电能计量技术（第2版）319

电能计量技术第一章电能计量基础知识上海电力大学2第1章电能计量基础知识1.1电能计量装置的组成及作用1.2电能计量装置的分类及技术要求电能计量：由电能计量装置来确定电能量值，为实现电能量

单位的统一及其量值准确、可靠而进行的一系列

活动。电能计量装置电气组成框图：电能计量装置由：电能表、互感器及其二次回路组成，

包括成套的电能计量柜（箱、屏）1.1电能计量装置的组成及作用一、电能计量装置的组成——《供电营业规则》（1996）第七十二条规定——《电能计量装置安装接线规则》（DL/T825-2021）

第3.1条规定3第1章电能计量基础知识——《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）

第3.1条规定4二、电能计量装置的作用：1、电能计量装置是发、供、用三方对电能这一特殊商品进行买

卖、贸易结算过程中的度量衡器具；是体现电力企业经营成

果的重要基础设备。2、电能计量装置是发、供、用三方各自内部进行经济核算的依

据。3、电能计量装置是供电企业进行线损四分（分压线损、分区线

损、分线线损、分台区线损）分析、错峰管理、用电需求侧

管理、客户节能评估的重要基础设备。1.1电能计量装置的组成及作用第1章电能计量基础知识一、电能计量装置的分类《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）6.1节将运行中的电能计量装置按计量对象的重要程度和管理需要分为五类。51.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识一、电能计量装置的分类61.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识二、不同类型电能计量装置的技术要求1、准确度等级71.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）6.2节电能计量装置中电压互感器二次回路电压降不应大于其额定二次电压的0.2%1）贸易结算用的电能计量装置原则上应设置在供用电设施的

产权分界处。

发电企业上网线路、电网经营企业间的联络线路和专线

供电线路的另一端应设置考核用电能计量装置。分布式电

源的出口应配置电能计量装置。其安装位置应便于运行维

护和监督管理。2、配置原则二、不同类型电能计量装置的技术要求81.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）6.4节2）经互感器接入的贸易结算用电能计量装置应按计量点配

置电能计量专用电压、电流互感器或者专用二次绕组。

电能计量专用电压、电流互感器或专用二次绕组，并不得

接入与电能计量无关的设备。3）电能计量专用电压、电流互感器或专用二次绕组及其二次回路应有计量专用二次接线盒及试验接线盒。电能表

与试验接线盒应按一对一原则配置。二、不同类型电能计量装置的技术要求1.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识2、配置原则《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）6.4节4）I类电能计量装置、计量单机容量在100MW及以上发电

机组上网贸易结算电量的电能计量装置和电网经营企业之

间购销电量的110kV及以上电能计量装置，宜配置型号、

准确度等级相同的计量有功电量的主副两只电能表。95）35kV以上贸易结算用电能计量装置的电压互感器二次回

路，不应装设隔离开关辅助接点，但可装设快速自动空气

开关。35kV及以下贸易结算用电能计量装置的电压互感

器二次回路，计量点在电力用户侧的应不装设隔离开关辅

助接点和快速自动空气开关等；计量点在电力企业变电站

侧的可装设快速自动空气开关。二、不同类型电能计量装置的技术要求101.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识2、配置原则《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）6.4节6）安装在电力用户处的贸易结算用电能计量装置，10kV及

以下电压供电的用户，应

配置符合GB/T16934规定的电

能计量柜或电能计量箱；35kV电压供电的用户，宜配置

符合GB/T16934规定的电能计量柜或电能计量箱。未配

置电能计量柜或箱的，其互感器二次回路的所有接线端

子、试验端子应能实施封印。7）⋯

19）二、不同类型电能计量装置的技术要求1.2电能计量装置的分类及技术要求第1章电能计量基础知识2、配置原则《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）6.4节11电能计量技术第二章电能表上海电力大学132.1电能表基础知识 2.2感应式电能表 2.3电子式电能表 2.4各种电子式电能表 2.5智能电能表

电能表是专门用来测量电能累计值的一种表计，

是电能计量装置的核心部分。第2章电能表2.1电能表基础知识一、电能表的发展历史1881年，爱迪生，直流安培小时计1888年，弗拉里斯（Ferraris，意），感应式电能表20世纪二、三十年代，无功电能表20世纪七十年代，脉冲式电能表→分时电能表20世纪八十年代初，全电子式电能表20世纪八十年代中后期，长寿命、高可靠性、宽量程、高

精度、多功能全电子式电能表我国：五十年代开始仿制；现能设计、生产各种类型的电能表。14第2章电能表我国：五十年代开始仿制；

目前成为电能表生产的第一大国，可以开发、设计、

生产各种类型的电能表、能够满足国际市场的不同

需求，而且价格优势明显，在国际市场上具有较强

的竞争力。15一、电能表的发展历史2.1电能表基础知识第2章电能表二、电能表的分类1、根据电能表的用途不同，分为

标准电能表

安装式电能表

安装式电能表又分为以下不同的类别：2、按所测电能的种类，分为

交流电能表

直流电能表3、按相数及接线方式，分为

单相电能表

三相三线电能表

三相四线电能表4、按结构及工作原理，分为

感应式电能表

电子式（静止式）电能表162.1电能表基础知识第2章电能表5、按电压等级，分为

高压电能表

低压电能表17二、电能表的分类6、按测量功能，分为

有功电能表、

无功电能表、

复费率电能表、

损耗电能表、

最大需量电能表、

预付费电能表、

多功电能表、

智能电能表等。2.1电能表基础知识第2章电能表7、按电流的测量范围，分为

直通表

经电流互感器接入电能表8、按准确度等级，分为0.01、0.02、0.05、0.1、0.1S、0.2、0.2S、0.5、0.5S、1.0、2.0、3.0级电能表18二、电能表的分类2.1电能表基础知识第2章电能表三、电能表的铭牌知识

图2-1单相电能表图2-2三相四线电能表19→P10→P11→P12→P312.1电能表基础知识第2章电能表

安装式电能表的型号代号201、名称、型号三、电能表的铭牌知识2.1电能表基础知识代号类别第一组别第二组别功能信道A

直流A·h计数字化

C

CDMAD电能测量单相

多功能

F

直流V·h计

多费率(分时)

G

GPRSH

三相谐波多用户

混合J

直流(电能表)

防窃

微功率无线L

长寿命

有线网络N

以太网P

公用电话线Q

光纤S

三相三线静止(电子)

3GT

三相四线

W

230MHz专网X

无功

最大需量

Y

费控、(预付费)预付费音频Z

智能

电力线载波第2章电能表

1、名称、型号注：❶功能代号“Y”只有在第二组别的代号“Z”（智能）后

时，

其含义才为“费控”；

在其他代号后时，其含义均为“预付费”。RS-485的通信信道代号在型号中可以省略RS485是由美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustriesAssociation）在1983年提出的一种平衡式数据发送标准，满足此标准的收发器采用平衡发送和差分接收工作方式。实际上，RS485（TIA/EIA-485）通常被看作是TIA/EIA-422标准的一种扩展。由于支持多节点（32个节点，有些公司的此类器件可能会支持更多节点）、远距离（最大4000英尺）和接收高灵敏度（200mV），在构成通信网络时，仅需要一对双绞线作传输线，因此成本低廉，设备简单，在多站、远距离通信环境下获得了广泛应用。❷21三、电能表的铭牌知识2.1电能表基础知识第2章电能表→P7221、名称、型号三、电能表的铭牌知识2.1电能表基础知识第2章电能表三、电能表的铭牌知识2、参比频率、参比电压、参比电流和最大电流23→P72.1电能表基础知识第2章电能表3、电能表常数有功电能表常数：r/kW·h、imp/kW·h无功电能表常数：r/kvar·h、imp/kvar·h4、准确度等级：如①、②5、生产许可证标志和编号：China-Measuringinstruments-Certificateoflicense6、计量单位：kW·h，kvar·h7、电能表的防护类型：——表示电能表的防护类型为Ⅱ类防护绝缘封闭。24→P7三、电能表的铭牌知识2.1电能表基础知识第2章电能表一、单相感应式电能表的结构感应式仪表：利用固定的交变磁场与由该磁场在可动部分的导体所产生的感生电流之间的作用力工作的仪表。单相感应式电能表的结构测量机构：驱动元件转动元件制动元件轴承计度器辅助部件：基架底座表盖端钮盒铭牌2.2感应式电能表第2章电能表25图2-4单相电能表的测量机构简图1一电压铁芯；2一电压线圈；3一电流铁芯；4一电流线圈；5一转盘；6一转轴；7一制动元件；8一下轴承；9一上轴承；l0一蜗轮；11一蜗杆；12一回磁极26一、单相感应式电能表的结构2.2感应式电能表第2章电能表26图2-6电能表内各磁通

分布情况1-电压铁芯；2-电压线圈；3-电流铁芯；4-电流线圈；5-回磁极；6-转盘27二、单相感应式电能表的工作原理2.2感应式电能表第2章电能表1、三相感应式电能表由单相感应式电能表发展而成，

同样由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器

等部件组成。2、三相感应式电能表与单相感应式电能表的主要区别在于：

三相三线电能表有两个电磁元件，

三相四线电能表有三个电磁元件。3、多个电磁元件产生的驱动力矩共同作用在一个转动元件

上，并由一个计度器指示三相电路消耗的总电能。

总的计量结果是多个电磁元件计量结果的代数和。28三、三相感应式电能表2.2感应式电能表第2章电能表三转盘双转盘有三组电磁元件（驱动元件），两个或三个转盘，其他都与单相电能表相同。MQ转动元件

=ΣMQ各电磁元件

29三、三相感应式电能表2.2感应式电能表第2章电能表→电子式电能表由下述五部分组成：①

电压u、电流i输入电路⑤

工作电源④

计数显示控制电路②

乘法器③

P／f变换器

一、电子式电能表的基本结构和测量原理电子式电能表的组成框图

302.3电子式电能表第2章电能表31①

电压u、电流i输入电路采用

精密电阻分压、分流电流互感器

电压互感器、将被测的高电压（几十V或几百V）和大电流（几A~几十A）转换成电子电路能处理的低电压（几十mV~几V）和小电流（几mA）输入到乘法器中，并使乘法器和电网隔离，减小干扰。

或采用一、电子式电能表的基本结构和测量原理2.3电子式电能表第2章电能表32②

乘法器乘法器是实现被测电压、电流相乘，输出为功率的器件乘法器模拟乘法器数字乘法器时分割乘法器霍尔乘法器硬件乘法器（由移位寄存器和加法器组成）软件乘法器（利用乘法指令实现）┇

一、电子式电能表的基本结构和测量原理2.3电子式电能表第2章电能表③

P／f变换器

将乘法器输出的功率信号（P）变为标准脉冲，用脉冲频率（f）的高低来代表功率大小。他与计数器一起实现电能测量中的积分运算。有U／f变换、D／f变换几种形式

I／f变换、④

计数显示控制电路计数器对P／f变换器的输出脉冲计数，累计电能；显示器显示电能表所测量的电能，显示器有字轮计度器、液晶显示器（LCD）和发光二极管显示器（LED）几种类型；控制电路用于实现电子式电能表的各种功能⑤

工作电源直流稳压电源，为各部分电子电路的工作提供合适的直流电压。一、电子式电能表的基本结构和测量原理2.3电子式电能表第2章电能表★

将电能表的电子电路尽可能集成，形成了计量芯片。★计量芯片集成了乘法器、P／f变换器，还包含有

其它电

路，如相位调整电路、电源监测电路、接口电路等，★计量芯片的主要功能是用于计量，是电子式电能表的核

心部件。★计量芯片的出现使单相电子式电能表的设计变得非常简

单，只要在计量芯片外加一些简单的外围电路，就可形

成一个电子式电能表，准确度一般在1级以内。计量芯

片的面世使电子式表得到了飞速发展。34二、电能计量芯片2.3电子式电能表第2章电能表直流稳压电源电阻网络分压分流1、2

端：电流输入3、4

端：电压输入被测电流电压Ib时1.7V左右-5。1V

11

端+5。1V

17

端电能计量专用LSI（如BL0931），实现乘积、P／f变换电能计量指示脉冲8端，RED反接窃电指示9端，GREEN32768Hz晶振15、16

端计度器步进马达13、14

端积分电容18、19、20

端光电耦合输出COMPUTER由专用电能计量芯片和少量外围电路构成6、7

端：芯片参考电压外部调整端2.3电子式电能表3536湖南威胜DDS102实物图2.3电子式电能表第2章电能表一、分时电能表★分时计量电能表又称为复费率电能表，是一种按不同时

段分别计量用户用电情况的电能表。★按照电力负荷的大小，

一天24h分为用电的顶、平、峰、谷等不同时段，

供电部门对不同时段的用电实行不同电价，

用经济手段鼓励用户主动采取避峰填谷的措施，

从而使电力负荷曲线变缓，以提高发电设备的利用率，

同时减小由于负荷曲线变化太大而引起的不安全因素。372.4各种电子式电能表第2章电能表二、远程费控电能表★远程费控系统：382.4各种电子式电能表第2章电能表

利用计算机信息系统监控用电客户的预付费和电费的基本信息，

将这些信息传输给远程费控电能表，

远程费控电能表在接收到这些信息后根据用电端的电量使用情况、剩余电量的情况，实现对用电端的控制

最基本的控制方式：跳闸指令的执行。★远程费控电能表：依靠用电信息采集系统，对供电实现

远程费控的电能表。是智能电网的核心终端

之一。二、远程费控电能表392.4各种电子式电能表一般远程费控电能表基本结构：第2章电能表二、远程费控电能表2.4各种电子式电能表远程费控电能表需要以多种技术来实现，主要包括预付费控制技术安全技术等双向通信技术40远程费控本地费控

“先交费后用电”，实为“预购电”。

用户通过CPU购电卡交费购电输入表中，电表才能供电。一户一

表一卡，卡互不通用，凭卡用电，具有预收电费、自动抄表、防

窃电、卡中电量用完后自动拉闸断电等功能。

本地费控智能电能表以智能芯片为核心，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能。

配套投资高。每一块电表都要配套购置一个专用表箱，每块表还要配置一张CPU购电卡，每个供电所营业厅和代售电网点都要购置一套售电设备。

存储的电量固定，无法实现分时电价模式。★本地费控第2章电能表二、远程费控电能表2.4各种电子式电能表41

“边交费边用电”

通过智能电能表、用电信息采集终端等设备，实现电量记忆、余额报警、智能算费、电费实时查询及信息远程传送等强大功能。

不需要配置购电卡和专用的电表箱，可以为供电企业节约成本。

用户通过24小时供电服务热线95598，随时随地查询到电量信息及电费实时余额

，确保正常用电。系统会自动发短信提醒用户余额不足，用户可自主选择设定预

警电费金额。用户交纳电费后，远程及时自动恢复供电，无需人工现场操作。

交费无需携带购电卡

用户只需记住户号就可以通过供电企业营业厅、自助交费终端、社会化代收、网

上银行、95598网站等方式交纳，交费不受时间、地点限制。★远程费控第2章电能表多功能电能表：除计量有功（无功）外，还具有分时、测量需量等两种以上的功能，并能显示、存贮和输出数据的电能表。图2-12三相电子式多功能电能表的组成框图电子式多功能电能表由测量单元和数据处理单元等组成。数据处理单元一般是由单片机担任。42三、多功能电能表2.4各种电子式电能表第2章电能表1、分压器、电流互感器2、电能计量模块3、非易失存储器：采用EEPROM，用于保存所有与需量运算、

分时运算有关的关键数据，

包括编程数据；电能表常数；有功总电量；无功或视在总电量；最大需量；累积最大需量；复费率时的分时需量；分时计费数据的历史数据；需量复位累积次数；断电累积次数；修改数据通信的累积次数。43EEPROM

(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)，带电可擦可编程只读存储器2.4各种电子式电能表三、多功能电能表第2章电能表电子式多功能电能表的许多功能是通过软件实现（1）软件调试（2）软件产生校验脉冲（3）计量电能（4）计量最大需量（5）记录负荷曲线（6）断电检测（7）每相失压检测（8）记录事件（9）结算4、单片微处理器44三、多功能电能表2.4各种电子式电能表第2章电能表5、红外通信

电表具有红外通信接口，可使用掌上电脑对其编程和抄录

数据，抄录的数据可送到计算机系统终端进行数据处理。6、电源

采用开关电源。45三、多功能电能表2.4各种电子式电能表第2章电能表

智能电能表（SmartMeter）

是具有46电能计量、信息存储和处理、网络通信、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。按照电能表的分类，智能电能表属于多功能电能表的范畴。2.5智能电能表第2章电能表图2-13智能电能表组成框图（三相四线）一、智能电能表工作原理嵌入式安全模块47→P7测量单元、数据处理单元、通信单元等电量计量、信息存储及处理、网络通信、实时监测、自动控制、信息交互等。组成功能2.5智能电能表第2章电能表图2-13智能电能表组成框图（三相四线）电压、电流经取样电路分别取样后，送入专用电能芯片进行处理，并转化为数字信号送到CPU进行计算。CPU用于分时计费和处理各种输入输出数据，通过串行接口将专用电能芯片的数据读出，并根据预先设定的时段完成分时电能计量和最大需量计量功能，根据需要显示各项数据、通过红外或RS-485接口进行通信传输，并完成运行参数的监测，记录存储各种数据。嵌入式安全模块48→P7一、智能电能表工作原理2.5智能电能表第2章电能表1、智能化2、标准化3、人性化4、信息交换5、安全性49二、智能电能表特点2.5智能电能表第2章电能表1、单相智能电能表图2-14单相智能电能表LCD显示界面50三、智能电能表的显示界面及其说明2.5智能电能表第2章电能表图2-15三相智能电能表LCD显示界面512、三相智能电能表三、智能电能表的显示界面及其说明2.5智能电能表第2章电能表电能计量技术第三章电能计量用互感器上海电力大学第3章电能计量用互感器电流互感器将大电流按比例变换为小电流，电压互感器将高电压按比例变换为低电压，扩充了电能表的量程，将测量二次回路与高电压、大电流的一次回路电气隔离，保证测量工作人员和仪表设备的安全。3.1电流互感器

3.2电压互感器

3.3其它互感器2P1153一、电流互感器的分类和主要技术参数1、分类★按工作原理：电磁式、光电式、电子式等，★按安装地点：户内用、户外用，★按安装方式：穿墙式、支持式、装入式，★按照绝缘结构：干式、固体浇注式、油浸式、瓷绝缘

式、气体绝缘式等，★按一次绕组的匝数：单匝式、多匝式，★按铁芯数目：单铁芯式、多铁芯式。常见的分类第3章电能计量用互感器3.1电流互感器54一、电流互感器的分类和主要技术参数（1）单匝式电流互感器1、分类★优点：结构简单、尺寸小、成本低、价格便宜，通过

短路电流时稳定性较高，★缺点：当被测电流较小时准确度低。★一次绕组的额定电流等级：50、75、100、150、200、300、500、600A等，★

超过600A时一定要采用多匝式。第3章电能计量用互感器3.1电流互感器55一、电流互感器的分类和主要技术参数（2）多匝式电流互感器1、分类特点：较高的准确度，构造比较复杂，

不能制成母线型的电流互感器。（3）多抽头式电流互感器★结构特点：一个一次绕组，二次绕组按各种变比进行抽头，以达到

多变比。★当客户的电流大幅度地增加或减小时，它可以使客

户不

用更换电流互感器，只需改变抽头位置即可。★供电公司要根据客户实际使用的抽头对应变比，随

时核对、调整计算客户用电量的电流互感器的变比

的大小。第3章电能计量用互感器3.1电流互感器56一、电流互感器的分类和主要技术参数（1）型号2、主要技术参数TA代号设计序号额定电压/准确度等级LX－XX特殊使用环境代号★额定电压：

●

以kV为单位，表示一次绕组对地或与二次绕组之间

能够承受的最大工频有效值电压。

●应不低于所接线路的额定电压。

●

有10、35、110、220、330、500kV等。★准确度等级：低压电流互感器型号的这个部分表示的

内容第3章电能计量用互感器3.1电流互感器57一、电流互感器的分类和主要技术参数（2）额定电流变比2、主要技术参数★一次额定电流与二次额定电流之比，有时简称电流比，

例如100/5A、150/5A、200/5A等。★一次额定电流一般为：50、75、100、150、200、300、400、600、750、800、1000、1500、2000、3000、4000、5000、7500、10000、15000、25000A等。★二次额定电流一般为5A，

用于330kV及以上电网时为1A。第3章电能计量用互感器3.1电流互感器58一、电流互感器的分类和主要技术参数（3）额定容量2、主要技术参数★电流互感器二次侧允许接入的视在功率，一般有2.5、5、10、15、20、30、60VA等。★计量专用的电流互感器额定二次负荷容量一般取40VA

及以下。★额定容量也常用二次额定阻抗Z2N表示，第3章电能计量用互感器3.1电流互感器59一、电流互感器的分类和主要技术参数（4）准确度等级2、主要技术参数★在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时电

流互

感器的最大允许误差，用相对误差表示：★国产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等，★宽量限的S级电流互感器准确度等级有0.2S级和0.5S级。第3章电能计量用互感器3.1电流互感器60一、电流互感器的分类和主要技术参数（4）准确度等级2、主要技术参数★准确度0.1级及以上的为标准互感器，用于实验室和

标准仪器；★准确度0.2、0.5级的用于现场电能计量，★准确度1.0级及以下的用于监测电压、电流、功率因

数及继电保护装置。★S级电流互感器能在5A的1%~120%即50mA~6A之间的

任一电流下准确测量，比普通等级的电流互感器负

载范围更宽。第3章电能计量用互感器3.1电流互感器61二、电磁式电流互感器的结构和工作原理（与变压器基本相同）原理结构图符号及接线图1、结构TA图3-2电流互感器的原理结构图和电气符号图第3章电能计量用互感器3.1电流互感器622、工作原理根据磁势平衡原理：激磁磁势忽略铁心中能量损耗，认为激磁磁势=0则：(3-1)(3-3)第3章电能计量用互感器3.1电流互感器二、电磁式电流互感器的结构和工作原理63TA与普通变压器的区别：①TA的一次电流I1

取决于一次电路，与二次负荷无关②TA二次电路所消耗的功率随二次电路阻抗的增加而增大：S2=I22Zb③TA二次电路工作状态接近短路状态2、工作原理第3章电能计量用互感器3.1电流互感器二、电磁式电流互感器的结构和工作原理64三、电磁式电流互感器的误差特性→产生误差1、误差存在的原因因而2、比差和角差大小不同，产生比差：相位不同，产生角差：fI=I2N2-I1N1I1N1×100%I10δI=I1cos(θ

+φ2)×

3438′

图3-3电流互感器的简化相量图第3章电能计量用互感器3.1电流互感器653、影响误差的因素★一次电流；★二次负载阻抗；★二次负载功率因数角第3章电能计量用互感器3.1电流互感器三、电磁式电流互感器的误差特性66四、电流互感器的接线方式★《电能计量装置安装接线规则》DL/T825-2021有关规定◆4.2二次回路▼

所有计费用电流互感器的二次接线

应采用分相接线方式。非计费用电流互感器可以采用星形（或不完全星形）接线方式（简称：简化接线方式）1、有关规程规定第3章电能计量用互感器3.1电流互感器67四、电流互感器的接线方式

◆

6.3电能计量装置的接线方式

▼

对三相三线制接线的电能计量装置，其2台电流互感器二次绕组与电能表之间

应采用四线连接。对三相四线制接线的电能计量装置，其3台电流互感器二次绕组与电能表之间

应采用六线连接。★《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）有关规定1、有关规程规定第3章电能计量用互感器3.1电流互感器68四、电流互感器的接线方式2、分相接线方式两台TA三台TA图3-4电流互感器分相接线方式图第3章电能计量用互感器3.1电流互感器69四、电流互感器的接线方式3、简化接线方式两台TA三台TA图3-5电流互感器简化接线方式图优点：节省一根导线；可获得第三相电流iv，缺点：错误接线几率大；易引入计量的附加

误差；可用于非贸易结算的电能计量

装置中。中线断开，三相负载不平衡时

会产生计量误差2P21第3章电能计量用互感器3.1电流互感器70五、电流互感器选择及使用注意事项1、选择（1）额定电压的选择（2）额定一次电流与变比的选择（3）准确度等级的选择（4）额定容量的选择与计算（5）电流互感器二次回路导线截面积的计算与选择（6）电流互感器型式选择（7）互感器的二次回路规定第3章电能计量用互感器3.1电流互感器71五、电流互感器选择及使用注意事项2、使用注意事项（1）运行中的电流互感器二次回路严禁开路（2）高压TA二次回路应只有一处可靠接地，将K2端与外壳

直接接地

（《电能计量装置安装接线规则》（DL/T825-2002）4.2.9）（3）电流互感器应按减极性连接（4）计量回路专用注：低压TA二次侧不接地第3章电能计量用互感器3.1电流互感器72一、电压互感器的分类和主要技术参数1、分类★按电压变换原理：电磁式、电容分压式，◆电磁感应式多用于220kV及以下各种电压等级；◆电容分压式一般用于110kV以上的电力系统，

我国，330kV以上只生产电容式电压互感器。★按相数：单相式、三相式。

◆35kV及以上多为单相式；★按安装地点：户内型和户外型。

◆35kV及以下多制成户内型，

◆35kV以上则多制成户外型。2P28第3章电能计量用互感器3.2电压互感器73一、电压互感器的分类和主要技术参数1、分类★按绝缘方式：干式、浇注式、油浸式和充气式。◆干式只适用于6kV以下的户内式装置；◆浇注式适用于3kV～35kV户内式配电装置；◆油浸式可用于10kV以上的户外式配电装置；◆充气式用于SF6全封闭电器中。★按绕组数目：双绕组、三绕组电压互感器。三绕组电

压互感器除一次侧和基本二次侧绕组外，还有一组辅

助二次绕组，供接地保护用。★按结构：单级式（普通结构）和串级式。◆单级式，3～35kV多制成单级式；◆串级式，110kV及以上电压等级的电压互感器才制

成串级结构。第3章电能计量用互感器3.2电压互感器74一、电压互感器的分类和主要技术参数（1）型号2、主要技术参数TA代号设计序号额定一次电压JX－XX特殊使用环境代号第3章电能计量用互感器3.2电压互感器75一、电压互感器的分类和主要技术参数（2）额定电压及额定电压变比2、主要技术参数★一次额定电压与二次额定电压之比，

例如10KV/100V、110KV/100V、220KV/100V等。★一次额定电压：长期加在一次绕组上的电压，

其值

应与我国电力系统规定的“额

定电压”系列相一致。★二次额定电压：线电压为100V，相电压为第3章电能计量用互感器3.2电压互感器76一、电压互感器的分类和主要技术参数（3）额定容量2、主要技术参数★功率因数为0.8(滞后)时，满足某准确度等级二次绕

组输出的额定视在功率，其标准值为10VA、15VA、25VA、30VA、50VA、75VA、100VA、150VA、200VA、250VA、300VA、400vA、500VA等。★计量专用的电压互感器额定二次负荷容量一般为50VA及以下。★额定容量的计算公式：第3章电能计量用互感器3.2电压互感器77一、电压互感器的分类和主要技术参数（4）准确度等级2、主要技术参数★国产电压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等，★用户电能计量装置通常采用0.2级和0.5级电压互感器。第3章电能计量用互感器3.2电压互感器78二、电压互感器的结构和工作原理（与变压器基本相同）原理结构图符号图1、结构TV2、工作原理图3-7电压互感器的原理结构图和电气符号图第3章电能计量用互感器3.2电压互感器79三、电压互感器的误差特性1、误差存在的原因存在励磁电流、铁损、铜损、二次绕组压降，2、比差和角差大小不同，产生比差：相位不同，产生角差：与3、影响误差的因素★一次电压；★二次负载；★二次绕组的电压降。第3章电能计量用互感器3.2电压互感器80四、电压互感器的接线方式★《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016）有关规定1、有关规程规定◆

6.3电能计量装置的接线方式

▼

接入中性点绝缘系统

的3台电压互感器，

35kV及以上的宜采用Y，y方式接线；

35kV以下的宜采用V，v方式接线。

▼接入非中性点绝缘系统的3台电压互感器，宜采用YN，yn方式接线。其一次侧接地方式和系统接地方式相一致。第3章电能计量用互感器3.2电压互感器812、单相电压互感器四、电压互感器的接线方式★用于三相平衡电路中。★用于测量35kV及以下系统的线电压或110kV以上中

性点直接接地系统的相对地电压。图3-12单相电压互感器接线第3章电能计量用互感器3.2电压互感器823、V/v接线四、电压互感器的接线方式★广泛地应用于中性点不接地或经消弧线圈接地的35kV

及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统。图3-13电压互感器的V/v接线★TV一次侧应装设隔离开关，供检修用，装设熔断器，以免二次侧发生短路事故后，

扩大事故波及面；★贸易结算用电能计量装置中TV二次回路应不装设隔离

开关辅助触点，防窃电，防误差

35kV以上可装设熔断器，

35kV及以下应不装设熔断器，第3章电能计量用互感器3.2电压互感器834、Y/yn接线四、电压互感器的接线方式★用于小电流接地的高压三相系统图3-14电压互感器的Y/yn接线第3章电能计量用互感器3.2电压互感器845、YN/yn△接线四、电压互感器的接线方式★用于大电流接地系统中，★辅助二次绕组接成开口

Δ

供给单相接地保护使用，★当某一相接地时，开口

Δ

两端将出现近100V的零序

电压，使电压继电器动作，输出接地故障信号。★当YN/yn△接法用于小接地电流系统时，通常都采用

三相五柱式的电压互感器。图3-15电压互感器的YN/yn△接线第3章电能计量用互感器3.2电压互感器851、选择（1）额定电压的选择（2）准确度等级的选择（3）额定容量的选择五、电压互感器选择及使用注意事项第3章电能计量用互感器3.2电压互感器86五、电压互感器选择及使用注意事项2、使用注意事项（1）根据用电设备需要，选择TV型号、容量、变比、额定

电压和准确度等技术参数。（2）接入电路之前，需校验电压互感器的极性。按要求的

相序进行接线，防止接错极性。（3）电压互感器二次侧应可靠接地，以防止电压互感器一、

二次间绝缘击穿，高压窜入低压侧造成人身伤亡或设

备损坏。（4）运行中的电压互感器二次侧严禁短路，其一、二次侧

必要时应安装熔断器，并在一次侧装设隔离开关。（5）当电压互感器二次回路电压降超标时，应对电压互感

器二次回路进行改造。第3章电能计量用互感器3.2电压互感器87一、电容式电压互感器（capacitivevoltagetransformer，CVT）1、组成CVTCVT结构图第3章电能计量用互感器3.3其它互感器电容分压器中间变压器电磁单元补偿电抗器高压电容避雷器阻尼装置U电磁单元∝U电容分压器二次电压

一次电压

中压电容88载波耦合装置避雷器2、用途第3章电能计量用互感器3.3其它互感器CVT以其性能优良、成本低廉等优势在110kV及以上输电系统中得到广泛应用，也成为了1000kV级特高压交流输电工程的最佳选择。(电磁式电压互感器由于其自身特点及成本因素等基本运用在110kV以下的输电系统中。电子式互感器的技术还不十分成熟，性能不稳定，受环境因素影响较大)89一、电容式电压互感器（capacitivevoltagetransformer，CVT）3、相较于电磁式电压互感器的优点：（1）耐电强度高，冲击绝缘强度高，运行可靠。（2）体积小，重量轻，成本低，高压配电装置中占地面积很

小。（3）在中间变压器二次侧的一个绕组上，接有阻尼器，能够

有效地抑制铁磁谐振。（4）优良的瞬变响应特性。当一次短路后其二次剩余电压能

在20ms内降到5%以下，特别适应于快速继电保护。（5）除作为电压互感器用外，还可将其分压电容兼做高频载

波通讯的耦合电容等。第3章电能计量用互感器3.3其它互感器90一、电容式电压互感器（capacitivevoltagetransformer，CVT）二、电子式电流互感器2、无源电子式互感器1、分类按一次传感部分是否需要供电，分为有源式和无源式利用磁光效应，通过光的变化来感测电流或电压的变化，通过光纤传输传感信号。传感头部分采用磁光晶体或光纤，不存在供电问题。通过远端模块将模拟信号转换为数字信号后经通信光纤传送出去。传感头采用电子器件，需要解决供电问题。3、有源电子式互感器磁光效应是指处于磁化状态的物质与光之间发生相互作用而引起的各种光学现象。第3章电能计量用互感器3.3其它互感器91二、电子式电流互感器4、特点★传感准确化，电子式互感器的输出形式是高精度的信

号，不是能量形式的输出；★传输光纤化，★输出数字化。第3章电能计量用互感器3.3其它互感器92二、电子式电流互感器5、相较于电磁式电流互感器的优势★安全性高：•高低压完全隔离，绝缘简单，没有因漏油而潜在的

易燃易爆等危险•不存在CT二次输出开路及PT二次输出短路的危害★成本低：•绝缘造价低，随电压等级的升高，其造价优势愈加

明显。220kV以上时，绝缘成本大幅降低。•几乎不消耗能量，节电效果十分显著。•大量采用光纤，成本低。第3章电能计量用互感器3.3其它互感器93二、电子式电流互感器5、相较于电磁式电流互感器的优势★性能好：•不存在磁饱和、铁磁谐振的问题•无污染、无噪声，具有优越的环保性能•数字信号分享更为容易。带负载能力强•动态范围大，无死区，频带响应宽，测量精度高，

体积小，重量轻。美国西屋公司公布的345kV的光学电流互感

器(OCT)，其高

度为2.7m，重量为109kg，而同电压等级的充油电磁

式电流互感器高为6.1m，重达7718kg。★功能强：•可同时满足测量和继电保护的需要•方便地实现电压电流组合式•适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要第3章电能计量用互感器3.3其它互感器94电能计量技术第四章电能计量方式上海电力大学964.1有关规程对电能计量方式的规定4.2单相电能表的接线方式4.3三相三线有功电能表的接线方式4.4三相四线有功电能表的接线方式4.5无功电能的计量4.6电能计量试验接线盒与电能计量柜（箱）4.7电能计量装置联合接线 电能计量方式是根据用户供电方式、用电容量、类别、电费管理制度等因素确定电能表类别、装设套数、安装位置、电能表与互感器的接线方式等。第4章电能计量方式974.1有关规程对电能计量方式的规定一、依据用户容量确定电能计量方式1、高供高计——高压供电，在受电变压器高压侧装表计量的

计量方式。★

用电设备容量在100kW以上、或需用变压器容量在50kVA以上的用户，宜采用高压供电。★

高压供电的用户原则上应采用高供高计的计量方式。★

对专线供电的高压用户，可在供电变电站的出线侧装

表计量。第4章电能计量方式98一、依据用户容量确定电能计量方式2、高供低计——高压供电，在受电变压器低压侧装表计量的

计量方式。（无特殊原因，均采用高供高计）★

结算电费应以供电电压为准★

降压变压器的铜损、铁损应由用户承担★

高供低计的用户，计量点到变压器低压侧的电气距离

一般不宜超过20m4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式99一、依据用户容量确定电能计量方式3、低供低计——采用低压供电，在同一个等级的电压上装表

计量的计量方式。《供电营业规则》：★

用电设备容量在100kW及以下、或需用变压器容量在50kVA及以下的用户，一般采用低压三相四线制供电，

采用低供低计计量方式。★

用户单相用电设备总容量小于10kW的采用低压220V单

相供电，装设单相电能计量装置。★

用户用电设备总容量超过10kW的采用三相四线供电，

装设三相电能计量装置。4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式100一、依据用户容量确定电能计量方式3、低供低计——采用低压供电，在同一个等级的电压上装表

计量的计量方式。DLT448-2016《电能计量装置技术管理规程》：★“低压供电，计算负荷电流为60A及以下时，宜采用直

接接入电能表；计算负荷电流为60A以上时，宜采用经

电流互感器接入电能表的接线方式。”

★

在负荷密度较高的地区，对于用电设备总容量超过100kW或需用变压器容量在50kVA以上的用户，在设

计供电方案时，经过经济技术比较，如果发现采用低

压供电技术经济性明显优于高压供电方案，可采用低

压三相四线制供电，相应的采用低供低计计量电能。4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式101二、依据电费制度确定计量方式

1、考核功率因数——容量在100kVA或功率在100kW及以上

的用户都要考核功率因数。2、实行两部制电价——受电变压器容量在100kVA或用电设

备装接容量100kW及以上的工商业及

其它用户，实行两部制电价;

——受电变压器容量或用电设备装接容量小于100kVA的实行单一电度电价，条件具备的也可实行两部制电价。

基本电价按变压器容量或按最大需量计费，由用户选择，

但在一年之内保持不变。--------销售电价管理暂行办法(发改价格[2005]514号)4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式102二、依据电费制度确定计量方式3、实行分时电价4、对同时有供、受电量的地方电网和有自备电厂的企业与电力系统联网时，有正向送电，也有反向受电，应在并网点上设计量供、受电量的电能计量装置或采用四象限计量有功、无功电能的电能表。5、用户有两种及以上不同电价类别负荷的计量方式这种情况应该对各种类别的负荷分别装设计费用电能计量装置。若无法实现，则应采取定比或定量的方法进行分摊。4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式103三、根据供电方式确定计量方式1、非中性点绝缘系统★中性点直接接地或经一低阻值阻抗接

地的系统，亦称为直接接地系统、中

性点有效接地系统、大电流接地系统。★是三相四线供电系统，包括：

低压400V配网系统、

110kV及以上高压电力系统。图4-1非中性点

绝缘系统4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式104三、根据供电方式确定计量方式1、非中性点绝缘系统★DLT448-2016《电能计量装置技术管理规程》规定：

接入非中性点绝缘系统的电能计量装置应采用三相四

线有功、无功电能表或多功能电能表；★DL/T825-2002《电能计量装置安装接线规则》规定：

中性点有效接地系统应采用三相四线有功、无功电能

表。4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式105三、根据供电方式确定计量方式2、中性点绝缘系统★中性点不接地、或经高值阻抗

接地、或谐振接地（中性点经

消弧线圈接地），

也称为中性点非有效接地系统、

小电流接地系统。★是三相三线供电系统，

包括3～66kV高压电力系统。图4-2中性点

绝缘系统4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式106三、根据供电方式确定计量方式2、中性点绝缘系统3、有两路及以上线路分别来自两个及以上的供电点或有两个

及以上的受电点的用户，应分别装设电能计量装置。4.1有关规程对电能计量方式的规定第4章电能计量方式107一、接线原则★电压元件并接在电源侧

★i

及iU都从同名端“•”输入二、原理接线图、相量图、实际接线图三、测量功率

★电流元件串接在火线中,图4-3、4-5单相有功电能表的原理接线图、相量图、实际接线图4.2单相电能表的接线方式第4章电能计量方式108四、几种错误接线1、电压元件并接在负载侧空载时的等效连线产生正向潜动图4-6、4-7电压元件并接在负载侧4.2单相电能表的接线方式第4章电能计量方式109四、几种错误接线2、

电流元件串接在零线上一火一地用电时：该负载电流不经电能表，所用电能漏计量图4-8电流元件串接在零线上4.2单相电能表的接线方式第4章电能计量方式110一、接线方式4.3三相三线有功电能表的接线方式三相电路的瞬时功率:

三相三线制电路中:

所以:

三相有功功率P是瞬时功率在一个周期内的平均值

三相三线有功电能表的标准接线方式：,第4章电能计量方式111二、原理接线图、相量图、实际接线图三、测量功率三相三线制电路中，只要三相电压对称，无论负载是否平衡，三相二元件电能表都可以正确计量其有功电能。图4-10、4-11三相三线有功电能表的原理接线图、相量图、实际接线图4.3三相三线有功电能表的接线方式第4章电能计量方式112一、接线方式三相四线总有功功率等于各相有功功率之和:三相四线有功电能表的标准接线方式：

二、原理接线图、相量图、实际接线图图4-12、13三相四线有功电能表的原理接线图、相量图、实际接线图4.4三相四线有功电能表的接线方式第4章电能计量方式113三、测量功率

三相四线制电路中，无论电压是否对称、负载是否平衡，三相四线电能表均可以正确计量有功电能。

四、相间有负载4.4三相四线有功电能表的接线方式第4章电能计量方式γ=？114

五、使用三相三线两元件有功电能表的条件DS表测量瞬时功率为：

γ

=p′-pp=uAiA+uBiB+uCiC-uBiN线路附加误差:4.4三相四线有功电能表的接线方式第4章电能计量方式115一、无功电能计量意义1、计算平均功率因数WP：有功电能WQ：无功电能2、依据功率因数的高低调整电费容量在100kVA及以上与功率在100kW及以上的用户：当实际功率因数<

额定功率因数时，加收电费当实际功率因数>

额定功率因数时，减收电费功率因数低的影响：（1）不能充分利用发、供电设备的容量，降低了设备

的利用率（2）增加输电线路有功损耗和线路电压降4.5无功电能的计量第4章电能计量方式116二、无功电能计量的实现1、感应式无功电能表

4.5无功电能的计量第4章电能计量方式117二、无功电能计量的实现1、感应式无功电能表

4.5无功电能的计量第4章电能计量方式118二、无功电能计量的实现2、多功能电能表、智能表的无功电能计量根据通过对电压移相90°对无功电能进行计量，与跨相90°型三相四线无功电能表一样。Q=UIsinφ=UIcos(90°+φ)对电压进行90°移相，可使用软件的方法对采样点进行移位处理4.5无功电能的计量第4章电能计量方式119二、无功电能计量的实现2、多功能电能表、智能表的无功电能计量所测量的无功功率:Qv=U'uv

Iucos（60-φa

）Qw=U'wv

Iwcos（120-φc

）令

U'uv=U'wv

，Iu=Iw，

φu=