电能表原理及接线

电能表及互感器接线原理培训电能计量的基本知识单、三相电能表常用接线单、三相电能表错误接线举例目录电能计量装置的安装设计原则电能计量装置的故障一、电能计量装置基本知识（一）、电能计量装置的概念电能计量装置：是由电能表、互感器（电流互感器、电压互感器）、电能表到互感器的二次回路三部分组成。（二）、各部分的作用分别为：1、电能表的作用：也叫电度表，是电能计量装置的核心，是计量负载消耗的或电源发出的电能。电能表型号：1位D-电能表；2位表示相线：D-单相、S-三相三线有功、T-三相四线有功；3位表示用途D-多功能、F-复费率、M-脉冲、S-全电子、Y-预付费；4位设计序号用阿拉伯数字表示。电能表铭牌：以哈尔滨电能表DD105型为例，220V表示额定电压，1.5(6)A表示额定电流为1.5A，最大电流为6A，50HZ表示额定频率，6400ipm/kw.h表示计6400个脉冲为一度电。2、互感器的作用：（1）扩大电能表的量程。电压互感器把高电压变换成低电压，电流互感器将大电流变换成小电流。（2）减少了仪表的制造规格。除直接接入式电能表外，电流二次回路均以5A为主，电压二次回路均以100V为主。（3）隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安全。互感器分为电流互感器和电压互感器（1）电流互感器型号：第一个字母：L-电流互感器第二个字母：A-穿墙式；F-多匝式；R-装入式；B-支持式；Y-低压；M-母线式；Z-支柱式；D-单匝式；Q-线圈式第三个字母：C-资绝缘；S-速饱和；G-改进型；K-塑料外壳式；W-户外式；M-母线式；Z-浇注式第四个字母：B-保护式；D-差动式电流互感器两种典型接线IuIvIwINUVWIuIw不完全星形接线（V）完全星形接线（Y）UVW（2）电压互感器型号：第一个字母：J-电流互感器第二个字母：D-单相；S-三相；C-串级式第三个字母：J-油浸式；G-干式；C-磁绝缘；R-电容式；Z-浇注绝缘第四个字母：W-五铁芯柱；B-带补偿角差绕组；J-接地保护abcABC两台单相电压互感器典型V/V接线3、二次回路的作用电压二次回路是指电压互感器、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。由于连接导线阻抗等因素的影响，电能表电压线圈上实际获得的电压值往往都小于额定值（220V、380V、100V），二次电压回路电降的大小直接影响电能计量的准确度。电流二次回路是指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所构成的回路。电流互感器的二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈的阻抗、端钮之间的接触电阻等。它直接影响电流互感器的确度等级。（一）、单相电能表直接接入式（2）、接线原则：IAOUAOAO（3）、向量图（4）、计量功率φ（1）、接线图P=U×Icosφ=UIcosφIAO·UAO·二、单、三相电能表常用接线（二）、直接接入式三相四线电能表的接线UAUBUCIAIBIC计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcosφ************（三）、带电流互感器的三相四线电能表的接线（CT二次不能接地）UAUBUCIAIBIC计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcosφ************K2K1K2K1K2K1ABNC（四）、带电流互感器的三相四线电能表的接线（CT二次必须接地）UAUBUCIAIBIC计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcosφ************K2K2K2K1K1K1（五）、三相三线高压电路有功电能的接线UAUBUCIAIBICUABUCB接线原则：IAUABICUCB30+φ30-φ计量功率：P=IU〔cos（30+φ）+cos（30-φ）〕P=√3IUcosφ************三、单、三相电能表错误接线举例1、单相有功电能表的火线和零线互换（1）、接线图（2）、接线原则：INAUNA（3）、向量图（4）、计量功率P=（-U）（-I）cosφ=UIcosφ（5）、结论：电能表正转，当负荷侧接地易漏计电量。NAφUAN·IAN·INA·UNA·2、单相有功电能表电压小钩断开（1）、接线图（2）、接线原则IU=0（3）、向量图（4）、计量功率P=IUcosφ=0（5）、结论电表不转ANI3、单相有功电能表电流互感器二次开路（2）、计量功率P=IUcosφ=0（3）、结论电表不转4、单相有功电能表电流互感器二次侧短路（2）、计量功率P=IUcosφ=0（3）、结论电表不转（1）、接线图（1）、接线图UAUCIA=0IB=0IC=0计量功率：P=0电能表停转4、三相四线电能表电流回路三相开路************5、三相四线电能表电流回路二相短路UBUAUCIA=0IBIC=0计量功率：P=P2=IUcosφ少计2/3的电量************6、三相四线电能表电压回路一相开路UBUA=0UCIAIBIC计量功率：P=P2+P3=2IUcosφ少计1/3电量************7、三相三线电能表电流互感器二次侧A相反接UAUBUCIAIBICUABUCB接线原则：-IAUABICUCB180-30-φ30-φ************计量功率：P=IU〔cos（150-φ）+cos（30-φ）〕P=IUsinφ-IA正确计量功率：P=√3IUcosφUAUBUCIAIBICUABUCB接线原则：IAUBAICUCA180-30-φ30+φ************UBA8、三相三线电能表电压进线AB相互接错计量功率：P=IU〔cos（150-φ）+cos（30+φ）〕P=0UCA9、三相三线电能表电压回路AB接错，A相电流互感器二次接反UAUBUCIAIBIC接线原则：-IAUBAICUCA30+φ30+φUBA计量功率：P=IU〔cos（30+φ）+cos（30+φ）〕P=√3UI（cosφ-√3/3sinφ）UCA************-IA四、电能计量装置的设计原则1、电能表的选择（1）型式的确定•在中性点非有效接地的高压线路中，应选用经互感器接入的三相三线3×100V的有功、无功电能表，接地电流较大者应安装经互感器接入的三相四线3×57.5/100V的有功、无功电能表；•在三相三线制低压线路中，应选用三相三线3×100V的有功、无功电能表，当照明负荷占总负荷的15%及以上时，为减小线路附加误差，应采用三相四线3×220/380V的有功、无功电能表；•在三相四线制低压线路中，应选用三相四线3×220/380V的有功、无功电能表；•负荷电流为50A及以下时，宜采用直接接入式电能表；负荷电流为50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式。（2）基本电流的确定•当电能表与0.5级或0.2级电流互感器联用时，如果互感器的额定二次电流为5A，那么电能表的电流量范围可采用1.5（6）、3（6）A或5A；如果互感器的额定二次电流为1A时，那么电能表的电流范围可采用0.3（1.2）A，或1A。若负荷电流变化幅值较大或实际使用电流经常小于电流互感器额定一次电流的30%，宜采用宽负载的电能表。•当电能表与0.5s级或0.2s级电流互感器联用时，电能表的电流范围宜采用1.5（6）A。•当电能表直接接入计量回路时，应根据经核准的用户申请报装负荷容量来确定额定最大电流。P=√3IUcosφImax=P/√3Ucosφ为提高低负荷时计量的准确性，一般宜选用过载4倍及以上的电能表（3）准确度等级的确定•电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。（4）有功、无功电能表的联合接线•在双向送、受电的电力装置回路中，应分别计量送、受的电量，应采用两块有无功电能表。•在装有同步调相机或无功补偿装置的线路中，负载可能会是容性或感性，应分别计量容性和感性的无功电量，采用两块无功电能表。•在条件允许下，使用电能计量双向有功电量及双向无功电量的全电子多功能电能表。2、互感器的选择（1）额定电压的确定•电流互感器的额定电压应与被测线路电压相适应，UN≥UL•电压互感器要求额定一次电压应大于接入的被测线路电压的0.9倍，小于线路电压的1.1倍：0.9UL＜UN＜1.1UL（2）额定变比的确定•电流互感器的额定二次电流规定为5A或1A，一般选5A。•为保证计量准确度，选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值得60%左右，至少不低于30%。I1=P1/√3Ucosφ•当实际负荷电流小于30%时，应采用二次绕组具有抽头的多变比电流互感器或0.5s、0.2s级电流互感器。•电流互感器的额定变比由额定一次电流与额定二次电流的比值决定。•电压互感器其额定变比等于额定一次与额定二次电压的比值。•额定一次电压应满足电网电压要求，额定二次电压应和计量仪表等二次设备的额定电压相一致，通常为100V。（3）额定二次负荷的确定•互感器若接入二次负荷超过其额定二次负荷，其准确度等级下降。•为保证计量的准确性，一般要求测量用电流、电压互感器的二次负荷S2必须在额定二次负荷S2N的25%—100%范围内。0.25S2N＜S2＜S2N•电压互感器的额定二次负荷标准值有：10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500、1000VA，计量专用电压互感器额定二次负荷一般为50VA及以下。•电流互感器的额定二次负荷标准值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA，计量专用电流互感器二次负荷一般取40VA及以下。（4）额定功率因数的确定•计量用电压互感器额定二次负荷的额定功率因数应与实际二次负荷的功率因数相接近。•计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数为0.8—1.0。（5）准确度等级的确定•电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。•电流互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5；电压互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5。（6）互感器的二次回路规定•为保证电能计量装置的安全、可靠、准确，对35kV以上线路供电的用户，应有电流互感器的专用二次绕组和电压互感器的专用二次回路，不得与继电保护的测量回路共用，并不得装熔断器和开关。五、电能计量装置的故障1、造成电能计量装置的故障原因（1）构成电能计量装置的各组成部分本身出现故障。（2）电能计量装置接线错误。（3）人为抄读电能计量装置或进行电量计算出现的错误。（4）窃电行为引起的计量失准。（5）外界不可抗力因素造成的电能计量装置故障。2、感应式电能表常见故障类别故障情况可能原因处理方法感应式电能表吱吱叫声上下轴承松动或损伤、转盘轴杆歪斜，轴承摩擦力过大应修理或更换嗡嗡叫声电压线圈、铁芯和相位调整器固定不牢或螺丝松动应修理或更换不用电时电表正转很慢1、电表潜动；2、电网电压过高1、重新调整或更换；2、降低电压或换宽电压电能表不用电时电能表正转较快电流铁芯右柱上的电流线圈内部短路或接线错误更换电能表或消除错误接线类别故障情况可能原因处理方法感应式电能表不用电时电能表反转较快电流铁芯左边柱上的电流线圈内部有短路或接线错误更换电表或消除错误接线单相电能表在轻负荷，少计电量或不转动1、计度器卡字；2、轴承阻力过大；3、磁铁间隙中有异物。更换单相电能表电能表在较大负荷多计电量铁芯失磁或接线错误检修纠正错误接线三相电能表明显少计量1、接线错误；2、LH一次、二次线圈短路或二次开路；3、LH二次端子接线松动；4、YH高压保险丝断或一、二次接线断路；5、互感器变比或倍率搞错应纠正或维修类别故障情况可能原因处理方法感应式电能表倍率或大或小1、计算错误；2、互感器实际变比与名牌变比不一致；3、计度器的齿轮传动比错误1、认真计算；2、认真核对记录，试验报告检查名牌是否相符；3、检验传动比和常数。磁力轴承之间吸合或推力不足，卡盘磁环被充退磁圆盘盘片卡住圆盘盘片强烈变形，很不平整，导致卡盘检修圆盘电压