三相有功电度表计量误差分析

1、三相有功电度表计量误差分析学院：电气与控制工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生：XXX 学号：1106060200三相有功电度表计量误差分析作者：XXX 单位：西安科技大学电气与控制工程学院 学号：110606023X摘  要：电能计量直接关系到电力系统各项经济技术指标的实现，然而随着电网用电波动的加剧，峰谷差愈来愈大，计量系统在大幅度的工况变化中工作，使其计量误差增大，己成为电能计量不可忽视的问题。本文对感应式电能表的计量误差进行了简要分析。关键词：感应式  电能  误差Abstract: i electricity measurement of power

2、 system is directly related to the economic and technical indicators, however, since the grid electricity fluctuations peak to valley difference becoming more and more big, the operation condition of the metering system in large changes in the work, make its measuring error increases, has become a p

3、roblem electricity measurement can not be ignored. In this paper, the metering error of induction watt-hour meter is briefly analyzed.Keywords: inductive power error目录摘要.2引言.41 三相有功电量计量原理.42 三相三线和三相四线有功电量计量各种接线方式.53. 有功电量计量的各种错误接线方式及各种错误接线引起的计量误差和修正方法.51、一相电流互感器一次或二次极性接反.52、电压互感器逆相序排列 .63、C相电流反进，但两元

4、件回线仍按正确接线考虑.64、电流互感器副边公共电流线断线.75、电压二次回路断线的分析.74 分析结论.8参考文献.8引言：电力的生产和其他产品的生产不一样，其特点是发、供、用这三个部门连成一个系统，不能间断的同时完成，而且是互相紧密联系缺一不可，他们互相如何销售，如何 经济计算，就需要一个计量器具在三个部门之间进行测量计算出电能的数量，这个装置就是电能计量装置，没有它，在发、供、用电三个方面就无法进行销售、买 卖，所以电能计量装置在发、供、用电的地位是十分重要的。本文进行了电能计量方式及错误接线的分析。文章首先阐述了课题的背景和意义，其次分析了电能计量装置存在的问题及造成计量装置异常的原因

5、，并对电能计量原理进行了研究，阐述了电压互感器、电流互感器及电能表的原理，文章最后对电能计量装置的错误接线方式进行了分析。一 三相有功电量计量原理 电能计量装置由电压互感器(PT)、电流互感器(CT)、电能表以及二次回路等组成。从原理上看，互感器就是一种容量小、用途特殊的变压器。在电气测量中，测量仪器有时无法对被测的高电压和大电流进行直接测量，这时就需要把高电压和大电流变换成低电压和小电流再进行测量，互感器就是这样一种具有变换作用的仪器。 互感器除了具有变换的作用外还具有以下优点：由于互感器隔离了高电压和大电流，从而能够保证测量仪表与测试人员的安全；互感器采用统一的标准化输出量程：如电压互感器

6、二次电压为100V或100/3V，电流互感器二次电流为5A，让接在互感器后的电能表采用统一的规格，有利于仪表的批量生产和使用。因此，测量互感器在电力系统中的得到了广泛应用。，其原理框如下图电压互感器的工作原理 电压互感器的结构相当于一台降压变压器，由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等组成。它把高电压变换成低电压，供给测量仪表和继电保护装置，以保证测量仪表与测试人员的安全。电压互感器二次额定电压为100V或100/3V。电压互感器的一次绕组与高压电力线路连接，二次绕组与计量仪表电压回路并联，因此，一次绕组的匝数多，二次绕组的匝数少。电压互感器示意图如图。二 三相三线和三相四线有功电

7、量计量各种接线方式 电能计量通常包括单相电路、三相三线电路和三相四线电路有功无功的计量。计量装置主要部件是电能表，为了扩大量程需要，计量装置需加配部件，通常由计量用电流互感器和电压互感器以及连接互感器及电能表之间的二次回路构成。如果对象是低压小电流的电能计量则可通过一只电能表及电压电流回路构成计量装置来实现计量，而对于计量对象为高压大电流时则可采用电压、电流互感器及二次回路构成计量装置来实现。三相三线有功电能表经互感器接入正确接线方式在三相三线有功电能表在正确接线方式下运行，经伏安相位法测得的相位关系及功率是： 第一计量单元：P1=Uab·Ia cos(30+a) 第二计量单元：P2

8、=Ucb·Ic cos(30-c) 两元件所测得的功率之和为：P=P1+P2 = Uab·Ia cos(30+a)+ Ucb·Ic cos(30-c)当三相负荷平衡、系统完全对称时，两元件测得的总功率为：P=P1+P2 = Uab·Ia cos(30+)+ Ucb·Ic cos(30-) = UIcos一般情况下，当用户力率在0.9左右时，测得的Uab和Ia之间的相位角为56左右，Ucb和Ic之间的相位角为356左右。正确接线方式下的接线图和向量图如下：三. 有功电量计量的各种错误接线方式及各种错误接线引起的计量误差和修正方法 1、一相电流互感

9、器一次或二次极性接反如果某用户正常用电，功率因数为0.95时，当我们经伏安相位法按电能表表尾接线端子标记测得的各元件电流、电压相位关系如下：Uab和Ia之间的相位角为228左右，Ucb和Ic之间的相位角为348左右。此时，我们可首先测量电压互感器二次相序是否正确。V/V接线的PT二次真确向量很容易测得，经测试电压相序正确。根据测得的向量画出的各元件向量图（如图2）为：根据正确的相位关系可以判断，此时接入电能表第一元件的电流应该是- Ia，可以确定为a相电流互感器一次或二次极性接反。错误接线的功率表达式为：P=P1+P2 = Uab·-Ia cos(210+)+ Ucb·Ic

10、 cos(30-) = UI sin2、电压互感器逆相序排列 果某用户正常用电，功率因数为0.95时，这时我们发现用户表计几乎不走。当我们经伏安相位法按电能表表尾接线端子标记测得的各元件电流、电压相位关系如下：Uab和Ia之间的相位角为228左右，Ucb和Ic之间的相位角为48左右。此时，我们可首先测量电压互感器二次相序是否正确。经测试V/V接线的PT二次电压相序为b a c。根据测得的向量画出的各元件向量图： 根据正确的相位关系可以判断，此时接入电能表第一元件的电压和电流是Uba Ia，接入电能表第二元件的电压和电流是Uca Ic，可以确定为电压互感器二次按b a c逆相序排列，C相电流反进

11、。错误接线的功率表达式为：P=P1+P2 = Uba·Ia cos(210+)+ Uca·Ic cos(30+) = 03、C相电流反进，但两元件回线仍按正确接线考虑这种错误接线也是在实际运行当中非常多见的一种错误接线，在这种错误接线的分析中往往回出现只认为是C相电流反进，但实际情况并不是如此。因为，三相三线电能表在接线时为节约导线材料，A、C相电流回线往往在C相电流出线端子合并，在这种情况下，当出现此种错误接线时，C相元件电流并不只是-Ic，而是-Ia和-Ic的向量和，实际上是-Ib电流。这种情况的接线图和向量图如下： 错接线时的功率表达式为：P=P1+P2 = Uab&

12、#183;Ia cos(30+)+ Ucb·-Ib cos(30+) = UI(cos-sin)4、电流互感器副边公共电流线断线此种错误接线在实际运行的电能表错误接线中也有不少，这种情况并不会造成CT开路，但由于非正常运行，当负荷电流较大时，由于通入电流线圈的电流是AC相电流的向量和，可能远远大于标定电流，致使铁芯磁通密度和有功损耗有所增加，会产生一个很微小的角差。但考虑到引入角差在计算中比较复杂，可以忽略不计。这种情况的接线图和向量图如下： 错接线时的功率表达式为：P=P1+P2 = Uab·1/2Iac cos(60+)+ Ucb·1/2-Iac cos(60

13、-) = U·/2I cos(60+)+ U·/2I cos(60-) =/2 UI cos5、电压二次回路断线的分析电压二次回路断线引起的计量差错在实际当中经常发生，在三相三线制计量方式中，电压断线往往比较容易分析和查找。当A相电压发生断线时，通入电能表第一元件的工作电压为零，第一元件不工作，第二元件工作正常。当C相电压发生断线时，情况与A相电压发生断线时正好相反，向量图与正确接线时向量图无异，只是缺少了相应断线相别的工作电压。当B相电压发生断线时，AC两电压元件成为串联电路，加于两元件的电压分别为AC电压的一半。B相电压发生断线时向量图： B相电压发生断线时的功率表达式

14、为：P=P1+P2 =1/2 Uac·Ia cos(30-)+ 1/2Uca·Ic cos(30+) = /2 UI cos A相电压发生断线时的功率表达式为：P=P1+P2 = Ucb·Ic cos(30-) = 1/2 UI(cos+sin) C相电压发生断线时的功率表达式为：P=P1+P2 = Uab·Ia cos(30+) = 1/2 UI(cos-sin)5 分析结论1.  通过这次设计我对有功电能表有了更加深一步的理解。 2. （1） 了解了三相三线有功电能表的技术现状和发展趋势。 （2）  学习了三相三线有功电能表的正确接线和错误接线 （3） 掌握如何分析三相三线有功电能表的功率 2