电能计量装置现场检验.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感 性 负 荷ABC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容 性 负 荷BC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A容 性 负 荷BC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 A感 性 负 荷BC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 容 性 负 荷BCA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 cosφ＜0.866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Ｕ14、Ｕ46及Ｕ61三者数值 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(ａ)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 146 U14U61U46图5-4-4测相序后相位标法示意图（a）正相序 （b）逆相序 UbUaUcI1I2UbUaUcI1I23．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1．B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BCA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BCA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)BCA2．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。