电能计量装置现场检验课件.ppt

第四章 电能计量装置的现场检验,现场运行的电能表，如果乘率、接线错误或者电压、电流回路存在短路和断路等，就会使电能计量产生较大差错。此外，环境条件与实验室条件不同，长期使用后电能表的轴承和计度器磨损，以及制动磁铁磁性改变也会使电能表的误差有所变化。因此，为保证电能计量准确，应对运行中的电能计量装置进行现场检验。检验时主要检查一次和二次回路接线的正确性，测定电能表在运行负载下的误差，核算乘率。,第一节 电能计量装置的接线检查 一、电能表运行情况 1电能表正常运行时 电能表接线正确时，如果有功功率未改变输送方向，不管负载是感性还是容性，也不管三相电路连接至电能表接线端子的相序如何排列，单相和三相有功电能表都应当正转。例如：在对称容性负载或逆相序(指连接至电能表接线端子的相序改变，电源相序并未改变，使与实际情况一致，以下均同，,不另说明)感性负载下，三相三线有功电能表的相量图，如图5-4-1所示，电能表的驱动力矩不会改变。 虽然对应元件(即两表的第一元件或第二元件)承受电压、电流的相位不同，但其转矩还是相等的，总计量功率也是相等的，可从以下两式比较看出。 对图5-4-1(a)计量的有功功率是,对图5-4-1(b)计量的有功功率是,如有功电能表接线没有问题，遇到下列情况反转，仍是正常现象。 (1)被测功率改变输送方向，例如，联络线路连接的两部分网络或电源有可能互相输送功率； (2)电动机超速运行变为发电机，向供电网内的其他负载回送电能；,(3)用两只或三只单相电能表，分别测量三相三线和三相四线电路的有功电能时，有的单相电能表在一定条件下可能要反转。负载消耗的电能，等于正转与反转电能表读数的代数和。 无功电能表(指目前大量采用的跨相式无功电能表)的转动方向，不但与无功功率的输送方向有关，而且还决定于负载性质和连接于无功表接线端子处相位排列的顺序。由于同一回线路中的有功功率和无功功率的输送方向可能不同，因此有,功和无功电能表不一定都正转或反转。例如在联络线路内或同步电动机过励磁运行时，就容易发生两者转向不一致的情况。 当无功表接线端子电源侧为正相序而负载为容性，或电源侧为逆相序而负载为感性时，常用的无功电能表都会反转，现以附加电流线圈型及内相角60型无功电能表为例来说明。 根据图5-4-2（a）、(b)所示相量图，附加电流线圈型无功电能表在上述两种情况下所测得无功功率都是负值。,图5-4-1 三相三线有功电能表接线及相量图 (a)逆相序对称感性负载,图5-4-1 三相三线有功电能表接线及相量图 (b)正相序对称容性负载,图5-4-2（a）测量的无功功率是 图5-4-2(b)测量的无功功率是,图5-4-2 无功电能表接线及相量图 （a）正相序，对称容性负载下的附加电流线圈型接线、相量,图5-4-2 无功电能表接线及相量图 （b）逆相序，对称感性负载下的附加电流线圈型接线、相量,图5-4-2 无功电能表接线及相量图 （c）正相序，对称容性负载下的内相角60型接线相量,图5-4-2 无功电能表接线及相量图 （c）正相序，对称容性负载下的内相角60型接线相量,即无功电能表反转，计量的仍为无功电能。又从图5-4-2(c)所示内相角60型无功电能表的相量图看出，由于60内相角的无功电能表，第三章已提到，这种表的电压磁通向逆时针方向前移了30。按图5-4-2(c)正相序容性负载下求得的无功功率应为,因此跨相式无功电能表运行在正相序容性负载(如有电容补偿、同期调相机或高压长线路电容电流等)下，表要反转。对非跨相(即正弦)式无功电能表，当电源侧接线为逆相序而负载为感性时是不会反转的。 此外，当电源侧接线为逆相序，负载是容性的，除非跨相式无功电能表外，一般跨相式无功电能表都将正转，不过内相角60型无功表要在cos0.866时方正转。,从以上叙述可知，无功电能表反转，除了因无功功率输送方向相反外，还受相序、负载性质(感性或容性)影响，因而应进行具体检查分析。 2异常运行情况 当负载性质和功率输送方向都未改变，由于误接线等原因造成电能表反转、停转或随功率因数变化，时而正转，时而反转和停转，这是容易判断的异常情况。但有的接线错误而始终保持正转的电能表，则应该根据负载核对用电量，并,进一步进行接线检查才能发现问题。 亦可采用断合电容器时，有功电能表转速有无显著变化来初步判断接线有无问题，当电容电流变化时，一般错误接线转速将有显著变化。 二、带电检查接线的步骤 带电检查接线，不论三相四线、三相三线有功电能表或三相无功电能表，其检查方法基本相同。由于通过电压、电流互感器接入的三相三线有功电能表错误接线情况较为复杂，且这类电能,表计量电能大，甚为重要，因此以这种电能表为例，介绍带电检查接线的方法与步骤。其他类型电能表的带电接线检查可仿此进行。 因为带电检查只能从电能计量装置的表面现象，如铝盘转动方向、计量数值或从接入装置的电路测出电压、电流及其相位关系等加以判断，而且相位关系只能取其中任意一个相量为参考量，故一般较难判断其真实位置，如Y,y0接法电压互感器，误接成Y,y6(即各相极性均接反，仅从,二次电压相互关系的相量图中是难以判断的)，如同时电流互感器极性亦均接反，在带电检查时只能认为是正确的，其计量亦是正确的。对于极性、组别的检查应在投入运行前及运行后设法停电在不带电情况下检查。 以下还假定三相负载是平衡的，这在一般高压用电的情况下是基本上可以达到的，对于一些特殊情况将另有说明。,检查接线具体步骤如下，先介绍共同步骤。 1测量各线电压 用电压表在电能表接线端钮处测量1、4和6之间电压，见图5-4-3，即14、46及61三者数值应接近相等。若各线电压相差较大，说明电压回路不正常，如存在断线或电压互感器有一组极性接反等，如本章第二节表5-4-2和表5-4-3所示。从表中可以看出，若不首先测量线电压，则不仅给故障判断带来困难，且有可能烧损测量仪表。,2测量电能表接线端子处电压相序 可利用相序指示器或相位表等进行测量，以面对电能表端子，电压相位排列自左至右为A、B、C相时为正相序。 由于相序表只能判断三相电能表接线端子电压的排列顺序，不能判明相位，且通常电流互感器均接在A、C两相，加上判断接线只要求确定电压、电流相量的相对位置，具体相位名称与电源是否一致并无关系，如图5-4-1()中A、B、C标,为B、C、A，即顺序不变仅相位名称改变，其相量图中各相电压、电流的相对关系不会改变，仅相位名称改变而已。当然计量值也不会有任何改变，故可在测相序时先假定电压线圈公共端所接电压相位为B相(即图5-4-3端子“4”)。这样，测量相序时可能有以下两种结果，如图5-4-4所示。由于电流相位尚未最后判明，因此图中与Ua同元件的电流标为I1，另一相标为I3。,图5-4-3测端子电压示意图,图5-4-4测相序后相位标法示意图 （a）正相序 （b）逆相序,Ub,Ua,Uc,I1,I2,3检查接地点 为查明电压回路接地点的情况，可将电压表一端接地，另一端依次触及电能表的各电压端钮，若端钮对地电压为零，则说明该相接地。若二相对地为1OOV，另一相对地为OV，说明电压互感器为B相接地，无电压相即为B相，在用户变电所通常可说明电压互感器为 V形连接。若三相对地均为100/V，则说明电压互感器为Y，yn或YN，yn接法，其二次为中性点接地。若三相对地电压,均较小或为零，说明二次电压回路没有接地(不少情况下，此时对地电压要大于100V甚多)，必须通知有关部门设法接地以保安全。 电流互感器二次回路哪根接地，可用两端接有测棒的短路线来确定。其方法是将导线一端接地，另一端用测棒依次与电能表电流端子接触。为防止错误造成电压回路故障，必须先将电压端钮加以隔绝，如用绝缘布封贴等。在此之后方可进行电流互感器二次线接地点检查。当电流端钮,对地短接后，若电能表转速没有变化，说明该端钮是接地的；反之则说明该端钮没有接地(在某些功率因数下有例外)。三相三线电能表应有二个不同相电流端钮接地，如仅有一个端钮接地或有二个同相电流端钮接地，则说明接线可能有问题，应进一步检查。 4测定负载电流 为尽量避免拆开电流回路，宜用钳形表依次测每相电流回路，三相负载电流应基本相等。若有,异常情况可结合测绘的相量图及负载情况考虑电流互感器极性有无接错、连接回路有无断线或短路等。 5检查电能表接线的正确性 前面四步操作还不能确定电流的相位及电压与电流间的对应关系，必须根据具体情况用B相电压法、电压交叉法或相量图法，检查电能表的接线是否正确。,6测定电能表的误差 经过以上各步检查，证明电能表以外的电压、电流回路没有问题后，再用标准电能表测定电能表的误差，借此断定电能表的电压线圈，有无断路和匝间短路及电流线圈在表内被短接和分流的情况。,三、检查电能表接线的几种方法 1B相电压法 如果三相电路对称，确知两元件所公用的接地线是B相电压线和没有同相电流通过电能表的电流线圈，不管负载是感性还是容性，也不管负载功率因数和电路的相序如何，只要是负载功率很稳定，就可用“B相电压法”带电检查三相三线有功电能表的接线是否正确。其具体步骤为 (1)测量运行中电能表转速，记录当时功率；,(2)当负载比较稳定时，将接入电能表电压线圈公共端的中相电压断开，如果电能表仍然正转而且转速约慢一半，就能肯定电能表原来的接线是正确的。因为把相电压线断开后，没有误接线的电能表所测定的功率为,但是，由于三相电压和电流实际上不可能完全对称，而且负载也许还有某些波动。此外，把B相电压线断开后，电能表的每个电压线圈所承受的电压，仅约为电能表额定电压的一半，导致电能表的转速也不成比例减小。因此断开B相电压线后，电能表转完N转所需时间tb，并不恰好等于没断开B相电压线时电能表转完同样多的N转所需时间t0的两倍，若相差较大，还应作相量图确定。,(3)B相电压、B相电流的确定。对于V，V接法的电压互感器，通常采用B相接地，故只要用前节检查接地点的方法即可确定。对于YN，yn接法的电压互感器，一般工业用户多采用中性点接地，此时带电较难判断，故不宜采用B相电压法。 对于电流回路，由于不完全星形接法有可能合成B相电流接入表内，故必须判断有无合成电流，观察图5-4-5可以了解，,欲使合成电流流入电流线圈必须使公共线(即接地端)与端子处并线不接入同一端子，另一相电流元件可为A或C相电流，接地端不论是非极性端见图5-4-5(a)、(b)，还是极性端见图5-4-5(c)，可以看出，只要合成电流接入端子，则仅有此端子接地，其他端子在进行接地短路试验时，一般均将发生转速变化。故采用前节检查电流回路接地方法，亦可确定有无B相电流通过电流线圈。,图5-4-5 电流互感器不完全星形接法几种可能接线图 (a)A、B相电流,图5-4-5 电流互感器不完全星形接法几种可能接线图 (b)B、C相电流,图5-4-5 电流互感器不完全星形接法几种可能接线图 (c)极性端接地(A、B相电流),2电压交叉法 如其他条件均同上法，仅负载不够稳定，可用“电压交叉法”检查接线。为此，将与电能表的电压端钮A和C连接的两根电压线互换位置(其实任何两根电压线互换位置都可以)，电能表如不转动或向其一侧微动，就能肯定电能表原来的接线是正确的。因为把电压线交叉以后，没有误接的电能表所测定的功率为零，即,图5-4-6分别为接线正确的电能表，当去掉B相电压线和把A、C两相电压线互换位置后的电压、电流相量图。,图5-4-6 电压、电流相量图 (a)去掉B相电压线,图5-4-6 电压、电流相量图 (b)A、C相电压线交叉,图5-4-6 电压、电流相量图 (b)A、C相电压线交叉,如不能判断电压线圈公共端是否B相或有无B相电流通过电流线圈，则不能应用以上两法。因为只要电压对称，接入表内两相电流相等且相位互差120，则原来转动的电能表在A、C相电压线互换后均会停转。此时用“B相电压法”检查，断B相电压后转向均与原转向一致，转速均较原转速慢一半。 此外，若接线正确，而负载不平衡时，如三相三线电能表测量单相负载(如冶炼感应炉用电等)，设负载接在B、C相，此时电能表计量的电量是正常的。但将A、C相电压线对调后，电能表仍将顺转，且有可能转得比原接法快(当cos0.866时)。当然“B相电压法”也不适用，故应用上述两法前一定要确认使用条件是否符合。,3电能表转速法 利用电能表在不同接线情况下的转速、转向的改变，也可以判断电能表的接线正确与否，但有一定的局限性，使用时必须注意。 下面介绍采用两只单相标准电能表检验三相三线电能表时，利用标准电能表的转动规律，判断被检电能表的接线是否正确。表5-4-1列出了正确接线的电能表转动规律，凡是不符合表列情况者，电能表的接线则是错误的。利用此方法的前题条件基本上与一般方法相同，即电压、电流回路正常、三相负载平衡、相序及负载性质已知，此外，还要知cos的范围。表5-4-1列出的正确接线的电能表转动规律中，cos0.5(感性)，一般工业用户大多可满足此条件。,表5-4-1 检验三相有功电能表时两只标准电能表的转动规律,注 相序是按前述方法以电压公共线为B相，测相序后确定相位名称，所谓正、逆相序均以被测电能表电压端钮所接电压相位排列情况而定。,4相量图法（六角图法） 相量图法是利用一些电气仪表测出各相的电压、电流的大小和相位，不管负载是否对称平衡，都可根据测得的数据绘出表示各电压、电流间相互关系的相量图，然后结合负载的运行情况判断三相电能表的接线是否正确，并从相量图中找到改正误接线的途径。因此，相量图法是检查三相有功和无功电能表错误接线的常用而有效的方法。 (1)基本原理。假定有一电流相量 和电压相量 、 之间的相位关系如图5-4-7所示。由 的末端(带有箭头)分别向电压相量 、引垂线，其垂足A和B与原点 D的连线OA、OB，都叫做电流相量在电压相量上的投影，其值为,OA= cosA (5-4-1) OB= cosB (5-4-2),图5-4-7 用功率表法测定电流相量在电压相量上的投影,如果各电压相量的有效值大小相等，即Uab=Ubc=U，就可以将式(5-4-1)和式(5-4-2)两边同乘以电压U后得 PaUabIacosAU （5-4-3） PbUbcIacosBU （5-4-4） 这样功率相当于把电流相量的实际投影都增大U倍，也可以说用功率表测得的功率Pa和Pb，表示电流相量在对应的电压相量上投影的相对值。 除了单相功率表外，还可用运行电能表本身或标准电能表来测定与电流相量投影成正比的功率。由电能表的工作原理得知，电能表测定的功率,(5-4-5) 式中C 电能表的常数(rkWh)； t 电能表转完N转所需时间(S)； 电压 和电流 间的相位角()； N运用电能表所选取的转数。 由此可见，可以选定转数( =15r)用秒表测定时间，(适用于运行电能表)，或选定测试时间(510s)、测定转数(适用于标准电能表)，可求出功率P。但是，考虑到只求出电流相量投影的相对值，不要算出实际的,功率，又由于当转数选定后，1/t ，或当时间t选定后，PN。因而可用所测时间的倒数1/t或转数N，直接表示电流相量在对应电压相量上的投影。按此方法，分别在及上作出电流相量的投影后，由电流相量的两个不同投影的末端引垂线，两垂线的交点与原点0的连线即为所确定的电流相量 。为检查出的电流相量是否符合实际情况，还应测出电流在第三个线电压 上的投影，由这投影的末端所引的垂线应当通过前两条垂线的交点或与前两条垂线交成一个很小的三角形，不管接入电能表内电流的相位如何，都应满足这个要求，否则就说明测定电流相量的投影或绘制电流相量的方法有问题。,综上所述，由于测功率法是靠测定电压与电流形成的功率来表示电流相量的投影，因此必须满足下列条件才能绘出正确的电流相量图和对电能表的错误接线作出正确的判断。 1)在测定功率的过程中，负载电流、电压以及cos应保持基本稳定； 2)三相电压实际上是对称的，并应查明相序，按相序确定电压相位名称； 3)必须知道负载情况(感性或容性，是否对称和cos的大致范围)。 (2)操作方法及步骤。 1)功率表法：将功率表的电流线圈依次同电能表的每个电流线圈串联，对应每相电流都要,依次从电能表的电压端钮上引接已知的线电压 、 和 ，加在功率表的电压线圈上。要注意，功率表接线正确时如遇功率表的示值为负；应切换极性开关或把接入的两根电压线互换位置，使功率表示值为正，但其读数应记为负数，表示电流在与原电压相差180的方向上投影。 2)待测电能表法：如用电能表本身来测定每相电能相量的投影，应将电能表的每个元件依次加已知的线电压 、 和 ，当对一个元件加电压时，另一元件不加电压。每加入一线电压时，用秒表测定电能表转完转(一般取N =15r)所需时间。若遇电能表反转，应把测定的时间记为负值。此法可测出由于内部电压接线发生故障或错接的情况。,3)标准电能表法：若用两只单相标准电能表来测定每相电流的相量投影，应将标准表按现场校验电能表的方式接入电路，即将标准表的电流线圈与被试表相应的电流线圈串联，两者对应的电压线圈并联。然后同时起动两只标准电能表和秒表，运行t后(一般取t=510s)，停标准电能表，读取其转数分别为N_和N_；接着将两只标准电能表上的、电压线互换，按同样办法仍运行t，读取其转数为N_和N_；最后将两只标准电能表都加电压 ，也运行ts后读取转数为N_和N_。其中如标准电能表反转时，应将其转数记为负值，表示电流相量在与所加电压的相反方向投影(即与所加电压的方向转180)。,由于测试先决条件为负载基本稳定，故亦可不用秒表，而用待测电能表的转数N来控制标准电能表的起停时间。 以上三种方法统称为测功率法，对同一元件三次测得的功率或时间倒数，其代数和约等于零，若相差过大，应予重测。 4)钳形相位表法，又称测相角法：采用钳形电流、电压相位表直接测出电压、电流间相位角，可以无需拆动电流回路二次线，且由于该钳形电流互感器作了一些补偿，可以在很小电流下测试电流相对于电压的相位角，并可测电流间或电压间相位角，故亦可用作测量相序，使用较方便。测得的电流相角，可直接画在由和 构成的座标图上，定出电流相量位置。,5)绘制电流相量图：在画出的线电压相量图上，以相同的比例尺在对应的已知线电压相量上截取一定长度的线段(根据读得的功率、转数或时间倒数确定)，如假定N_为正值，在上截取；N_为负值，则在 上截取。由各投影的末端引垂线的交点D与原点的连线，图5-4-8中1即为确定的通入电能表组元件的电流相量。通入C组元件的电流相量，可按同样办法确定。只是应采用N_及N_取线段。 如果用电能表本身来测定每相电流相量的投影，亦可将分别加 、 和 所测得的时间倒数，以一定比例在 、 和 上截取投影线段，求各线段末端垂线交点，画出电流相量图。,用测相角法测出的数据，可直接对相应的电压相量旋转已知角度后，画出电流相量。但事前应测出电流幅值。 四、改正接线 对任一已绘出的电压、电流相量图，根据不同功率因数一般可有三种判断，当然其中只有一个是符合实际情况的判断。如图5-4-8可以判断它为正确接线，亦可判断它为错误接线，哪一个判断符合实际，主要决定于功率因数的估计是否正确。仍以图5-4-8为例，为清晰起见画成图5-4-9，当功率因数为0.8()(容性)左右时，则该接线应判断为错误接线。因为此时 应判断为- ，而 为- ，正确接线 应为 ， 应为 。若功率因数为0.95(感,图5-4-8 用标准电能表转数绘制电流相量图,图5-4-8 用标准电能表转数绘制电流相量图,性)时，则该接线判断为正确接线，因此， 应判断为 、 为 之故。若功率因数为0.2(感性)左右(在工厂厂休日或农村非农灌季节会出现)时，则该接线也应判断为错误接线，此时，应判断为- ， 为- 。综上所述，只有根据符合实际的功率因数进行判断，方可获得正确结论。从图5-4-9还可以理解， 仅能被判断为- 、 及- ， 仅能被判断为- 、 及- 。其理由是不论感性负载还是容性负载，角只能90，故一般只有三种判断，同一性质的负载，判断的电流相位相距范围为60，这样根据相量图及现场实际情况，只要具备一定的电工知识及经验，不难加以判断。不过，若不知负载性质，对应于同一元件的电压，电流的相,差角数值可能很接近，此时会导致错误判断，如 是判断为- 还是 ，在不了解负载性质时，从其他有关表计显示情况不一定能下确切结论，必要时可要求有关人员暂时切断一下电容器，再进行测试判断。 功率因数正确确定后，即可根据 或 距某一电压(包括负向)相差角最接近功率因数角，来判定 或 为某相电流，判断后应在简图上标明，见图5-4-10()，然后根据三相三线有功电能表接线特点进行改正。,图5-4-9 电流相量判断图,图5-4-10错误接线改正前后相位名称 （a）改正前 （b）改正后,图5-4-10错误接线改正前后相位名称 （a）改正前 （b）改正后,Ua,Uc,Ub,-Ic,-Ib,(UaUbIa UbUcIc),(1)电压线圈公共端应接至没有电流通过电能表电流线圈的那一相，即与电流任一相位均不相同，如判断流经电流线圈电流分别为-I及-I时，则应将U接入电压线圈公共端。 (2)电压线圈另一端应与同元件电流同相位。如判断I1为-I，I3为-I，则与I1同元件的电压线圈另一端应接至U，与I3同元件的电压线圈另一端接至U。 (3)如电流判断为负值，则应将接入电流线圈的两根线互换一下，以改变电流流向。 (4)改正后，仍以电压线圈公共点为B相，重测相序。可以看出，不论相序如何，电流相位名称必然分别为A、C两相，见图5-4-10()，为了核对，改正后应再测绘一次相量图。,带电检查对于不完全星形接法，可能引出两相电流合成的I，按上法检查虽可使计量正常，但实际接线，在停电检查时，可以认为是不正确的。因为带电检查只能从电压、电流相对关系判明问题。 如欲两者兼顾时，对不完全星形接线必须进行电流回路接地点检查，发现有合成电流进入表内时，应先予以排除，在排除时应考虑接地点并非仅接在非极性端，亦有可能接在极性端。 当将错误接线的具体情况查清后，应作好记录，并测出错误接线下待测电能表的转速。改正时，除了要特别注意防止电流互感器二次回路开路和电压互感器二次回路短路外，还应,每换接一根电压、电流线都要做好记录，以便能够恢复原有接线。当接线改正后，还要进行一次全面检查，测量电压、电流相位绘出相量图，测出待测电能表的误差及与错误接线时同一功率下的转速，便于进行追退电量计算时参考。 如用电单位有电容器，可在断、合电容器的情况下，分别对电能表进行转速测量。从表5-4-6可以看出，除了正确接线及相对应的反极性接线外，在待测电能表转动的所有错误接线功率表达式中均含有无功分量，故在无功分量变化时，将会有较大差别。当然即使接线正确，由于损耗等原因在此时也会有较小的差别，不过相对来说，一般是很小的。故断、合,电容器作接线正确与否的核对，还是比较便利而且也是比较可靠的。 第二节 电能计量装置的错误接线 一、电压、电流回路断线和电压、电流互感器线圈极性接反 造成电压、电流回路断线的主要原因是电压回路熔断器熔断，互感器端钮和端子箱、端子排、专用接线盒及电能表端钮盒内的连接螺钉未加紧固或松动，电缆芯线因受机械损伤或冰冻断裂，电能表电压线圈断线或引出线开焊。,电压、电流互感器内部线圈的引出线接错位置，互感器端钮标志不正确，接到电能表的或表内的电压、电流线连接错误，都属于线圈极性接反。 表5-4-2及表5-4-4分别列出电压、电流互感器上述的部分错误接线情况。表5-4-3列出当电压互感器二次回路断线后，由负载端测得线电压。测此电压时又分为带负载和不带负载两种情况。,表5-4-2 电压互感器线圈极性接反的相量图及线电压,注 相量图中实线表示的相量为错误接线时的相量：,注 电流相量图中实线表示的相量为错误接线时的相量。,二、单相有功电能表的错误接线 (一)电能表电流线进出端钮接反 这种接线的接线图，如图5-4-11(a)所示。计量功率的数学表达式为 P=AIAcos(180-)-Icos 可见，这种接线的单相电能表计量出的是负功率，圆盘反转，计数器读数逐渐减少。,图5-4-11 单相电能表的错误接线(a)端钮接反,图5-4-11 单相电能表的错误接线 (a)端钮接反,(二)相线与零线颠倒 图5-4-11(b)是单相电能表的火线与零线颠倒的错误接线，其计量功率为 P=（-A）（-IA）cosIcos 这种接法虽然计量出的有功电能是准确的，但当进线有接地漏电时会漏计电量，或者给不法户造成窃电条件。例如电源零线接地时，而用电户可能将自己的电灯、收音机等用电设备接到火线与暖气、自来水管(大地)之间的电压上，则负载电流不经过或少经过电能表的电流线圈，而经大地分流，致使电能表不计或漏计电量。因此，电能表的电流线圈一定要接在火线上。,图5-4-11 单相电能表的错误接线(b)相线与零线颠倒,图5-4-11 单相电能表的错误接线 (b)相线与零线颠倒,(三)电压小钩打开或未接通零线 这种接线如图5-4-11(c)所示，其计量功率为 P=AIAcos0IAcos0 这种接线电能表不转，不能计量负载消耗的电能。,图5-4-11 单相电能表的错误接线(c)电压小钩打开或未接通零线,图5-4-11 单相电能表的错误接线 (c)电压小钩打开或未接通零线,(四)电流线圈并联于电源 这种接线如图5-4-11(d)所示。如果单相电能表接成这种接线，由于电流线圈阻抗很小而将电源短路，当电源开关合上后，会立即烧毁电能表的电流线圈或熔断电源侧熔丝。,图5-4-11 单相电能表的错误接线(d)电流线圈并联于电源,图5-4-11 单相电能表的错误接线 (d)电流线圈并联于电源,(五)电压小钩接于电流线圈出线端钮 这种接线的接线图，如图5-4-11(e)所示。 这种接线不管负载是否有电，电压线圈和电流线圈中始终有电流，可能使电能表产生潜动，在正常计量时，随负载的变化，电能表的误差变化较大。,图5-4-11 单相电能表的错误接线(e)电压小钩接于电流线圈出线端钮,图5-4-11 单相电能表的错误接线 (e)电压小钩接于电流线圈出线端钮 r,三、三相四线有功电能表的错误接线 目前，我国的低压配电网大部分都是三相四线制，所以三相三元件有功电能表主要是作为低压计量。除了前面叙述的正确接线外，它可能还会有以下几种错误接线的形式。 (一)一相电流断开或一相电压断开 图5-4-12画出了A相电流互感器(或电压互感器)断开时的接线图。 因为三相四线电能表的三个元件分别计量A、B、C三相各自的有功电能，所以无论哪一相的电流互感器断开，在三相负载对称时，计量的结果都是一样的，其功率为 P= PI+ P+ P2Icos 可见，电能表仅计量出了两相负载消耗的电能。,图5-4-12 一相电流断开或一相电压断开的错误接线,图5-4-12 一相电流断开或一相电压断开的错误接线,(二)两相电流线或两相电压线断开 图5-4-13画出了A相与B相电流或两相电压线断开时的接线图。 当三相负荷平衡时，此类接线的计量功率为： P= PI+ P+ P=0+0+ P=Icos 由上式可以看出，电能表漏计了两相电能。,图5-4-13 两相电流线或两相电压线断开的错误接线,图5-4-13 两相电流线或两相电压线断开的错误接线,(三)三相电流线或电压线断开 图5-4-14画出了三相电流线断开或三相电压开路时的接线图。 此接线计量出的功率为O，电能表不转。,图5-4-14三相电流线或三相电压线断开的错误接线,(四)电流线极性接反 在电压接线正确的条件下，因A、B、任意相电流线都有可能接反，也有可能其中两相电流线接反，甚至三相电流线都接反，造成电压正确，电流线圈的极性接反的错误接线。下表列出了这类接线各种计量功率的表达式以便查找。,表电压线圈接法正确，电流线圈极性接反时的计量结果 上表系假定UAB=UBC=UCA=U，IA=IB=IC=I，ABC,(五)三相三元件有功电能表有两元件电压、电流线圈未接对应相 以图5-4-15为例，若A、B两相接反，其计量功率为 由计算得知，此类接线，电能表不转。,图5-4-15 A、B两相电压线圈与电流线圈未接对应相的错误接线(a)接线图 (b)相量图,图5-4-15 A、B两相电压线圈与电流线圈未接对应相的错误接线 (a)接线图 (b)相量图,(六)三元件电压、电流线圈全未接对应相此接线如图5-4-16所示，计量出的功率为 PI UBIAcos（120-） PUCIBcos（120-） PUAICcos（120-）,此接线计量出的功率随负载功率因数角够的变化而变化，电能表有时正转，有时反转。,图5-4-16三相电压、电流不同相的错误接线 (a)接线图 (b)相量图,图5-4-16三相电压、电流不同相的错误接线 (a)接线图 (b)相量图,四、三相三线有功电能表的错误接线 一般10kv以上的高压系统均采用三相三线的供电方式或两线一地的供电方式。所以，高压系统大都采用三相两元件有功电能表计量有功电能。它也可以用来计量低压三相三线动力负载所消耗的有功电能。本书从分析三相三线高压有功电能计量入手，不带电压互感器的低压三相三线电能表的接线可仿此分析。 (一)电压断线 因为用三相三线两元件有功电能表计量三相对称负载的有功电能时，两个元件计量出的功率并不对称，所以，不同相别的电压断线时，所计量出的功率是不一样的。,(1)A相电压断线：如图5-4-17(a)所示，其计量功率为（因UAB=0）,很显然，此接线计量出的功率是错误的。,图5-4-17三相两元件有功电能表电压断线的错误计量形式 (a)A相电压断线,图5-4-17三相两元件有功电能表电压断线的错误计量形式 (a)A相电压断线,(2)C相电压断线：如图5-4-17 (b)所示，其计量功率为（因UCB0）很显然，此接线有时可能正转，有时可能反转。,图5-4-17三相两元件有功电能表电压断线的错误计量形式 (b)C相电压断线,图5-4-17三相两元件有功电能表电压断线的错误计量形式 (b)C相电压断线,当60时， 电能表反转 当=60时， 电能表不转 所以，此接线的更正系数只能根据值进行估算。,3)B相电压断线：如图5-4-17 (c)所示，此时，两电压线圈分别承受1/2AC电压，第一线圈UAB1/2AC，CB1/2AC，其计量功率为： 此接线少计一半电量。 电流断线或短路与电压断线的情况类似，这里不再赘述。,图5-4-17三相两元件有功电能表电压断线的错误计量形式 (c)B相电压断线,A,B,C,（二）电压、电流线错接 首先明确接在电能表端子上的电压只要确定相序，根据已知相序分别确定各端子相位即可。确定时以电压线圈公共端固定为B相。至于其真实相位如何，是不影响正确判断及计量正确性的。根据图5-4-4规定，电压端子排列仅有二种组合，即正相序与逆相序。若为逆相序，可改为自右往左排列，则可视为正相序。因为其相量图是完全相同的，故本节仅假设一个电压组合，同时假设三相电路对称、电流线和电压线没有相互接错，电压、电流回路没有短路或断路，各二次线电压相等，没有几倍电流接入电能表电流线圈。这样流入电能表的电,流有 、- 、 、- 、 、- 六相，与电压可组成24个组合，其中只有一组是正确接线，其余均为错误接线。 表5-4-5列出了电能表各相电流和电压间的相位角，式中在感性时为正值，容性时为负值。根据这些相位角的余弦，可写出每一元件承受电压和电流组成的功率表达式，例如： ab与-Ib和cb与-Ia。所对应的功率表达式为,这24种接线见表5-4-6接线方式，当负载为感性时，6种正转，其中一种是正确的；6种反转；6种转向不定，随功率因数改变而改变；6种是停转的，可以看出，停转的6种，两元件所接电流极性是一致的，即两者极性要么都正确，要么都反。若仅有一个电流元件极性接反，除了在特殊功率因数(即=30或=60)下有可能停转外，不论、对调与否，这种接线的电能表均是转动的。如果认为逆相序为另一种接法，则共有48种接法，其中两种是正确接线，逆相序的24种功率表达式完全与表5-4-6相同。,由于是带电在端子处测试得出的结果，当电流互感器接成不完全星形时，错接后如包括极性接错造成的3倍差电流在内，可以证明共有72种接线，其中一种是正确的(不考虑逆相序)。 表5-4-5 电能表电流和电压间的相位角,表5-4-6 三相三线有功电能表误接线更正系数,表示与接电压同元件的电流；表示与接电压同元件的电流，下同；以下各栏电压均与第一栏相同，不一一加注：,五、三相四线无功电能表的错误接线 与三相四线有功电能表一样，三相四线三组件无功电能表(DXl5型或DX8-9型)也同样会产生许多误接线，但因一般无功量大都是余弦型，所以前边所述的有功电能表接线的分析方法，也都可以用来分析三相无功电能表的接线。同样，分析判断电能表接线是否正确的基本方式，也是根据实际接线写出计量功率表达式，然后与正确接线所计量出的无功功率表达式相比较，从而得出实际接线是否正确的判断。下面用两个实例分析判断DX15型三相四线三元件无功电能表和DXl型三相四线两元件无功电能表的接线是否正确。,图5-4-18是三元件的三相无功电能表的实际接线图和相量图。由图可见，元件、分别加入电压 与电流 、电压 与电流 、电压 与电流 ，每个元件相应电压和电流的夹角都是90+，故可以列出如下计量功率表达式,图5-4-18 DXl5型三元件无功电能表的误接线实例 (a)接线图 (b)相量图,图5-4-18 DXl5型三元件无功电能表的误接线实例 (a)接线图 (b)相量图,而感性负载实际消耗的无功功率为Q=UIsin 考虑到DXl5型无功电能表本身倍率为，所以此接线实际计量出功率为 所以QQ 且电能表在感性负载时反转。但又因为Q-Q，所以忽略表反转的误差，于是可用前后两次抄表读数之差作为图5-4-19在感性负载时的三相四线无功电量。,图5-4-19是DXl型三相两元件无功电能表计量三相四线无功电能的错误接线图和相量图。由图可见，B相电流线反接。在三相负载对称且为感性时，计量功率表达式为,图5-4-19 DX1型无功电能表误接线实例 (a)接线图 (b)相量图,图5-4-19 DX1型无功电能表误接线实例 (a)接线图 (b)相量图,由此看来，按图5-4-19接线DXl型无功电能表计量的电量，应是三相四线无功电能的1/3。 由以上两例可以看出，无功电能表的接线分析方法与前面叙述的有功电能表误接线分析方法完全相同，只要注意比较时要与负载消耗的无功功率进行比较，而且还要看负载是什么性质的。也就是说无功电能表有时反转，不一定是接线错误，可能是由于负载性质所致，要根据实际情况做具体分析。,六、三相三线无功电能表的错误接线 由于各种原因，用无功电能表计量三相三线无功电能时，可能产生较多的误接线，这里不一一介绍。下面用一个例子分析判断DX2型三相三线无功电能表的接线是否正确。 图5-4-20是DX2型表的一个误接方式及相量图。已知条件为： (1)电压端钮A、B、C分别接入C、A、B电压线； (2)电流端接线正确，即元件 、分别通入I和I； (3)三相电压和电流都对称，负荷为感性，三相电流滞后相应的相电压 、 、 的角度为。,图5-4-20 DX2型三相两元件无功电能表误接线实例 (a)接线图 (b)相量图,图5-4-20 DX2型三相两元件无功电能表误接线实例 (a)接线图 (b)相量图,因为DX2型无功电能表为60-型，即此类电能表由于电压线圈回路中r的作用，使电压磁通相量与电压相量由原来的90变为60。所以元件用电压 、电流 ,可认为 按逆时针方向转30为 ，于是可写出元件I的计量功率表达式为,元件用电压 、电流 ，可认为 按逆时针方向转30为 ，于是可写出元件的计量功率表达式为 因为三相电压、电流对称， 所以1232ABCB IA=IB=IC=I 因此，电能表计量出的功率为 + Icos(60+)+ Icos,与负载实际消耗无功功率Q= UIcos相比较，得更正系数K。 由上式可以知道当=30时， cos ，sin1/2 此时计量正确。,当 则 这说明在上述条件下表不转，算不出更正系数K的数值。 同理可知：当60时，表