电能计量基础及新技术-吴安岚-电子教案-第7章-2

7.5三相三线有功电能计量装置的误接线综合分析正确接线图、相量图我国配电网的大用户有功、无功电能计量采取三相三线两元件电能表。TV二次有24种接线，其中6种是常见的；TA二次有8种常见接线，每一种TV二次接线都可以与8种TA二次接线相组合，演变出6×8=48种常见的接线，这48种接线均可用“三相电能表现场校验仪”检测出来。7.5三相三线有功电能计量装置的误接线综合分析左边列出了TV二次输出端极性的四种可能接法:Ⅰ、Ⅱ全正；Ⅰ正Ⅱ反；Ⅰ反Ⅱ正；Ⅰ、Ⅱ全反。右边三根TV二次接依次轮换或互相交叉共有六种可能。共4×6=24种电压二次接线TA输出端与电能表电流输入端之间可能出现的8种接线。TV二次6种常见接线；TA二次有8种常见接线，共6×8=48种常见的接线。ΦΦⅰbⅰCūbūaūc-ūa-ūc-ūbūCbūacūbaūabūbCūca-ⅰb-ⅰCΦ计算更正系数的准备知识对称三相电路负载星形联接时的相量图,包括18个相量。ūbūaūc-ūa-ūc-ūbūCbūacūbaūabūbCūca六个线电压的箭头端组成一个六边形---六角图12个电压相量将四个象限分成了12个等份，每份，这是找相量间角度的参照系。30超前与滞后的规定求更正系数实例一0UcbIIacX3cosGcos303cos3cos23cos30cossin30sin313tancossin22llllPUIPUI真计（）60,3,1,9060,3,01,060,03,1,0,0,2XXXXtanGtanGtanGtanG，当时计量值碰巧与正确值相符；当时计量值大于正确值，多计电量；当时计量值小于正确值，少计电量；当时，只记了一半电量。60,3,,060,3,0,060,03,1,XXXPtanGtanGtanG真当时停止计量；当时感应式表会反转；当时计量值小于正确值，少计电量；X23G3tgbaUcIcaUaIX3cosG[cos(150)cos90]3cos23313cossin22llllPUIPUItan真计（）求更正系数实例二79.1,33,1,60,3,,0060,3,0,XXXtanGPtanGtanG真当时计量值碰巧与正确值相符；当时停止计量；当时感应式表反转。X23G3tgX3cosG[cos(30)cos150]3cos3sinllllPUIPUItan真计（）UUabbcIIac求更正系数实例三求更正系数实例四UUUabcbbaIIacX3cosG[cos(30)3cos60]3cos33cossin3llllPUIPUItg真计（）判断三相三线有功电能计量装置错误接线的最简方法11cos(30)cos(30)221[cos(30)cos(30)]213cos2acacacllllpUIUIUIUI计判断三相三线两元件电能表运行是否正常的最简方法称为“断b相电压法”，如所示，用于无专用测试设备时的快速判断。“断b相电压法”要求测试时间充足，至少五分钟以上，使积累的铝盘转数或电子表的脉冲数较多，否则会出现误判断。7.5.4学习使用三相电能表现场校验仪三相电能表现场校验仪准备工作：接通电源，开机预热。先测试并查询正确接线时的各种数据（功率因数角设为30º、负载感性），以验证校验仪的状态是否正常。按上图接线，面板左下方的接线方式选择“三线”、“有功”（相应位置的绿灯亮）。校表操作及数据查询步骤如下：1、按“校表”键，屏幕提示输入被检电能表的序号，如图a。输入后按“确认”键，若序号重复或超出范围，返回图a状态，重新输入序号；若正确，则自动调出图b。2、光标放入图中，敲击面板右侧的数字键盘修改电能表的出厂编号、等级、检验员编号等数据。按“校表”键，调出图c，进行校表设置。3、电能表常数不能输错，否则误差会很大。校表圈数一般选5~10圈，控制方式选“光电脉冲”。按“校表”调出图d，开始校验。4、随着校验的进行，显示的圈数发生变化，连续按我们所选圈数校验三遍，显示每遍的误差及平均误差。校验结束后，按“确认”键开始存储校验结果。接线组合如果是正确的，根据校验结果显示的平均误差要对电能表是否合格进行确认，并存储确认信息。5、查询存储结果的步骤是：按“数据操作”键，调出图a；选“2查询”，按“确认”，调出图b；输入所校电能表的序号，按“确认”，调出图c；图c显示了该次测量的平均误差、各相电压有效值、各相电流有效值、平均功率因数；再按翻页键“→”，调出图d；图d显示了该次测量的相量图、三对数据之间的相位差、该次计量负载的性质（感性或者容性）及该次测量电压的相序（ABC）、电流的组合（+A+C）。6、核对所有数据是否与正确接线时的理论数据相吻合，如有不吻合的地方，查找原因，排除故障，重做本步骤。练习：先测试正确接线，再测试以下三相三线有功电能表的错误接线组合：先在理论上分析这四种接线的相量图、相量间的相位差、电能表的状态，然后按以上步骤进行校验、存贮信息并查询校验结果，将显示的相量图及数据记录下来，与事先预计的理论值进行比较。baUaIcaUcIbcUaIacUcIbaUaIcaUcIbcUaIacUcI7.6电能计量现场接线模拟装置的应用----六角图法判断电能表错误接线电能计量现场接线模拟装置HY7371型“电能计量现场接线模拟装置”可以方便地模拟出三相三线有功、无功电能表在10kV计量现场的各种运行状态。其电流回路由移相器、电流调节器、升流器、TA及各种状态选择开关构成，用来产生数值和相位均可连续变化三相平衡电流；电压回路由电压调节器、升压器、TV及各种状态选择开关构成，用来产生数值可连续变化的三相对称电压。该装置额定输出电压100V，额定输出电流5A，输出量接至位于前操作面板上的一对三相三线有功、无功电能表的接线盒上。前面板仪表框中有量程为100V的电压表、量程为5A的电流表各三块，三相功率表、三相功率因数表各一块，指示值是按一次量来刻度的，电压表满刻度10KV、电流满刻度500A。关闭后面板上的“仪表选通开关”，这些仪表则无指示，受试者只能靠数字相位伏安表、相序表来独立测试，进而判断接线方式。电能表框中有一对有功、无功感应式电能表，可以观察到表盘的转向及转速，这里也可换成电子表。电能表下方是实验接线盒，用于接入“三相电能表现场校验仪”，模拟进行现场误差校验。调节器框门打开后，里面有两个电压调节器、两个电流调节器、两个相位微调器，可方便地调节接入电能表的信号大小与相位。后面板：中间是各种状态选择旋转。挡位不能搁置在某种中间状态。上面是显示板，所有被选中的状态指示器亮起红灯。下面的区域是电源指示器，电源相序指示器，监视仪表选通开关，电流回路选通开关，电压回路选通开关，电流回路保护及报警指示器、电压回路保护及报警指示器等。在改变电能表的接线方式时，应该断开电流、电压回路选通开关，以免造成TA开路、TV短路。测量开始前先检查设备的接地线，合上电源开关之前，将电压调节器、电流调节器调到初始位置，即旋至最左边。后面板上有一个相位控制开关，可每隔30调节输出信号的功率因数角，是相位角的粗调，前面板上的相位微调器是相位角的细调，可通过外接的数字相位伏安表在正确接线组合时准确调节每相电压、电流信号间的相位差角。调节时应将两个计量元件上的电流对各个线电压间的相位都调准确，否则会出现角度测量误差，影响绘制相量图的准确性。装置的功能1、可以模拟三相TV一、二次断线的九种状态：全通；一次全断；A相断线；B相断线；C相断线；二次全断；a相断线；b相断线；c相断线。2、可以模拟三相电压接入电能表电压端钮的6种状态：正序三种(a-b-c、b-c-a、c-a-b)，逆序三种（a-c-b、c-b-a、b-a-c）。3、可以模拟电压互感器二次端钮四种接线方式：Ⅰ、Ⅱ全正；Ⅰ正Ⅱ反；Ⅰ反Ⅱ正；Ⅰ、Ⅱ全反。4、可以模拟a相、c相两相电流接入电能表电流元件端钮的8种组合形式（b相电流选通开关是为过去旧的接线设的，这里始终置于“回路”即可）。5、可以模拟电流互感器二次端钮四种接线方式：Ⅰ、Ⅱ全正；Ⅰ正Ⅱ反；Ⅰ反Ⅱ正；Ⅰ、Ⅱ全反。6、以上5种功能可以同时使用，恰当组合。装置具有电流互感器二次开路保护及报警功能，电压互感器二次短路保护及报警功能。该功能一方面可保护设备，另一方面可供培训或技术比武时记录失误次数用。接进该装置的电源本身必须是正相序，否则将影响测试结果的正确性。电源接通后，如电源相序指示器指示为逆序，可将电源插座上任意两根相线交换一下。测试安全措施：1、两人合作测试，再设专人进行监护。2、测试时穿胶鞋，站在绝缘垫上，右手单线操作。3、改变接线时，断开电流、电压回路。4、将电流、电压的输出减半。电压接线错误电流接线错误。两者组合后共有24x8=96种基本接线错误。cbUcIabUaI三相三线有功电能表正确接线时的六角图[例2]对现场某三相三线有功电能计量装置的测试结果如表所示，试画出相量图、判断错误接线方式，提出改正接线的方法。功率因数角为30°，二次电流、电压为额定值。二次线电压(V)相序表正转铝盘慢速反转10010198.6超前其它相量的角度（°）二次线电流（A）605.015.058.6730对地电压(V)2→地1003004→地02406→地10118024U64U62U1I5II合5I7.6绘制相量图判断三相三线有功电能计量装置的错误接线1II合24U64U62U7.6绘制相量图判断三相三线有功电能计量装置的错误接线UUabcbIIac该例错误接线方式为：1I)(aI合I)(cI5I62U)(caU)(cI64U)(cbU24U)(abU24U46U62U244662UUU、、依次滞后为正相序电压相序abcUUabcbIIac该例错误接线方式为：铝盘慢速反转，可与这种错误接线时的更正系数互相映证。两个量之间的相位差为60°，两个量之间的相位差为180°，这种错误接线的更正系数为:3121233)]180cos()60[cos(30cos3llllXIUIUGabUaI7.6绘制相量图判断三相三线有功电能计量装置的错误接线cbUcIcbUcI更正系数为负，且绝对值大，与铝盘慢速反转相吻合。[例3]对现场某三相三线有功电能计量装置的测试结果如表所示，试画出相量图、判断错误接线方式，提出改正接线的方法。功率因数角为30°，二次电流、电压为额定值。二次线电压(V)相序表反转铝盘慢速正转100100100超前其它相量的角度（°）二次线电流（A）60558.630对地电压(V)2→地03004→地10006→地100607.6绘制相量图判断三相三线有功电能计量装置的错误接线24U64U62U1I5II合62U64U24U1I5II合7.6绘制相量图判断三相三线有功电能计量装置的错误接线UUbacaIIac该例错误接线方式为：1I64U合I24U5I62U)(baU)(caU)(cbU)(abU)(aI)(aI)(cI24U62U46U244662UUU、、依次超前为逆相序电压相序bacUUbacaIIac该例错误接线方式为：改正接线，需将a相TA二次线圈的两个出线端对调，同时将2、4端子的进线对调。两个量之间的相位差为60°，两个量之间的相位差也为60°，更正系数为:更正系数为正且小于1，与铝盘慢速正转相吻合。baUaIcaUcI333cos30321[cos(60)cos(60)]222llXllUIG