上端接电源，下端接负荷。相序应一致，从左侧起排列相序为U、V、W或U（V、W）N。（4）安装在电能计量柜（屏）上的电能表，每一回路的有功和无功电能表应垂直排列或水平排列，无功电能表应在有功电能表下方或右方，电能表下端应加有回路名称的标签，两只三相电能表相距的最小距离应大于80mm，单相电能表相距的最小距离为30mm，电能表与屏边的最小距离应大于40mm。电能表安装必须牢固垂直，每只表除挂表螺

12、丝外至少还有一只定位螺丝，应使表中心线向各方向的倾斜度不大于1°。（5）安装在绝缘板上的三相电能表，若有接地端，应将其可靠接地或接零（6）在多雷地区，计量装置应装设防雷保护，如采用低压避雷器。（7）在装表接电时，必须严格按照接线盒内的图纸施工。（8）在装表接线时，必须遵守以下接线原则：1）单相电能表必须将相线接入电流线圈；2）三相电能表必须按正相序接线；3）三相四线制电能表必须接零线；4）电能表的零线必须与电源零线直接连通，过出有序，不允许相互串联，不允许采用接地、接金属外壳等方式代替；5）进表导线与电能表接线端钮应为同种金属导体；6）直接接入式电能表的导线截面，应根据额定的正常负荷

13、电流选择。负荷电流（A）铜芯绝缘导线截面（mm2）204.020406.040607×1.560807×2.5801007×4.0（9）进表线导体裸露部分必须全部插入接线盒内，并将端钮螺丝逐个拧紧。线小孔大时，应采取有效的补救措施。（10）电能计理装置下列部位应加封；1）电能表二侧表耳；2）电能表尾盖板；3）试验接线盒防误操作盖板；4）电能表箱（柜）门锁；5）互感器二次接线端子及快速开关；6）互感器柜门锁；7）电压互感器一次刀闸操作把手、熔管室及手车摇柄。三、电能计量装置基本施工工艺1、基本要求是：按图施工、接线正确；电气连接可靠、接触良好；配线整齐美观；导线无损

14、伤、绝缘良好。2、具体要求为：（1）二次回路接线应注意电压、电流互感器的极性端符号。（2）二次回路接好后，应进行接线正确性检查。（3）电流互感器二次回路每只接线螺钉只允许接入两根导线。（4）当导线接入的端子是接触螺钉，应根据螺钉的直径将导线的末端弯成一个环，其弯曲方向应与螺钉旋入方向相同，螺钉（或螺帽）与导线间、导线与导线间应加垫圈。（5）直接接入式电能表采用多股绝缘导线，应接表计容量选择。（6）当导线小于端子孔径较多时，应在接入导线上加扎线后再接入。第四节 电能计量装置接线检查及电量处理一、瓦秒法检查电能计量装置接线1、原理：将电能表反映的功率（有功或无功）与线路中的实际功率比较，进而判断电

15、能计量装置接线是否正确。2、操作：用一只瓦特表实测电路中的功率P0；再用一只秒表记录电能表圆盘转N圈（或发出N个脉冲）所需的时间t秒。然后根据电能表常数C求出该表所反映的负载功率P=3600×1000×N/Ct。3、分析与计算：相对误差：=（P-P0）/P0。0正误差，即电能表多计电量；0负误差，即电能表少计电量。二、仪表（相量分析）法检查电能计量装置接线1、原理：利用电压表、钳形电流表、相序表、相位表测量相关数据，然后进行分析判断接线情况。2、操作步骤（1）电压回路检查：用电压表在电能表表尾测量电压，从而判断是否有电压回路缺相（断线）和电压互感器极性接反等情况；若直接接入

16、式三相四线制电能表如果有断线：则断线相的相电压变为零，正常相相电压为220V；与断线相有关的线电压变为220V，与断线相无关的线电压为380V 。若V/V型接线的电压互感器断线：断压相线电压（V）二次空载二次接一有功表二次接一有功表、一无功表UuvUvwUwuUuvUvwUwuUuvUvwUwu正常时线电压均为100VU010010001001005010050V505010050501005050100W1000100100010010033.366.6u与断线相有关的线电压为0，无关的线电压为仍为100V01001005010050v505010066.733.3100w100010010

17、033.366.7若V形接线电压互感器极性接反： 无论是U相还是W相二次接反, 有Uuv =100V, Uvw =100V, Uwu =173V。当三相三线电能表采用的是感应式电能表时，负荷若为感性，电能表又正转，则可以判断是U相二次极性接反；若电能表反转，则可判断是W相二次极性接反。若电压互感器接地线断线：用电压表（或万用表电压档）一端接地，另一端分别接向电能表的三个电压端子，测得三个电压值均为零，则说明无接地。若v相接地，则电压表测得值两次为100V，一次为0V。（2）电流回路检查：用钳形电流表在电能表表尾测量各相电流或两相电流之和，从而判断是否有电流回路缺相、电流互感器变比异常及电流互感

18、器极性接反等现象；（3）相序检查：用相序表测量接入电能表的三相电压相序；判定相序也可用相位角法（使用相位表）、电感灯泡法或电容灯泡法。相序：在时间上三相正弦交流电达到零值或最大值的先后顺序称为相序。 U、V、W（A、B、C）的顺序为正相序，反之为逆相序。 在相量图上，顺时针方向U、V、W（A、B、C）的顺序为正相序。三、错误接线处理1、绘出电压、电流相量图，分析并判定电能计量装置错误接线方式：2、查明错误接线原因及责任者，计算追退电量；3、改正接线，禁防电流互感器二次开路和电压互感器二次短路；4、再进行接线检查（可用力矩法），确保接线无误；5、用瓦秒表法，测定实际负荷下的误差。四、退补电量计算及电量