电能计量基础知识

第一章电能计量基础知识第一节电能表电能表：是指在一定时间内累积有功功率的方式来测得有功电能的仪表一、电能表的分类1、按计量的功能：有功、无功、最大需量、分时表、多功能表（全电子式、机电一体化多功能表、预付费电能表）2、按接入线路方式：单相、三相三线、三相四线。3、按准确度等级：有功：0.51.02.0;无功：2.03.04、按结构原理：感应机械式、机械电子式、全电子式二、电能表主要铭牌标志（1）、电能表的名称及型号（2）、制造厂家（3）、准确度等级（将等级的数字置于一个园圈内，如2.0)（4）、工厂制造年份和厂内编号（6）、计算单位的名称或符号，如：KW.hKvar.h（6）、标定电流和额定最大电流。标定电流又称基本电流，用Ib表示，是指确定仪表有关特性的电流值；额定最大电流，用Imax表示，指仪表能满足标准规定的准确度的最大电流值，如5（10）A，即电能表标定的电流为5安，额定最大电流为10安。（7）、计度器示数的整数与小数位的数字或窗口应有不同颜色；（8）、额定电压：对于三相电能表应在前面乘以相数，如3×380V/220V；经电压互感器接入式电能表，应标明电压互感器的额定变比，以此代替电压，如3×10000/100（9）、额定频率；（10）、电能表的常数，应标明“1kw=×××盘转数或×××转/KWh”（11）、对具有止逆器的电能表应标明“”如止逆/双向（12）、对用于容性负载的无功电能表应标明“用于容性负载”三、电能表校验项目与要求（1）、直观检查：内外零件装置完好无损，铭牌标记完整、清楚，转轴垂直、转盘平整等。（2）、启动试验：电能表在额定电压、额定频率、功率因数为1的条件下，当负载电流不超过下表规定值时（启动电流）转盘应不停地转动。电能表的准确度等级0.20.51.02.03.0起动电流（标定电流的百分数）0.30.30.50.51.0对于具有止逆器的电能表和运行中2.0级单相电能表，允许其启动电流比上表规定值增加0.5%的标定电流。（3）、潜动试验：当安装式电能表的电流线路中无电流，而加于电压线路的电压为额定值的80%-110%，电能表转盘的转动不得超过一整转。（4）、基本误差的测定：电能表的校验方法可分为：标准表法和瓦特表-秒表法。a、标准表法是指在相同的功率下，把被检电能表的转数与标准电能表的转数直接进行比较。其误差按下列公式计算r=(N0-n0)/n0×100%N0：被检电能表转时标准表应转的转数；n0：被检电能表转时标准表实际的转数；N0=n.C0/CxC0：标准电能表的常数Cx：被检电能表的常数b、瓦特表-秒表法(略)（5）、绝缘强度试验：①、用500V摇表测定电能表外壳和电路之间、电压和电流回路之间的绝缘电阻，其值不应低于5MΩ。②、对安装式电能表，在室温和空气相对湿度为85%以下（A1组和B1组）或95%以下（A组和B组）时，施以频率为50HZ、电压为1500V的正弦波交流电，历时1分钟，不应出现击穿和电弧放电现象。（6）、走字试验：进行走字试验，可以校核以下项目：①、基本误差测定中的差错。②、计度器传动和进位是否正常。③、电能表常数和倍率是否正确。方法与要求：在通电前，被检电能表的计度器除最末一位字轮外，其余字轮的示数均应为9。在电压线圈加以额定电压，电流线圈通以10%的标定电流，COSφ≈1的条件下，被检电能表的计度器示数的改变不应少于5个字。四、引起电能表误差的原因电能表的误差包括基本误差和附加误差两大类。基本误差是指电能表在规定的正常条件下运行所显示的误差；附加误差是指电能表在使用时因温度、倾斜等外界因素以及电压、负载等运行条件变化所引起的误差。第二节电流互感器一、电流互感器的作用（TA）电流互感器（用符号TA表示）作用是将较大电流按一定的比例（变比或倍率）变为小电流（5安）。二、电流互感器的技术参数（1）、额定容量：额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗的视在功率。（2）、一次额定电流：允许通过电流互感器一次绕组的电流，一般有5A10A15A20A30A40A50A75A100A150A200A300A400A600A800A1000A1200A1500A2000A3000A4000A5000A6000A8000A10000A15000A20000A25000A。（3）、额定电流比：一次额定电流和二次额电流之比。（4）、额定电压：一次绕组长期对地能承受的最大电压，一般应不低于所接线路的额定相电压。（5）、准确等级：表示互感器本身的误差（比差和角差）的等级。国产互感器准确等级为0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、3、10。（6）、比差：比值误差简称比差，一般用f表示。就是一次电流为额定值时，实测的二次电流折算到一次侧的值与一次电流的之差的值与一次侧电流（额定值）的比值，用%表示。（7）、角差：一次侧的相角与二次侧相角的误差。三、穿心式电流互感器的使用穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流导线穿过由硅钢片卷制成的圆形铁芯作一次绕组，二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁芯上，与电能表电流线圈等二次负载串联，形成负载阻抗很小的闭合回路。一次进线为L1，出线为L2，二次侧两端分别为Ｋ１、Ｋ２，L1与Ｋ１、Ｌ２与Ｋ２分别为同极性端。低压穿心式电流互感器的使用应注意如下几点：（1）、互感器一次额定电流要满足负荷电流的需要，正常负荷电流为一次额定电流的1/3－2/3范围内；（2）、准确度等级符合计量要求；（3）、电流互感器必须经校验才能安装使用；（4）、穿心匝数必须正确（应严格按铭牌标定的穿心匝数）。（5）、电流互感器的副边严禁开路运行。四、电流互感器的接线（1）、单相接线：如图ABCAL1K1K2L2（2）、不完全星形接线特点：（Ｖ形接线）ABCAL1K1K2L2L1K1K2L2AA①、一次侧电流与二次侧电流是同相位，相互相差1200。②、如果Ａ相或Ｃ相二次或一次反接，都会使二次Ｂ相电流比Ａ、Ｃ相升高倍（现场可用测量电流的方法来检查。③、如果Ａ、Ｃ相电流二次都反接，二次侧三相电流虽然平衡，但与相应的一次电流相差1800，会使电能表反转。ABCAL1K1K2L2L1K1K2L2AAIＣIB1200IA12001200IcIaIbIＣIBIAIcIaIa+Ib+Ic=0Ib=-(Ia+Ic)Ib-Ib（3）、星形接线特点ACBAAAL1K1K2L2L1K1K2L2L1K1K2L2①、星形接线在三相负荷平衡时，一次电流与二次电流相等，相互差1200。②、对星形接线来说，当互感器任何一相的一次或二次极性反接时，中相电流将为其它相电流的２倍电压互感电压互感器简称TV（PT)，它的工作原理与变压器相同，用来把高电压变为低电压。原边的匝数较多，跨接在被测量的线路上（并联），副边的匝数较少，接测量表计，无论原边的电压有多高，电压互感器副边的额定电压一般都是100V。电压互感器的副边必须接地，且副边不允许短路运行。第三节电压互感器一、电压互感器二、电压互感器的技术参数1、额定电压：一次额定电压是指电压互感器一次绕组能够长期工作的电压，一般规定为6、10、15、35、110KV等。二次额定电压是指电压互感器二次绕组长期工作的电压，一般规定为100V，供三相系统与地之间用的单相电压互感器二次额定电压规定为100/。2、额定变比：就是电压互感器一次额定电压与二次额定电压之比。3、准确度等级：就是对电压互感器所指定的误差等级，电力系统测量用电压互感器的准确度等级有0.10.20.51.0。4、额定容量：电压互感器的额定容量就是指按照其准确度等级制造的容量，当二次电压为额定值时，规定允许接入的负载。(1)、电压互感器的V型接线V型接线主要应用于中性点不接地或经高阻抗接地的电网中，我国城乡10KV配电中的高压计量电压互感器通常采用这种接线。三、电压互感器的接线V/V—12型正确接线图及向量图如下ABCabcUＣＡUBＣ1200UAB12001200UcaUabUab（2）、电压互感器的Y型接线Y型接线广泛应用于中性点直接接地的110KV及以上的电网中，并且通常采用3台单相电压互感器构成；此外，变电所的10KV母线电压互感器通常采用三相五柱式电压互感器，其接线方式为Y/Y0—12或Y0/Y0—12。Y/Y0—12型正确接线及向量图如下UAUBUCUaUbUcABCabcoUAUABUBＣUＣＡUＢUC900UbcUcaUabUcUaUb3001、直观检查2、绝缘试验3、极性试验（对三相电压互感器为接线组别）4、退磁（仅对电流互感器进行）5、误差测定（包括在现场实际负载下对互感器误差及实际二次负载的测定）6、其它试验。例如伏安特性、空载电流、温升、动稳定、热稳定、损失角等试验，仅在验收或必要时进行。四、互感器的检验项目第四节电能计量装置一、电能计量装置：指各种类型电能表，计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜（箱）等总称。（失压记录器仅是计量装置故障时用于记录故障时间，并非直接电能计量，不列入电能计量装置）三、电能计量的特点：（1）、电力系统具有跨区联网运营的自然特性，必然要要求整个电力系统内的电能量值统一。（2）、电力生产具有发、供、用同时完成的特性，电能计量要保持不间断，因此电能计量的准确性、可靠性要求高。（3）、电能计量装置与电力系统中其他运行设备连在一起，因此电能计量必须遵守安全运行规则。电能是最广泛的二次能源，电能计量涉及国家、企业、个人等不同经济主体之间的各种利害关系，因此应遵守相关的法律，如：《民法通则》、《刑法》、《企业法》、《合同法》、《行政处罚法》、《产品质量法》、《仲裁法》以及《计量法》、《电力法》等。（4）、电能计量应接受国家有关部门的监督，站要有电力主管部门，计量行政监督主管部门的监督。四、电能计量装置分类一、按用途分：（1）、贸易结算用电能计量装置：指由电力企业管理，用于贸易结算、收费的电能计量器具。（2）、企业内部经济技术指标考核用电能计量装置：指电力企业为其经济技术指标内部分析、考核而用于发电机、主变压器、厂用电线路、无结算关系的电力系统间联络线路和考核有功电量平衡的输电线路等计量发电量、厂用电量、线损电量、变损电量、有功平衡电量的计量装置。二、按接入方式分（1）、只有电能表的直接接入式计量装置：（2）、除电能表外还有电流互感器和二次回路的计量装置；（3）、有电能表和电压、电流互感器和二次回路的计量装置；（4）、有电能表和电能计量柜或电能计量箱及二次回路的计量装置。三、按计量电量的多少和计量对象的重要性分：1、Ⅰ类电能计量装置：月均用电量500万KWH及以上或变压器容量为10000KVA及以上的的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电能计量装置2、Ⅱ类电能计量装置：月均用电量100万KWH及以上或变压器容量2000KVA及以上高压计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量装置。3、Ⅲ类电能计量装置：月均用电量10万KWH及以上或变压器容量为315KVA及以上的的计费用户、100MW以下发电机、发电企业厂用电量、供电企业内部用于承包考核的计量点、考核有功电量平衡的110KV及以上的送电线路电能计量装置。四、Ⅳ类电能计量装置：负荷容量为315KVA以下的计费用户、发供电企业内部经济技术指标分析、考核用的电能计量装置。五、Ⅴ类电能计量装置：单相供电的电力用户计费用电能计量装置第五节计量方式计量方案的确定是指根据电能计量对象的不同，为确定合理的电能计量方式所做的工作。电能计量方式与供电方式和电费管理制度等有关。计量方式主要有：1、单相供电的用户装设单相电能计量装置，三相供电的用户装设三相电能计量装置。2、实行二部制电价的用户，装设有计量最需量功能的多功能电能表。3、考核用电功率因数的用户，装设一只可计量感性无功和容性无功的静止无功电能表；需要供、受电双向计量时，装置一只四象限有功、无功组合式电能表。《功率因数调整电费办法》规定用户的功率因数计算公式为