第七章_电能计量装置的接线检查

第七章第七章电能计量装置的接线检查电能计量装置的接线检查分为停电检查和带电检查两种1．停电检查新装互感器、更换互感器以及二次回路的电能计量装置投入运行之前，都必须在停电的情况下进行接线检查。停电检查的内容：检查电能表接线正确与否、互感器的变比、极性、三相互感器的接线组别以及进行二次电缆导通和接线端子标志的核对。2．带电检查对于经过停电检查的电能计量装置，在投入运行后首先应进行带电检查。对于正在运行中的电能计量装置应定期进行带电检查。第七章电能计量装置的接线检查第七章电能计量装置的接线检查第一节互感器的错误接线分析第二节有功电能表的错误接线分析第三节电能计量装置接线检查的相量图法第四节电量的抄读及退补电量的计算第一节互感器的错误接线分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析二、电流互感器公共线断开时情况分析三、电压互感器一次断线时情况分析四、电压互感器二次断线时情况分析五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析一、电流互感器绕组极性接反时情况分析1．电流互感器为两相星形（V形）接线，二次a相绕组极性接反时在图7-1所示的三相三线电路中，根据基尔霍夫电流定律,得到ia+ib+ic=0,此时a相的电流为-ia,所以–ib=-ia+ic,当三相负载对称时，则，b线电流值增大了倍。3baii3一、电流互感器绕组极性接反时情况分析结论：电流互感器采用V形接线时，任何一台互感器绕组的极性接反，则公共线上b相电流都要增大倍。3一、电流互感器绕组极性接反时情况分析2．电流互感器为三相星形(Y形)接线,二次a相绕组极性接反时在图7-2所示的三相三线电路中，得到，此时的a相电流为,因为,所以。acbIIIncbaIIIIaIanII2一、电流互感器绕组极性接反时情况分析结论：电流互感器采用Y形连接时，任何一台互感器绕组的极性接反，则公共接线上的电流In为每相电流值的2倍。二、电流互感器公共线断开时情况分析1．电流互感器为V形接线，公共接线断开时原理接线图和等值电路图如图7-3所示。根据电流源和电压源的等值变换原理，将等值变换为电压源。等效电压源的电动势,忽略Zb，可以得到图7-4的等值电路图。caII和00ZIEZIEccaa、二、电流互感器公共线断开时情况分析通过图7-4，根据叠加原理，首先求出ojacacacaakeIIIZEZEZEZEI30000023)(21)(2122二、电流互感器公共线断开时情况分析同理得到结论：ojcacacckeIIIZEZEI300023)(2122电流互感器采用V形连接时,当公共线断开时，流过电能表电流线圈的电流比原值减小了0.866倍,且相位也发生改变了。二、电流互感器公共线断开时情况分析2．电流互感器为Y形连接,公共接线断开时电流互感器为Y形连接公共线断开时的原理接线图和等值电路图如图7-5所示。二、电流互感器公共线断开时情况分析根据节点电位法求出)(31)(311110000000cbacbaCbaFEIIIZEEEZZZZEZEZEU二、电流互感器公共线断开时情况分析公共线未断开前，得到公共线断开后，各相的故障电流为、和。从等值电路图中得到0ZIEaa0ZIEbb0ZIEcc001()3aFEabcEIZUZIIIaIbIcI二、电流互感器公共线断开时情况分析所以)(31)(310cbaacbaaaIIIIIIIZEI)(31)(310cbabcbabbIIIIIIIZEI)(31)(310cbaccbaccIIIIIIIZEI三、电压互感器一次断线时情况分析正常情况下，电压互感器二次线电压Uab＝Ubc＝Uca＝100(V)。如果线路出现故障，则二次线电压将发生变化。1．电压互感器为V，v接线,一次A相断线如图7-6所示,由于A相断线,故二次对应绕组无感应电动势。三、电压互感器一次断线时情况分析所以Uab＝0（V）Uca＝Ubc＝100（V）同理，可推出C相断线时Uab＝Uca=100（V）Ubc＝0（V）三、电压互感器一次断线时情况分析2．电压互感器为V，v接线，一次B相断线如图7-7所示，B相断线，对两个互感器来讲，如同是单相串联，外加电压只有Uca，此时一、二次的电压比为仍然是KU。所以Uca＝100V，Uab＝Ubc＝Uca/2＝50（V）三、电压互感器一次断线时情况分析3．电压互感器为Y,y接线,一次A相(或B相、C相)断线如图7-8所示,A相断线后,A相绕组无感应电动势，故Uao＝0(V),所以Uab＝Uca＝Up（相电压）＝57.7（V）,而Ubc（与断相无关的线电压）仍然为100（V）。四、电压互感器二次断线时情况分析当电压互感器二次断线时，其二次电压值与互感器的接线形式无关，而与互感器是否接入二次负载有关。1．二次a相断线电压互感器二次接有负载，为一只三相三线有功电能表（其接线方式为和）和一只三相三线无功电能表（其接线方式为和）cbUabUbcUacU四、电压互感器二次断线时情况分析二次a相断线时原理接线图如图7-9（a）所示。其等值电路如图7-9（b）所示。所以Ubc＝100V，12abcabcUUU四、电压互感器二次断线时情况分析2．二次b相断线如果二次接有同前一样的负载，当b相断线时，可画出图7-10（b）所示的等值电路图。四、电压互感器二次断线时情况分析按阻抗大小分配得到的电压值为Uca＝100（V）Uab＝（2/3）×100＝66.7（V）Ubc＝（1/3）×100＝33.3（V）五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析1．电压互感器为V,v接线,若二次ab相极性接反时由图7-11（a）所示，得到二次绕组b的同名端与一次绕组A的同名端相对应。因此Uca＝173（V），Uab＝Ubc＝100（V）五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析结论：电压互感器采用V,v接线,若二次或一次的任一个绕组极性接反时,其二次电压Uab和Ubc仍为100V，而Uca为173V。五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析2．电压互感器为Y,y接线,若a相绕组极性接反时如图7-12(a)所示,由于a相绕组极性接反,因此,的相位与相反所以Ubc＝100（V），而Uab＝Uca＝57.7（V）aUAU五、电压互感器绕组的极性接反时情况分析结论：电压互感器采用Y,y接线，若二次或一次的任一个绕组极性接反时，则与反接相有关的线电压为57.7(V),而与反接相无关的线电压仍为100（V）。第二节有功电能表的错误接线分析一、单相有功电能表的错误接线分析二、三相四线有功电能表的错误接线分析三、三相三线有功电能表的错误接线分析一、单相有功电能表的错误接线分析单相有功电能表只有一组电磁元件，接线较为简单，因此错误接线时容易被发现。这里不作介绍。二、三相四线有功电能表的错误接线分析分相法保持其中任一元件的电压和电流，而断开其他元件所加的电压，在正确接线下，电能表的转盘应正转，若三相负载对称时，其转速约为原来的1/3，若转盘反转或转速相差较大，则可能有错误接线。三、三相三线有功电能表的错误接线分析我们假定在下述条件下来分析各种错误接线时电能表测量功率的变化情况：（1）三相电路完全对称。（2）三相电源为正相序。（3）电流线路和电压线路互相间没有接错线。（4）电流和电压回路没有短路和断路。（5）没有b相电流流入电能表电流线圈。这样，接到电能表对应的三个电压端子的三相电压顺序只有以下3种可能a一b一cb一c一ac一a一b三、三相三线有功电能表的错误接线分析对每只电能表电流线圈来讲，通入的电流只有以下4种可能两个电流线圈可能有以下8种电流组合3组电压、8组电流共可以组成24种接线方式。根据不同的接线方式，画出相量图，写出功率表达式，来判断接线是否正确。;;;aaccIIII;;;;;;acacacaccacacacaIIIIIIIIIIIIIIII、、、、、、、、三、三相三线有功电能表的错误接线分析三相三线有功电能表的正确接线方式和，电压相序为a－b一c，通入的电流为、，如图7-14所示。cI[,]abaUI[,]cbcUIaI三、三相三线有功电能表的错误接线分析如果a相电流回路有错误接线，误将接入第一元件的电流线圈，如图7-15（a）所示。aI三、三相三线有功电能表的错误接线分析根据其接线方式和相量图图7-15（b），得到的功率表达式显然在错误接线下，表计测得的功率值不是正比于三相电路中的有功功率值。sin)]30cos()30cos([)30cos()150cos(UIUIIUIUPcocococcbaoaab三、三相三线有功电能表的错误接线分析总之：根据各种功率表达式来判断电能表转向。在感性负载下，24种接线方式中有6种接线方式使电能表正转，6种使电能表反转，6种使电能表停转，6种使电能表转向不定。其中只有一种是正确接线方式。第三节电能计量装置接线检查的相量图法一、基本原理二、具体作图方法及步骤一、基本原理相量图法是通过画电流相量图来确定接到电能表中的究竟是什么电压，什么电流。三相三线有功电能表中电压和电流之间的相量关系如图7-17所示。一、基本原理在三相电压对称的情况下，从电流相量的顶端分别向电压相量和作垂直线，分别得到和。由图7-17得到cos(30)cos(90)oaaoaaIIIIaIaIaIabUbcU反之，若已知和，则通过和的顶端分别作和的垂直线，两根垂直线的交点和三相对称电压的交点之连接线即为电流相量若将功率表的电压线圈接入电压，电流线圈通入电流，则测出的功率为cos(30)cos(30)oababaoaaaPUIUIUII一、基本原理aIaIaIaIaIabUbcUaIabU一、基本原理将瓦特表的电压线圈改接为，电流维持不变，则测出的功率为用功率表测得的功率Pab和Pbc表示电流相量在对应的电压相量上投影的相对值。cos(90)cos(90)obcbcaoaaaPUIUIUIIbcUaI一、基本原理因此我们可以得出如下结论：在三相电路中，用一只功率表或电能表，其电流线圈保持同一相电流，而电压线圈分别加以任意两个不同的线电压，那么功率表的指示值即为此电流相量在两个线电压相量上的投影，两个投影的合成相量即是此电流相量（位置）。二、具体作图方法及步骤在现场绘制相量图（也称六角图）最方便的方法是用两只单相标准表，利用转换开关进行，具体步骤如下：（1）两只标准表接线方式和现场校表接线相同，第一只表接，第二只表接。（2）同时启动两只标准表，转t秒后停标准表，读得第一只表的示值为（代表、形成的电能）和第二只表的示值为（代表、形成的电能）。abaUI、cbcUI、abU2W´aIcbUcI1W二、具体作图方法及步骤（3）把第一只表的电压线a和第二只表的电压线c互换。（4）再同时启动两只标准表，转t秒后停标准表，读得第一只表的示值为（、）和第二只表的示值为为。由（2）和（4）得到了1122()()()()abacbaabccbcWUIWUIWUIWUI、，、、，、aI1W´cbUabcUI、2W二、具体作图方法及步骤（5）画出电压相量。选取合适的比例，在电压相量上截取，在电压相量上截取，通过和的顶端分别作和的垂直线，它们相交于Q点，连接即为所求的电流相量，如图7-18所示。abU1W1W´1W´OQcbabcbaUUUUU、和、、、aIcbU1W1W二、具体作图方法及步骤（6）再在上截取，在上截取，过其顶端作的垂直线，连接O点至垂直线交点即为所求电流相量。cI2WcbabUU和abUcbU2W二、具体作图方法及步骤（7）分析电流相位：