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1、电能计量错结线六角图分析,下 编,向量、功率、结线分析,一、单相计量的向量分析：,、单相交流电功率表达：功率方向如图：PA (感性负载)表达式:PA=UAOIACOS(A),、通过电流互感器，对二次功率Pa的计量，达到对实际功率PA的计量：计量功率表达式： Pa= UaoIaCOS(a) PA =KLUaoIaCOS(a),条件就是必须保证计量二次参数的向量与一次参数的向量对应，也即二次接线的极性和方向正确。UAO =UaoIAIa符合规定的比例要求A=a,、接线正确与否的检查和判断： 了解负载的性质，是感性？是容性？电压a的测定，测电压值（Uao伏数）、测电位（与确认的零线比较）确定了ao；
2、测电流值Ia；测ao与a的相位差，注意测试时的接线应该与表达的一致性；,向量表达、分析、判断:检查相位差是否与实际负载相对应，在感性负载情况下： 若090，说明a 极性正确； 若180，说明a 极性错误，被接反了。,对差错的接线进行纠正 一般于试验端子处； 对纠正后的接线重新检测 以检验上述检查、分析、改动的正确性。,二、三相交流电的向量基础,1、三相对称交流电(一般指电压)特点：、三个相电压A，B，C大小相等： UA=UB=UC=UX 三个相电压相位差相等，依次相差120,三相对称交流电特点：,B比A滞后120或超前120；C比B滞后120或超前120,、三个线电压AB，BC，CA大小相等：
3、UAB=UBC=UCA=U三个线电压相位差相等，依次相差120：BC比AB滞后120或超前120；CA比BC滞后120或超前120,相电压与线电压的比例关系：U 3*UX 线电压向量实质上是 相应相电压的向量差,三相电压是否对称的判断：线电压相等就可以确定了（电压三角形原理）。只要UAB=UBC=UCA，三角形的三条边相等(向量必须首尾依次连接），便可确定线电压、相电压都对称。,、三相交流的“序”,、正序:相电压 A、B、C依次滞后120线电压 AB 、 BC 、 CA 依次滞后120相电压与线电压的相位关系： 以上的线电压比相应 的相电压超前30,、逆序:又称反序,负序相电压 A，B，C依次
4、超前120，或 A，B，C依次滞后240线电压AB，BC，CA依次超前120，或AB，BC，CA依次滞后240。相电压与线电压的相位关系： 以上的线电压比相应的相电 压滞后30。,明确了正相序、反相序的不同条件下，相电压与线电压间的向量关系，便可从线电压向量中找出相应的相电压向量：在正相序线电压向量中找出相应的相电压：,在反相序线电压向量中找出相应的相电压：,、电压相序的测定：（前提条件是三相电压平衡，用电压三角形进行测定）,、相序表法：按预先约定的相别对应接到相序表的对应端，通电之后如果反转，则约定的各相依次是反相序；如果反之则是正相序。,、相位伏安表法：对预先约定相别名称的二个相电压或二个
5、线电压，测定其相位差，便可判断其相序，如选定电压AB与BC进行测定：若AB与BC相位差接近120，说明三相电压为正相序,若AB与BC相位差接近240，说明三相电压为逆相序,、三相对称负载：,其前提条件是各相所接的负载阻抗相同.(即大小相等，阻抗角相等，也即各相的电阻、电抗相等)。三相电流A、B、C、具有上述三相电压对称的特点： 、大小相等 IA=IB=IC,各相之间的相位差都是120或240,、各相电流与对应的相电压之间的相位差相等A与A的相位差A B与B的相位差BC与C的相位差C在三相电压对称、三 相负载对称情况下 A=B=C=,、不对称的判断：了解负荷情况，是感性还是容性；各相之间的相位差
6、是否接近120或240；如果三相靠近且相近 相位差约60，说明 有一相或二电流反极,不对称电流的判断,4.低压三相对称负载的功率三元件表达,功率表达式（直入式接线）： P=PA+PB+PC =UAOIAcosA+UBOIBcosB+ UCOICcosC =3UxIcos =3UIcos式中 A=B=C=、 UAO=UBO=UCO=UX IA=IB=IC U = 3Ux,功率表达式（经电流互感器接入式接线）：P=PA+PB+PC =K（Pa+Pb+Pc） = K（UaoIacosa+UboIbcosb+ UcoIccosc） =3 KUxIcos =3UIcos,（低压三相三元件经电流互感器接入
7、结线图）,注意问题,与单相交流电的功率表达一样,应保证互感器,电表端子的极性正确;每一元件的电流、电压的相别应相对应,不能错差。,往后的错结线六角图分析也是针对以上二个主意问题进行的,5、低压三相三元件经电流互感器接入的错结线分析要点,1、量线电压，确定电压的对称性.(相电压相等,线电压也相等)；2、定相别：正序：各相自左至右可定为A、B、C相，反序：各相自左至右可定为A、C、B相3、测定电流的相位（可取同一电压，或者各自元件的电压作为参考相位）；4、了解负载的力率情况；,5、进行六角图分析： 对电流向量进行必要的调转，使与电压向量之 间的相位差符合负载力率角； 按相电流与相电压的对应关系,重
8、新确定电流向量的相别名称； 找出电流相命与原来相名之间的对应关系; 确定错结线类型。,6、错结线功率计算及更正系数计算：,作标准向量图； 找出错结线时的各元件的电流、电压相量以及电流电压之间的相位差； 写错结线功率表达式并简化； 三相功率:PPA+PB+PC,代入公式求更正率： 更正率：x=PP 正确时功率 P错误时功率 同时 Kx=AA A正确时应计电量， A错误时已计电量 AKxA,退补电量(结线正确时应计电量-结线错误时电量）： 即AAAKAA（Kx）AGxA 式中 Gx= Kx Gx更正系数 AGxA A应补电量 A应退电量,5.例题：,某一用户采用三相三元件有功电能表进行计费，用户负
9、载为感性，大概功率因数约0.85；对电表进行如下测定，其数据如下： UAO=220V、UBO=220V、UCO=220V、UAB=380V、 UBC=380V、UCA=380V 、IA=3.1A、IB=3.1A、IC=3.2A 电压相序为正序。各元件的电压与电流的相位差： A元件（AO与A）A=150、 B元件（BO与B）B=330、 C元件（CO与C）C=330。,题意要求：,请用六角图进行错接线分析，确定其错接线形式；计算更正系数（表达式）。,解答：,依题意作出向量图： 三个电压对称，三个元件都有电压和电流，彼此之间又没有特征区别，由于三个电压为正相序，可确定三个电压的相别名称（右图）：,
10、已知的三个电流尚不能确定相别，暂定为、，依各元件电压、电流的相位差，作出以下六角图：,从以上的向量图看，三个电流向量不对称，相邻向量成60，有二种情况： 可能 接反？ 或可能、接反？,若接反，把 调转180得到- ，这样三个电流向量对称了，但是与电压的相位差与电压超前，或滞后角太大，题意给出的滞后角为30至40，说明不会接反；,不会接反，必定是2、3接反，把2、3 调转180得到-2、 -3 ，这样三个电流向量对称了，而且电流与电压的相位差符合了题意，滞后角为30至40，说明2、3被接反了；,对三个电流重新进行定相，服从于三个相电压，定为（a、b、C），关系如下： a= -3 b = 1 C
11、= -2以上三个电流关系式 转换成以下式子： 1 =b 2 = -C 3 = -a,确定错结线方式，错误接线方式为：,用标准的正相序作错误接线的向量图：,计算错误结线的功率： P1=UAOIbcoscos(120+)UxIcos(120)P2= UBOIccoscos(300)UxIcos(300)P3= UCOIacoscos(300)UxIcos(300)P= P1+P2+P3=1/2UxI（cos-33sin）,更正率计算： 3 UxIcos x=PP= 1/2UxI（cos-33sin） 6cos = cos-33sin 其中是表计正常月份的用电功率因数角，,本题给出了正常负载功率因数
12、为0.85，相应的功率因数角=32，代入上式计算得更正率： X=2.67 （负值，电表反转，已计电量为负值） GX= KX=3.67 A GXA A上述错误接线时已计电量，本例子电表反转，若电表示双向进码的话，代入电量应取负值。本题计算结果：A，应补电量,三、三相三线二元件交流电路的电能计量,1、计量结线图：,（三相三线二元件有功电能表接线图）,2、计量向量图：,（正相序结线）,（反相序结线）,3、计量表达式,对于正相序：功率表达式：P=PA+PC=UABIAcos(30+A)+UCBICcos(30-C) 由于完全对称的三相电路具有以下的关系： UAB=UBC=UCA=U 、IA=IB=IC
13、 、 A=B=C= 因此 P=PA+PC=UIcos(30+)+UIcos(30-) = 3 UIcos,对于逆相序： 功率表达式： P=PA+PC=UABIAcos(30-A)+UCBICcos(30+C) 在三相完全对称条件下 P=PA+PC=3UIcos,因此，三相三线二元件有功电能计量，相序变化不影响有功电能的计量,4、二次接线的特点,第一元件：取ab相电压 、 a相电流(a相电压与a相电流的入端同极)；第二元件：取cb相电压、 c相电流(c相电压与c相电流的入端同极) ；回路B相不装电流互感器，b相的电流不存在，这就是向量分析过程中寻找b相电压的唯一办法；二次电压回路b相的位置存在不
14、确定性，这样，二次电压端子的相别确定方法就不同于三元件装置；电表的三个电压端的相别具有唯一性,共有六种结线可能性。,5、三相三线二元件的错结线分析：,、前提条件：明确所测负荷的性质(感性？容性？)，大概力率角；三相电压应对称（电压三角形进行测定）；明确哪一相没有电流互感器(哪一相二次电流不存在)；二个元件的电流值均衡：确认电流互感器处于正常状态，如内部短路、端子错结线（两个电流互感器二次线圈电流经串、并后再进入电表的电流线圈的现象），所以，电能表二个元件电流值不应该存在较大的悬殊。,、分析数据的采集及初步判断：二次电压、电流的测定 （各线电压、线电流应相接近，可判断是否电压对称,电流互感器、电
15、压互感器是否存在故障或二次端阔错接线）；初定电压及电流的相别名称（真正的相别名称在往后的分析中判断确定）；测定线电压与电流的相位差,至少测定三组，要涉及二个线电压、二个相电流）；确定一个参考相量,根据测定的各相位差,作出向量图。,、向量分析按初定的相别名称，取其中的一个线电压为初相位；根据上述所测定的线电压、电流及其相位差关系，作向量六角图；根据线电压向量，找出相电压向量；纠正电流向量，使之处于合理位置(能符合实际力率)；确定电流的真正名称；定出相电压的相名；找出各向量的初定相名与真实相名之间的对应关系；确定错结线方式。,、错结线的功率计算，更正系数计算：按电压正相序，统一的力率角，作标准向量
16、图；找出错结线时的各元件的电流、电压相量；找出错结线时的各元件的电流、电压相量之间的相位差；写错结线功率表达式并简化； PP1+P3=U12I1cos(1)+U32I3cos(3),代入公式求更正率：更正率：x=PPP = 3 UIcosP正确时功率P错误时功率计算更正系数及退补电量：更正系数Gx= Kx退补电量AGxA,6、例题,从抄表结果发现，某一大用户近期的用电量明显下降，经现场检查发现，该客户的生产仍正常，计量装置二次结线被更改，计量明显异常，二次回路的测试数据如下： 电表接线端电压：U12=98伏；U23=100伏；U31=101伏； 电表的电流回路电流：I1=3.5安；I3=3.7
17、安； 电压与电流的相位差如下：12与1为7；23与3为65；23与1为125，用户的用电功率因数在感性0.85附近。,要求：,分析其错结线方式计算更正系率、更正系数,解答：,对计量回路进行相别排序：、上述测量数据看，电压值正常，电流值也正常，排除互感器故障因素；,、根据测得的电压与电流相位差作如下向量图：,、找出1、2、3,、调转相电流1 、3向量的方向，使之与相电压间的相位关系符合（接近）实际功率因数：,1 、3相差60，其中必有一个接反：1与附近的1最接近，且滞后角接近实际负载的功率因数角，判定1的极性正确，不用调转；,3与附近的1最接近，但超前于1，与实际功率因数角不符；也接近2、但滞后
18、角太大，超过45，与实际负载的功率因数角相差太大，判定3的极性不正确，予以调转180；,3 且经调转后的向量3与附近的3最接近，且滞后角接近实际负载的功率因数角，判定3的极性被接反；经调转后的向量3 与1 相差120，符合了相电流之间的相位关系。,、对3、1、1、2、3重新命相别名称,附近没有电流向量的电压向量2，定为b，其他的向量3、1、1、3按顺时针排列命名如右图：,、找出各向量的初定相名与真实相名之间的对 应关系，错结线方式：,按上面向量图标示，各向量的对应关系如下：,a =3b =2c =1a =-3 c=1,1 =c2 =b3 =a1=c3 =-a,错结线方式：电压结线：123的对应相别为cba，反相序电流结线：13的对应相别为c-a,、按标准的相量图作出上述错结线的向量图,、写错结线功率表达式并简化 PP1+P3 =U12I1cos(1)+U32I3cos(3) =UcbICcos(30-C)+Uab-Iacos(210+a) = UIcos(30-)+ cos(210+) = UIsin,、代入公式求更正率、更正系数：更正率：x=PP3 UIcosUIsin =3tag 更正系数：Gx=(3tag)-1实际负载功率因数角(本题cos=0.85，=32)P错误时功率本题更正系数：Gx=(3tag32)-1=1.77(解答完毕),
