發(fā)電廠及電力系統(tǒng)畢業(yè)論文

第 - 1 - 頁 畢業(yè)論文 題 目： 電能計(jì)量 專 業(yè)： 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 年 級： 10（三）電力 1 班 學(xué)生姓名： 號： 導(dǎo)教師： 力工程系 2012 年 11 月 28 日 電能計(jì)量 第 - 2 - 頁 摘 要 電，已成為人 類社會生存和發(fā)展進(jìn)步所不可缺少的一種重要能源受到廣泛利用和依賴。它 的發(fā)現(xiàn)和利用給人類帶入了一個(gè)嶄新的飛速發(fā)展的時(shí)代，它作為一種能源不僅給人類帶來光明，更重要的是醞釀并推動(dòng)了現(xiàn)代化大生產(chǎn)和現(xiàn)代科技，為人類創(chuàng)造 了輝煌的物質(zhì)文明和精神文明，使人類進(jìn)入了現(xiàn)代化時(shí)代 。 電力生產(chǎn)和其他產(chǎn)品的生產(chǎn)不一樣，其特點(diǎn)是發(fā)、供、用這三個(gè)部門連成一個(gè)系統(tǒng)，不能間斷的同時(shí)完成，而且是互相緊密聯(lián)系缺一不可，他們互相如何銷售，如何經(jīng)濟(jì)計(jì)算，就需要一個(gè)計(jì)量器具在三個(gè)部門之間進(jìn)行測量計(jì)算出電能的數(shù)量，這個(gè)裝置就是電能計(jì)量裝置，沒有它，發(fā)、供、用三個(gè)方面就無法進(jìn)行銷售、買賣，所以電能計(jì)量裝置在發(fā)、供、用的地位十分重要。本文進(jìn)行了 電能計(jì)量方式及錯(cuò)誤接線的分析。 文章先講述了課題的背景 及意義，其次分析了電能計(jì)量裝置 ，并對電能計(jì)量原理進(jìn)行了 分析 ，講述 了電壓互感器、電流互感器及電能表的原理，文章最后對電能計(jì)量裝置的錯(cuò)誤接線方式進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞 ： 電能計(jì)量 ； 計(jì)量裝置 ； 錯(cuò) 接線 ； 電壓互感器 ； 電流互感器 第 - 3 - 頁 目 錄 1 緒論 . . 1 課題 的背景 . 2 課 題的 意義 . 電能計(jì)量 的基本概念 . 2 2. 1 電能計(jì) 量原理 . 1. 1 電 壓 互感器 . 1. 2 電 流 互感器 . 1. 3 電能表 . 2 電 能計(jì)量裝置 概述 與計(jì)量方式 . 2. 1 電 能計(jì)量裝置基本概念 . 7 2. 2. 2 計(jì) 量裝置的計(jì)量方式 . 電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線方式 分析 . 10 3. 1 概述 10 3. 2 錯(cuò)誤接線方式的確認(rèn) 11 章小結(jié) 電能計(jì)量 概述 . 14 4. 1 電能的計(jì)量 分析 . . . 1. 1 有功電能的計(jì)量 14 2. 1. 2 無功電能的計(jì)量 20 5 結(jié) 論 . 26 參考文獻(xiàn) . 26 1 緒論 題的背景 隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的日益完善，我國經(jīng)濟(jì)得到持續(xù)而快速的發(fā)展，社會第 - 4 - 頁 用電量 日益增加。社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為電力市場提供了廣闊的發(fā)展空間，電能已成為經(jīng)濟(jì)建 設(shè)中十分重要的能源。為準(zhǔn)確預(yù)測電能的供求變化，合理的計(jì)收用戶電費(fèi)，電能計(jì)量已被電力企業(yè)重視。電能計(jì)量作為計(jì)量工作的一個(gè)重要組成部分，是電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理及電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平和管理水平不僅事關(guān)電力工業(yè)的發(fā)展和電力企業(yè)的形象 而且影響電能貿(mào)易結(jié)算的公平、公正和準(zhǔn)確、可靠，關(guān)系到電力企業(yè)、廣大電力客戶和老百姓的利益。電能表的計(jì)量準(zhǔn)確性可以通過電能計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的校驗(yàn)得到保證，而現(xiàn)場接線的準(zhǔn)確性，不僅僅取決于裝表人員的工作責(zé)任心、業(yè)務(wù)水平及工作的熟練程度，而且由于電力客戶法律、法規(guī)意識淺薄、有意竊電， 致使計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線，直接影響到計(jì)量的準(zhǔn)確性。 題的意義 當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展迅速，為了保證電力工業(yè)生產(chǎn)、電能計(jì)量能安全、可靠、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)地行，我們必須依靠安裝在電力生產(chǎn)現(xiàn)場上的能測量壓，電流、功率、電能等參數(shù)的儀器儀表來保證。 電能計(jì)量是進(jìn)行電能交易的“ 秤 ”，供用電雙方都很重視。電能計(jì)量是否準(zhǔn)確，除了與電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確有關(guān)之外，還與計(jì)量回路 接線是否正確密切關(guān)系。如果由于電能表本身的誤差和超差，使電能計(jì)量產(chǎn)生的誤差一般只有百分之幾百，這會給用戶或供電企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。 為了把握好電能計(jì)量這一重 要環(huán)節(jié)， 確保電能計(jì)量的準(zhǔn)確、可靠具有十分重要的意義。電能表是 電能計(jì)量的 核心部分和基本量具 ,其計(jì)量準(zhǔn)確度直接關(guān)系到電能計(jì)量的精度。 2 電能計(jì)量的基本概念 能計(jì)量原理 壓 互感器 電能計(jì)量裝置由電壓互感器 (電流互感器 (電能表以及二次回路等組成。從原理上看，互感器就是一種容量小、用途特殊的變壓器。在電氣測量中，第 - 5 - 頁 測量儀器有時(shí)無法對被測的高電壓和大電流進(jìn)行直接測量，這時(shí)就需要把高電壓和大電流變換成低電壓和小電流再進(jìn)行測量，互感器就是這樣一種具有變換作用的儀器。 互感器除 了具有變換的作用外還具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于互感器隔離了高電壓和大電流，從而能夠保證測量儀表與測試人員的安全；互感器采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化輸出量程：如電壓互感器二次電壓為 100V 或 100/3V，電流互感器二次電流為 5A，讓接在互感器后的電能表采用統(tǒng)一的規(guī)格，有利于儀表的批量生產(chǎn)和使用。因此，測量互感器在電力系統(tǒng)中的得到了廣泛應(yīng)用 。 1、 電壓互感器的工作原理 電壓互感器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一臺降壓變壓器，由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等組成。它把高電壓變換成低電壓，供給測量儀表和繼電保護(hù)裝置，以保證測量儀表 與測試人員的安全。電壓互感器二次額定電壓為 10000/3V。電壓互感器的一次繞組與高壓電力線路連接，二次繞組與計(jì)量儀表電壓回路并聯(lián)，因此，一次繞組的匝數(shù)多，二次繞組的匝數(shù)少。電壓互感器示意圖如圖 2 圖 2壓 互感器接線圖 2、 電壓互感器的接線方式 電壓互感器的接線方式主要有以下幾種： (l) 電壓互感器的叨 v 接法 (不完全星形接法 ) 第 - 6 - 頁 V 接法廣泛地應(yīng)用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的 35以下的高壓三相系統(tǒng)，特別是 10相系統(tǒng)。因?yàn)樗饶芄?jié)省一臺電壓互感器，又可滿足三相有功電能表、無功電能表和三相功率表所需的線電壓。儀表電壓線圈一般是接于二次側(cè) a、 c、 b 間。這種接法的缺點(diǎn)是：不能測量相電壓；不能接入監(jiān)視系統(tǒng)絕緣狀況的電壓表。 (2) 電壓互感器的 Y/法 Y/法是用一臺三相三柱式電壓互感器，也可用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組。這種接法多用于小電流接地的高壓三相系統(tǒng)。此種接法的缺點(diǎn)是：當(dāng)二次負(fù)載不平衡時(shí)，可能引起較大的誤差；并且為了防止高壓側(cè)單相接地故障，高壓側(cè)中性點(diǎn)不允許接地，故不能測量對 地電壓。 (3) 電壓互感器的 YN/法 此種接法多用于大電流接地系統(tǒng)時(shí)，常采用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組。此種接法優(yōu)點(diǎn)是：由于高壓側(cè)中性點(diǎn)接地，故可降低絕緣水平，使成本降低；電壓互感器繞組是按相電壓設(shè)計(jì)的，故既可測量線電壓，又可測量相電壓。此外，二次側(cè)增設(shè)的開口三角形接地的輔助繞組，可構(gòu)成零序電壓過濾器供繼電保護(hù)等使用。 流互感器 （ 1） 、 電流互感器的工作原理 電流互感器的結(jié)構(gòu)與電壓互感器一樣，也是由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等組成。在高壓電力計(jì)量系統(tǒng)中， 電流互感器是一種重要電器設(shè)備，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)元件，被廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)測和系統(tǒng)分析中。電流互感器是一種電流變換裝置，它把大電流變換成小電流，供給測量儀表和繼電保護(hù)裝置，以保證測量儀表與測試人員的安全。 電互 感器二次額定電流為 5A。 （ 2） 、 電流互感器使用注意事項(xiàng) a 極性連接要正確 電流互感器的極性，一般是按減極性標(biāo)注的。對于電流互感器而言，就是一次電流 11 和二次電流 I： 相對于各自繞組的同名端瞬時(shí)方向恰好相反，即一次電流流入互感器時(shí)，二次從互感器流出，這樣的極性稱為減極性。如果 電流互感第 - 7 - 頁 器的極性連接不正確，不僅會造成計(jì)量錯(cuò)誤，而且，當(dāng)同一線路有多個(gè)電流互感器 并聯(lián)時(shí)，還可能造成短路事故。為了不使接線搞錯(cuò)，對于單電流比的電流互感器，其極性標(biāo)志規(guī)定為：一次繞組出線端首端標(biāo)為 端標(biāo)為 1；二次繞組出線端首端標(biāo)為 K，末端標(biāo)為 0。 b 運(yùn)行中的電流互感器二次回路不允許開路 電流互感器工作時(shí)，二次回路始終是閉合的，但因測量儀表和保護(hù)裝置的串聯(lián)繞組阻抗很小，其工作情況接近短路狀態(tài)，當(dāng)電流互感器開路時(shí)，將在二次繞組產(chǎn)生很高的電壓，威脅人身安全，造成儀表、保護(hù)裝置、互感器二次絕緣損壞。并且電流互 感器二次回路必須接地，以防止一次絕緣擊穿時(shí)，高電壓竄入二次繞組威脅人身和設(shè)備安全。 能表 電能表是電能計(jì)量裝置的核心設(shè)備，它專門用于計(jì)量負(fù)荷消耗的電能。目前，我國使用最廣的電能表是感應(yīng)式電能表和電子式電能表。 感應(yīng)式電能表是利用電磁感應(yīng)原理工作的，它主要由驅(qū)動(dòng)元件 (電壓元件和電流元件 )、轉(zhuǎn)動(dòng)元件 (轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸 )、制動(dòng)元件、軸承和計(jì)度器等部件組成。當(dāng)電壓和電流通過驅(qū)動(dòng)元件時(shí)，所產(chǎn)生的與有功功率成正比的電磁力矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的累積轉(zhuǎn)數(shù)就可以表示消耗的電能。感應(yīng)式電能表由于具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、 價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，一直被廣泛應(yīng)用。 電子式電能表是通過將功率轉(zhuǎn)換成為標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸出，然后對脈沖累積以測量電能的計(jì)量裝置。電子式電能表主要由采樣元件、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、班乘法器、電壓 /頻率轉(zhuǎn)換器和計(jì)度器等部件組成。電子式電能表工作時(shí)，首先讓所采樣的電壓和電流分別經(jīng)過各自的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器，由模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入乘法器，由乘法器將電壓和電流的瞬時(shí)值相乘，然后就輸出一個(gè)與一定時(shí)間內(nèi)的平均功率成正比的直流電壓 通過電壓 /頻率轉(zhuǎn)換器將 樣 后將 過計(jì)數(shù)器的記數(shù)，得到相應(yīng)的電能數(shù)值。 電子式電能表具有準(zhǔn)確度高、體積小、重量輕、功能多等優(yōu)點(diǎn)，正在得到日益廣泛的應(yīng)用。而具有的顯示、存貯和輸出數(shù)據(jù)等功能，更可以用于電腦全自動(dòng)第 - 8 - 頁 抄表、計(jì)費(fèi)和檢測，所以更得到了計(jì)量部門的青睞。 一、 按結(jié)構(gòu)和工作原理分： 電氣機(jī)械式電能表、電子式和機(jī)電一體式電能表。 1、電氣機(jī)械式電能表又分為 : 電動(dòng)系電能表：是用來測量直流電能的電能表。它相當(dāng)于把電動(dòng)系功率表的游絲去掉，加上換向裝置，讓其可動(dòng)線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行電能測量。由于電動(dòng)系電能表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，所以對于 需要量大、用來測量交流電能的電能表不宜采用電動(dòng)系結(jié)構(gòu)。 感應(yīng)系電能表：是用于測量交流電能的儀表。 2、常使用的幾種類型的電子式電能表 1） 、 預(yù)付費(fèi)電能表 式預(yù)付費(fèi)電能表：由于 戶可用多種方法攻擊 而造成死機(jī)、數(shù)據(jù)混亂。此外由于受到成本限制， 使用的密碼容量有限，而容易解密，甚至出現(xiàn)偽造，為此電力部門曾專門指出 “ 一戶一表 ” 不宜用 直接購電式予付費(fèi)電能表：用戶到供電或物業(yè)管理部門去買電，而供電或物業(yè)管理部門采用遠(yuǎn)控或手持售電機(jī)，將購 電量直接注入到用戶的電表內(nèi)。沒有面向用戶的插口。 2）電子式多費(fèi)率電能表 所謂多費(fèi)率電能表也稱復(fù)費(fèi)率電能表或稱之為分時(shí)計(jì)量電能表。它是根據(jù)每天用電的峰、平、谷的實(shí)際情況，分時(shí)段地進(jìn)行計(jì)量，以作為分時(shí)電價(jià)結(jié)算的依據(jù)。 二、 根據(jù)測量對象的不同，電能表可分為有功電能表和無功電能表兩類。 三、 根據(jù)電能表的準(zhǔn)確度不同，可分為普通電能表（ 用于校驗(yàn)普通電能表的標(biāo)準(zhǔn)電能表（ S 級電能表與非 S（ 縮寫）級電能表的主要區(qū)別在于對輕 負(fù)荷計(jì)量的準(zhǔn)確度要求不同。非 S 級電能表在 5 基本電流）以下沒有誤差要求，而 S 級電能表在 1 120% 就可以滿足誤差要求 四 、 按照用途不同，電能表 分為普通使用的電能表和作特殊使用的特種電能表。 第 - 9 - 頁 特種電能表有以下幾種： （）用來自動(dòng)監(jiān)視并控制用電單位日用電量及電能計(jì)量控制的電力定量器。 （）附帶有測量在一定積算周期內(nèi)最大平均功率指示器的最大需量電能表。 （）測量線路損耗的銅損電能表（如 （）測量大型含鐵心電器（如變壓器）鐵心損耗的鐵損電能表（如 五、 電能表的常數(shù)和額定電壓 電能表常數(shù)：是指電能表計(jì)量 1能時(shí)所對應(yīng)的鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)。如：3000r/ 電能表的額定電壓：是指電能表接入電路的電壓，用 示 單相表為 220V； 三相三線表為 3 380V； 三相四線表為 3 220V 380V； 若經(jīng) 入，還應(yīng)標(biāo)明 變比，如 3 6000/100V 能計(jì)量裝置 概述 與計(jì)量方式 電 能計(jì)量裝置的發(fā)展概況 電能表在世界上的出現(xiàn)和發(fā)展已有一百多年的歷史， 最早的電能表是1881 年根據(jù)電解原理制成的，盡管這種電能表每只重達(dá)幾十公斤，十分笨重 ，又無精度的保證，但是，當(dāng)時(shí)仍然被作為科技界的一項(xiàng)重大發(fā)明受到人們的重視和贊揚(yáng)，并很快地在工程上采用了它，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 1888 年，交流電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，又向電能表的發(fā)展提出了新的要求。經(jīng)過科學(xué)家的努力，感應(yīng)式電能表誕生了。由于感應(yīng)式電能表具有結(jié)構(gòu)簡單、操作安全、價(jià)廉、耐用、又便于維修和批量生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)展很快。 我國交流感應(yīng)式電能表是在 20 世紀(jì) 50 年代從仿制外國電能表開始生產(chǎn)，經(jīng)過二十多年的努力，我國的電能表的制造已具備相當(dāng)?shù)乃胶鸵?guī)模，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和對交流感應(yīng)式電能表過負(fù)荷能力、使 用壽命的要求。我國在 80電一體化電能表（半電子式電能表）、全電子式電能表、多功能全電子式電能表、預(yù)付費(fèi)電能表、復(fù)費(fèi)率電能表、最大需量表、損耗電能表等的研制生產(chǎn)，目前已開始使用。而國外生產(chǎn)的電能表，由于機(jī)械加工、工藝等方面比我國先進(jìn)，所以他們生產(chǎn)的電能表都是較為準(zhǔn)確和壽命較長。 第 - 10 - 頁 能計(jì)量裝置基本概念 （一）定義： 電力的生產(chǎn)和其他產(chǎn)品的生產(chǎn)不同，其特點(diǎn)是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這三個(gè)部門是連成一個(gè)系統(tǒng)，不間斷地同時(shí)完成，而且是相 互緊密聯(lián)系缺一不可，而它們之間電量如何銷售，如何經(jīng)濟(jì)計(jì)算，那就需要一個(gè)計(jì)量器具在三個(gè)部門之間進(jìn)行測量計(jì)算出電能的數(shù)量，這個(gè)裝置就是電能計(jì)量裝置。沒有它，在發(fā)、供、用電三個(gè)方面就沒法進(jìn)行銷售、買賣，所以電能計(jì)量裝置在發(fā)、供用電的地位是十分重要的。我們把電能表和與其配合使用的互感器以及電能表到互感器二次回路接線統(tǒng)稱為計(jì)量裝置。 它 的作用： 電既是電力企業(yè)的產(chǎn)品，又是商品，其交易過程必須遵循市場規(guī)律，做到買賣公平。電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到各項(xiàng)電業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的準(zhǔn)確計(jì)算、營業(yè)計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性和公平性，關(guān)系到電力工 業(yè)的發(fā)展、國家與電力用戶的合法權(quán)益。 （二） 電能計(jì)量裝置的組成 部分及要求： 電能計(jì)量裝置由電能表、互感器、二次回路三部分組成 1、 電能表 ： 是電能計(jì)量裝置的核心部分，它起著計(jì)量負(fù)載消耗或電源發(fā)出的電能的作用。 2、互感器： 在高電壓、大電流的系統(tǒng)中，必須通過電壓、電流互感器將高電壓、大電流變換成低電壓、小電流再接入電能表進(jìn)行測量?；ジ衅鞯淖饔糜袃牲c(diǎn)： 1）降低儀表絕緣強(qiáng)度、保證人身安全； 2）擴(kuò)大了電能表的量程、減小了儀表的制作規(guī)格。 3、 二次回路： 電能表二次回路的作用：通過導(dǎo)線將電能表和互感器連接，易于工作人員監(jiān) 測。但二次回路會對電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。 對電能計(jì)量裝置的要求 : 1） 電力系統(tǒng)具有跨區(qū)、跨省聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營的自然特性，要求整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的電能計(jì)量值準(zhǔn)確統(tǒng)一； 2） 電力生產(chǎn)具有發(fā)、供、用電同時(shí)完成的特性，要求電能計(jì)量裝置是在線的、不間斷的，又必須準(zhǔn)確可靠； 3） 電能計(jì)量工作要遵守電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行規(guī)則，要求電能計(jì)量裝置與其他電氣設(shè)備必須配套，并連接成網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行； 第 - 11 - 頁 4） 電能計(jì)量是電力營銷的重要環(huán)節(jié)，要求應(yīng)當(dāng)公正、誠信； 5） 從發(fā)電廠到用戶，電的傳輸與測量是通過電能計(jì)量裝置來測量發(fā)電量、廠用電量、供電量以及售電量等 ，隨著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方抄表和電能計(jì)量管理系統(tǒng)，其目的是更好地為生產(chǎn)調(diào)度和電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算服務(wù) （三） 電 能計(jì)量裝置的分類： 現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程規(guī)定，運(yùn)行中的計(jì)量裝置按其所計(jì)量電能多少和計(jì)量對象的重要性分為 5 類。 類：月平均用電量 500 萬 以上或受電變壓器容量為 10上的高壓計(jì)費(fèi)用戶； 200以上的發(fā)電機(jī) (發(fā)電量 )、跨省 (市 )高壓電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間的互饋電量交換點(diǎn)，省級電網(wǎng)經(jīng)營與市 (縣 )供電企業(yè)的供電關(guān)口計(jì)電量點(diǎn)的計(jì)量裝置。 類：月平均用電量 100 萬 以上或受電變壓器容量為 2以上高壓計(jì)費(fèi)用戶， 100以上發(fā)電機(jī) (發(fā)電量 )供電企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)的計(jì)量裝置。 類：月平均用電量 10 萬 以上或受電變壓器容量 315以上計(jì)費(fèi)用戶， 100上發(fā)電機(jī) (發(fā)電量 )、發(fā)電廠 (大型變電所 )廠用電、所用電和供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計(jì)量點(diǎn)，考核有功電量平衡的 100以上的送電線路計(jì)量裝置。 類：用電負(fù)荷容量為 315下的計(jì)費(fèi)用戶，發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，考核用的計(jì)量裝置。 類：單相供電的電力用戶計(jì)費(fèi)用的計(jì)量裝置 (住宅小區(qū)照明用電 )。 量裝置的計(jì)量方式 我國目前高壓輸電的電壓等級分為 500(330)、 220 和 110置給大用戶的電壓等級為 110、 35、 10置給廣大中小用戶 (居民照明 )的電壓為三相四線 380、 220V，獨(dú)戶居民照明用電為單相 220V。 供電局對各種用戶計(jì)量方式有 3種： (1)高壓供電，高壓側(cè)計(jì)量 (簡稱高供高計(jì) ) 指我國城鄉(xiāng)普遍使用的國家電壓標(biāo)準(zhǔn) 10以上的高壓供電系統(tǒng)，須經(jīng)高壓第 - 12 - 頁 電壓互感器 (高壓電流互感器 (時(shí)。電表額定電壓： 3 100V(三相三線三元 件 )或 3 100/相四線三元件 )，額定電流： 1(2)、 )、 3(6)A。計(jì)算用電量須乘高壓 率。 1030電變壓器及以上的大用戶為高供高計(jì)。 (2)高壓供電，低壓側(cè)計(jì)量 (簡稱高供低計(jì) ) 指 35、 10以上供電系統(tǒng)。有專用配電變壓器的大用戶，須經(jīng)低壓電流互感器 (量。電表額定電壓 3 380V(三相三線二元件 )或 3 380/220V(三相四線三元件 )。額定電流 )、 3(6)、 0)A。計(jì)算用電量須乘以低壓 率。 10電變壓器 500以下為高供低計(jì)。 (3)低壓供電，低壓計(jì)量 (簡稱低供低計(jì) ) 指城鄉(xiāng)普遍使用，經(jīng) 10用配電變壓器供電用戶。電表額定電壓：單相220V(居民用電 )， 3 380V/220V(居民小區(qū)及中小動(dòng)力和較大照明用電 )，額定電流： 5(20)、 5(30)、 10(40)、 15(60)、 20(80)和 30(100)A 用電量直接從電表內(nèi)讀出。 10電變壓器 100以下為低供低計(jì)。 低壓三相四線制計(jì)量方式中，也可以用 3只單相電表來計(jì)量，用電量是 3只單相電表之和。 為達(dá)到正確計(jì)量，高壓計(jì)量裝置要 根據(jù)電力系統(tǒng)主接線的運(yùn)行方式配置。如為了提高供電可靠性，城鄉(xiāng)普遍使用的 10電系統(tǒng)，是采用中心點(diǎn)不接地運(yùn)行方式，應(yīng)配置三相三線二元件電表。為了節(jié)約投資和金屬材料，我國 500、 220市 )高壓輸電系統(tǒng)，目前普遍使用自耦式降壓變壓器，是中心點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式，應(yīng)配置三相四線三元件電表。城鄉(xiāng)普遍使用的低壓電網(wǎng)是帶有零線的三相四線制供電，要供單相照明 (220V)、三相動(dòng)力 (380V)，同時(shí)用電，同時(shí)計(jì)量的應(yīng)配置的三相四線三元件電表以防止漏計(jì)。一般居民生活照明用電配置單相電表。 3 電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤 接線方式 分析 述 高壓三相三線計(jì)量方式的電能計(jì)量回路模式如圖 3圖 3 第 - 13 - 頁 圖 3能計(jì)量電壓回路 圖 3能計(jì)量電流回路 在圖 1、圖 2所示的模式中，只考慮了單個(gè)三相三線的有功電能表或多功能電子表，而在多數(shù)情況下都是一只感應(yīng)式的有功電能表和一只感應(yīng)式的 60 度無功電能表，由于感應(yīng)式的 60 度無功電能表二個(gè)電壓元件分別取至 以這時(shí)的電能計(jì)量電壓回路接線圖應(yīng)是如圖 3示。圖 3， 示有功電能表的一、二元件的電壓阻抗， 示無功電能表的一、二元 件的電壓阻抗。從對比圖 3圖 3以看出在電能計(jì)量電壓回路發(fā)生故障時(shí)(如：壓變高壓熔絲斷線、二次電壓斷線 )，所加在有功電能表一、二元件上的電壓會有所不同，這一差別將會影響更正系數(shù)的正確計(jì)算，在后面的內(nèi)容中，將進(jìn)行詳細(xì)的分析。 第 - 14 - 頁 電能計(jì)量電流回路相比之下，要比電壓回路簡單些，但在短接電流時(shí)誤認(rèn)為只要短接 A、 C 兩相電流。 圖 3有 60 度無功電能表的電能計(jì)量電壓回路 誤接線方式的確認(rèn) 隨著電子科技技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多廠家生產(chǎn)的電能表現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備，不僅能測量電壓、電流的幅值大小和功率大小，還能 直接顯示出電壓和電流關(guān)系的相量圖。因此，傳統(tǒng)的六角圖相量分析已顯得有些繁瑣對錯(cuò)誤接線方式的確認(rèn)，我認(rèn)為只要能夠確認(rèn)電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系，確定電能表的錯(cuò)誤接線就非常簡單。下面舉一例子來說明。 如某一用戶處電能表，已知該用戶負(fù)荷功率因素大約在 0. 91 之間 (感性 )，用現(xiàn)場校驗(yàn)儀所測回路相量圖如圖 3示。 圖 3 誤接線方式圖 首先從錯(cuò) 誤接線的相量圖中分析電流與電壓的關(guān)系，由于該戶用電負(fù)荷功率因素為 0. 91. 0(感性 )。那么很容易判斷出 流對應(yīng) 壓，即表示 流和 壓， 均取自同一相別。而 流同鄰近的 壓和 壓均不對應(yīng)，因?yàn)?流和0度， b 電壓之間的相位角顯容性。而 - 15 - 頁 正好對應(yīng) 壓。在電流和電壓的對應(yīng)關(guān)系確定后，就應(yīng)該確定電壓的相序排列情況，由上面的分析可以看出，沒有電流與 壓對應(yīng)，這意味著 壓在正確的相量圖應(yīng)該是 壓，在確定了正確的 壓后，其他兩相電壓 能夠確定了，即錯(cuò)誤接線相量圖中 壓對應(yīng)正確相量圖中的 壓、錯(cuò)誤接線相量圖中 a 電壓。所以現(xiàn)在我們能夠 最終確定電能表的接線方式為有功電能表第一元件接入的是 a， 從上面的分析可以看出，在判斷電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線方式中，關(guān)鍵是要確定電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系。但在分析錯(cuò)誤接線方式前，必須要確定用電負(fù)荷的三個(gè)因素： 屬于感性負(fù)荷還是容性負(fù)荷。 是為了確定電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系，因此這三個(gè)因素是進(jìn)行錯(cuò)誤接線分析的先決條件。由于負(fù)荷潮流方向問題，涉及面不廣，所以這里著重討論負(fù)荷性質(zhì)及負(fù)荷功率因數(shù)范圍的確定： (1)負(fù)荷性質(zhì)的確定 目前我國大多數(shù)用 電設(shè)備都是感性負(fù)載，少數(shù)用電設(shè)備為容性負(fù)載。而很多用戶都用了無功補(bǔ)償設(shè)備，如電容器。因此，我們在無法判斷負(fù)荷性質(zhì)時(shí)，可以先讓用戶停用電容器等無功補(bǔ)償裝置，使功率因數(shù)在滯后的情況下，進(jìn)行錯(cuò)誤接線分析。也可以在變壓器空載情況下進(jìn)行，盡管這時(shí)負(fù)荷較小，但其功率因數(shù)必定滯后，而且功率因數(shù)較差。因?yàn)檫@時(shí)的有功功率損耗主 要是變壓器的銅耗和鐵耗，相比之下勵(lì)磁阻抗所引起的無功功率要大得多，所以功率因數(shù)較差。而在某些情況下：線路過長，而用電負(fù)荷較低，可能導(dǎo)致負(fù)荷性質(zhì)為功率因數(shù)超前，這是因?yàn)榫€路過長導(dǎo)致線路對地之間的電容阻抗變 大，從而導(dǎo)致整個(gè)負(fù)荷呈容性。 (2)負(fù)荷功率因數(shù)范圍的確定 照明負(fù)荷功率因數(shù)不會太高，相比之下，動(dòng)力負(fù)荷的功率因數(shù)要高些大多在0. 8 以上。最難判斷功率因數(shù)范圍的是在負(fù)荷處于上下網(wǎng)臨界點(diǎn)時(shí)，以及電氣機(jī)車負(fù)荷。在無法確定負(fù)荷的實(shí)際功率因數(shù)范圍時(shí)，除了用前面提到的停用電容器無功補(bǔ)償裝置以及在變壓器空載情況下進(jìn)行測試外，還可以通過功率對比法來確定負(fù)荷功率因數(shù)，比如可以通過用戶處功率表的一次示值，獲得電能計(jì)量回路上大致的二次功率，再通過我們測量所得到的二次電壓、電流幅值，從而獲得大第 - 16 - 頁 致的功率因數(shù)范圍。當(dāng)然我們選用的參 照物可以是線路對側(cè)的電能計(jì)量回路的功率示值，也可以是幾條線路或主變另外幾側(cè)的功率疊加值。但這種方法需要負(fù)荷比較穩(wěn)定，有時(shí)測量工作需要在多處同時(shí)進(jìn)行，才能保證所測的功率因數(shù)范圍比較準(zhǔn)確。在掌握了判斷錯(cuò)誤接線方式的方法后，對我們的電能表外場校驗(yàn)工作很有幫助。比如我們在現(xiàn)場工作中遇到電能計(jì)量電流二次回路校驗(yàn)端子比如 致現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備電流線無法串接入 時(shí)實(shí)際上可以利用 N 相電流端子，將現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電流第一元件串接入 現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電流第二元件串接入 A 相電流端子中，將現(xiàn)場 校驗(yàn)設(shè)備的電壓第一元件接入 將現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電壓第二元件接入 實(shí)際上是靈活運(yùn)用了判斷錯(cuò)誤接線方式的思路：我們可以先假設(shè)先將現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電流第一元件串接入 A 相電流，而將現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電流第二元件串接入 N 相電流，將現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電壓第一元件接入 現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電壓第一元件接入時(shí)將在現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備上出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤的電壓。 通過這個(gè)錯(cuò)誤的電流、電壓關(guān)系相量圖，我們再根據(jù)判斷錯(cuò)誤接線方式的方法，確定其錯(cuò)誤接線方式，再從現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備上來糾正錯(cuò)誤接線，同樣也能正確的校驗(yàn)電能表。 章小結(jié) 通過以上的分析討論 ， 對于電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線方式的確定 ， 重點(diǎn)就是要確定電流與電壓的關(guān)系 ， 確定了兩者的關(guān)系 ， 問題就迎刃而解。對于斷電壓的情況 ， 一定要分清電壓互感器的所帶負(fù)載性質(zhì) ， 以上只討論了一只三相三線的有功電能表和一只 60 度型的三相三線無功電能表 ， 實(shí)際工作可能會遇到更復(fù)雜的情況。同時(shí)對于斷電情況 ， 也要分清是電壓互感器一次側(cè)斷熔絲 ， 還是二次回路斷線。在負(fù)荷功率因數(shù)比較穩(wěn)定的情況下 ， 通過電能表現(xiàn)場校驗(yàn)設(shè)備的電流、電壓替代法來確認(rèn)更正系數(shù) ， 不失為一種好方法。 4 電能計(jì)量分析 能的計(jì)量分 析 第 - 17 - 頁 功電能的計(jì)量 一、 單相有功電能表 1、原理接線圖 * * 火線 電源 零線 （直接接入式） 2、功率表達(dá)式： 有功功率 （ 90 0） 無功功率 量圖 i i 0 二、 三相電路有功電能計(jì)量 1） 三相四線電路有功電能的計(jì)量 三相四線電路可看成由三個(gè)單相電路組成，所以總的電能為各相電能之和。 因?yàn)殡娔芘c功率僅差一 個(gè)時(shí)間因子，所以為方便起見，以下用功率表示單位時(shí)間內(nèi)的電能。 1、原理接線圖： * * 第 - 18 - 頁 * * A B 電源 C 負(fù)荷 N （直接接入式） 負(fù)荷 * * * * A B C （帶 2、功率 co s 當(dāng)三相對稱時(shí) 電壓有效值。 相電流有效值。 該計(jì)量電路適用于對稱不對稱電路，對感應(yīng)式電能表，有三元件三盤式、三元件二盤式和三元件單盤式等結(jié)構(gòu)。 當(dāng)三相對稱時(shí)，設(shè) ： ( ) 2 s i n , ( ) 2 s i n ( )22( ) 2 s i n ( ) , ( ) 2 s i n ( )3322( ) 2 s i n ( ) , ( ) 2 s i n ( )33a P a b c pu t U t i t I tu t U t i t I tu t U t i t I t 第 - 19 - 頁 三相的瞬時(shí)功率)()()()()()()( P 弦三相對稱電路任一時(shí)刻的瞬時(shí)功率值都等于平均功率，因此，我們可以用任意時(shí)刻的采樣值，直接算出平均功率，而不必計(jì)算一個(gè)周期的平均值。 2） 三相三線制有功電能計(jì)量 1、原理接線圖： * * * * A B 負(fù)荷 C （直接接入式） 負(fù)荷 * * * * 第 - 20 - 頁 A B C （帶 2、 功率表達(dá)式： P= 330 +）、 30 3、向量圖： C C （ 1） Y 型負(fù)載 對三相三線制電路，相電壓 此用不采用上式直接測量每相的有功電能。但由基爾霍夫定律0 )( cb 代入上式，可得瞬時(shí)功率 P= - 21 - 頁 二表法 ： 當(dāng)三相對稱時(shí) 3 電壓有效值 電流有效值 2 30 c a 301平均功率： )30)30 表法相量圖 由以上分析，我們可以得到二表法的三相三線有功電能的計(jì)量方法 第 - 22 - 頁 （ 2） 負(fù)載 利用 Y 變換，可以把三角型負(fù)載等效 變換成星型負(fù)載，可以得到相同的結(jié)果。 二表法適用于對稱和不對稱三相三線制電路有功電能的計(jì)量，但不適用三相四線制電路，因?yàn)槿嗨木€制電路，當(dāng)三相不對稱時(shí)，零線電流0 0 表法成立的前提條件不成立。 功電能的計(jì)量 為了充分發(fā)揮供電設(shè)備的運(yùn)行效率，盡量減少無功電能損耗，加強(qiáng)對供電系統(tǒng)的無功測量和監(jiān)管是一項(xiàng)十 分重要的工作。本節(jié)所討論的無功計(jì)量方法是基于正弦條件下的經(jīng)典方法。若用于諧波條件下，將會產(chǎn)生很大的計(jì)量誤差，這一點(diǎn)第 - 23 - 頁 需要特別注意。 一、 三相 無功電能計(jì)量 1） 三相四線電路 無 功電能的計(jì)量 無功電能 ： 當(dāng)三相對稱時(shí) ： 別在 三相對稱 條件下，瞬時(shí)無功0)( 中：、是無功電流。 該式說明三相四線電路的瞬時(shí)無功功率是在三相負(fù)載與電源之間進(jìn)行交換，并且在任意時(shí)刻三相瞬時(shí)無功之和為零，但由于交換需要經(jīng)過電源進(jìn)行。因此它仍需要占用供電設(shè)備的容量。 1、原理圖 負(fù)荷 A B C （帶 2、功率表達(dá)式 : Q=390 第 - 24 -