《供用电技术专业课程设计三相三线有功电能表的错误接线分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供用电技术专业课程设计三相三线有功电能表的错误接线分析.doc（16页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、供用电技术专业课程设计题 目：三相三线有功电能表的错误接线分析设 计 人：班 级：07供电1班指导教师：李红霞大庆石油学院应用技术学院2009年07月09摘 要本课题的课程设计的内容主要是根据课程题目画出相应的错误接线图，对错误的接线进行分析，指出其错误的所在，电能表每组元件所测的电压和电流，并且应用相量图，根据功率的关系分析错误接线时所测量的实际功率，确定是否为准确的计量。判断由于错误接线而造成的三相三线有功电能表的转盘的转向。根据是否准确计量和电能表的转盘的转向判断电能表的接线是否正确。阐述三相三线电能表的原理，和正确的接线。根据正确的接线图，应用相量图分析正确接线所测量的实际功率。关键词
2、：相序；实际功率；转盘转向；相量图；实际接线图。目 录第一章 绪论11.1 所选的题目和选题的目的和意义11.2解决问题的关键2第二章 三相三线有功电能表的错误接线分析32.1 三相三线有功电能表错误接线的错误接线图分析32.2 应用相量图对错误接线时所测实际功率的分析42.3 判断电能表的转盘的转向5第三章 三相三线有功电能表的正确接线63.1 电能表的原理及其正确接线的分析63.2 三相三线有功电能表正确接线的接线图和相量图63.3应用相量图对正确接线时所测实际功率的分析8第四章 电能计量装置的接线检查94.1 电能计量装置的接线检查的分类94.2 互感器的错误接线分析94.3 有功电能表
3、的错误接线分析94.4电能计量装置接线检查的相量图法11第五章 总结125.1总结和心得12附 录13 第一章 绪论1.1 所选的题目和选题的目的和意义1.课程设计所选的题目题目：三相三线有功电能表的错误接线分析接入电能表电压端子的电压相序为：b-c-a，且a相电流反接.要求：(1)按照题目给出的情况画出相应的错误接线图(2)指出错误所在(3)应用相量图，根据功率关系分析错误接线是所测量的实际功率(4)判断错误接线造成的电能表的转盘的转向(5)画出正确接线图,并应用相量图写出正确接线时测量的实际功率。 注意：在画正确接线图之前要先对电能表及其正确接线有相应的文字说明和阐述。2选题的目的经过对电
4、能计量一学期的学习，对单相和三相交流感应式电能表有了基本的认识，了解了感应式电能表的结构和工作原理。经过进一步的学习基本掌握了感应式电能表的误差特性，进而熟悉掌握了感应式电能表的接线。本次课程设计之所以选此题目就是为了进一步对感应式电能表的个方面知识有深入的了解，更加熟悉的掌握错误接线并对错误接线进行分析，通过分析了解错误接线所造成的后果，也是这门课程最复杂的部分。因为电能表的错误接线会造成很多错误的计量，例如：电能表的转盘反转或不转，电能表漏计量，正向潜动等。而对于电能表的接线在电压相序排列正确的三种情况下还有很多种错误的接线，只有深入的研究才能牢固的掌握电能表的错误接线的分析。3选题的意义
5、通过本次课程设计可以使我的对于电能表的错误接线的分析更加熟练，对于电能表的发展等各方面知识也有了更多的了解，对电能表的结构也有了了解。在电能计量装置中由于电压、电流互感器相序、极性的错误导致电能表的误接线，造成电能计量的不准确。三相三线有功电能表常见的误接线，通过相量分析推导出电能表误接线时所反映的有功功率表达式，进而求出其对计量的影响。虽然没能实际动手接线，但是对于错误的接线通过画出的接线图和相量图对实际测量的功率进行分析，也算对于关于电能表接线方面的知识有了很大提高，并能准确的找出错误所在。1.2解决问题的关键1根据给出的条件画出实际接线图2根据实际接线图，画出向量图3. 根据向量图计算实
6、际功率和判断转盘转向4根据电压、电流的正确地对应关系画出正确的实际接线图和相量图分析实际测量的功率5相比较发现错误接线和正确接线的不同第二章 三相三线有功电能表的错误接线分析2.1 三相三线有功电能表错误接线的错误接线图分析 三相三线有功电能表错误接线在以下条件下分析： （1）.三相电路完全对称。 （2）.三相电源为正相序。 （3）.电流线路和电压线路互相间没有接错线。 （4）.电流和电压回路没有短路和断路。 （5）.没有b相电流流入电能表电流线圈。接入三相三线有功电能表电压端子的电压相序为：b-c-a，且a相电流反接，根据上面所阐述的条件，画出相对象的错误接线图根据图2.1对此三相三线有功电
7、能表的错误接线进行分析，三相电压正确的相序为：a-b-c,这样接入电能表元件的电压就不同，但是如果接入电能表元件的电流也跟着改变（对应相应的电流）电能表依然可以准确的计量。图2.1中的三相电压相序为b-c-a，所以接入三相三线有功电能表的电压就改变了，但是所对应接如三相三线的电流却没有改变，正确接入三相三线有功电能表的电压和电流之间的对应关系为：第一组电能表的测量元件所测量的是A和B相之间的电压，所测量的电流为A相的电流；第二组电能表测量元件所测量的是C相和B相 之间的电压，所测电流为C相的电流。但是图2.1中的错误接线方式使接入三相三线有功电能表的电压和电流之间的对应关系为：第一组电能表的测
8、量元件所测量的是B和C相之间的电压，但是所测量的电流没有改变，仍然为A相的电流；第二组电能表测量元件所测量的是A相和C相 之间的电压，所测电流也没有改变，仍然为C相的电流。2.2 应用相量图对错误接线时所测实际功率的分析 根据图2-1所画的三相三线有功电能表的接线方式，其电压和电流之间的对应关系为：第一组电能表的测量元件所测量的是B和C相之间的电压，所测量的电流为A相的电流；第二组电能表测量元件所测量的是A相和C相 之间的电压，所测电流为C相的电流。画出错误接线的相量图根据图2-2 错误接线向量图所画的相量的关系，第一组电能表的测量元件所测量的是B和C相之间的电压与所测量的电流为A相的电流-之
9、间的夹角为90+；第二组电能表测量元件所测量的是A相和C相之间的电压与所测电流为C相的电流之间的夹角为210+。根据由相量图所得出的条件，对由于错误接线所测量的实际功率进行计算。P=P1+P2 = UbcIacos(90+)+ UacIccos(210+)Ubc= Uac = UL Ia = Ic = I= UL I2coscos=-2 UL Icos(60+) =-UL Icos(60+)2.3 判断电能表的转盘的转向电能表转盘的转向和驱动力矩有直接的关系，转盘的转向是正转还是反转取决于驱动力矩的正负，而驱动力矩的正负又由所测的功率决定。驱动力矩的公式为：MQ=KUIsin =K（KII）（
10、KUU）sin(90)=KKIKUIUcos=KPPKP为驱动系数，所以驱动力矩的大小方向取决于功率。上一节中对错误接线所测量的实际功率进行了分析。P =-UIcos(60+) ，其中决定P为正负的是功率因数角60+，角度我们认为是属于【0，90】以内，所以角度60+的范围为60150。而在这个范围内角度变化：当(60+)90时，即0所以P0，电能表反转；当(60+)90时，即30则有cos(60+)0所以P0，电能表正转；当(60+)=90时，即=30则有cos(60+)=0所以P=0，电能表不转；电能表存在三种情况不能很好的计量电能，所以此种接线为错误接线不是正确测量。第三章 三相三线有功
11、电能表的正确接线3.1 电能表的原理及其正确接线的分析1电能表的原理三相三线有功电能表由两组元件组成，电压和电流的接线端子只有正确接如，所以测量的功率P=P1+P2= UabIacos+ UcbIccos，电能表才会准确的测量。2电能表的正确接线 首先，我国生产的电能表所采用的接线方式为单进单出，其接线端子的单数接的是电源电压，偶数接的是负载。三相三线有功电能表的所接电压的相序和其对应的电流之间的关系是一点要按照正确的接线方式接如的，三相三线有功电能表的正确接线为：第一组电能表的测量元件所测量的是A和B相之间的电压，所测量的电流为A相的电流；第二组电能表测量元件所测量的是C相和B相 之间的电压
12、，所测电流为C相的电流。 3.2 三相三线有功电能表正确接线的接线图和相量图1三相有功电能表的正确接线图根据2.1中所阐述的结论和三相有功电能表的正确接线每组测量元件所应测量的的对应电压和电流时间的关系，电能表的实际接线图3-1。2.三相三线有功电能表正确接线的相量图图3-1就为三相三线有功电能表的正确接线图，根据所画出的每组元件的所测量的电压和电流的关系，可以画出对应的相量图。3.3应用相量图对正确接线时所测实际功率的分析图3-2中所画的就为三相三线有功电能表的正确接线时的相量图，第一组电能表的测量元件所测量的是A和B相之间的电压与所测量的电流为A相的电流之间的夹角为30+；第二组电能表测量
13、元件所测量的是C相和B相 之间的电压与所测电流为C相的电流之间的夹角为30，根据相量图中的电压和电流之间的关系，可以推算出所测的实际功率。P=P1+P2= UabIacos(30+)+ UcbIccos（330+)= UabIacos(30+)+ UcbIccos360-（330+）Uab= Ucb = UL Ia = Ic = I= ULIcos(30+)+ cos（30)= UL I2coscos =2 UL Icos =UL Icos 三相三线的总功率P等于每一相的功率相加，也就是P= P1+P2+ P3，由于负载对称，所以总功率P=3 UPIPcos，又因为IP= IL；UL = UP
14、，所以总功率P= UL Icos，图3-1的接线方式所推算出的所测实际功率和每一相功率相加得出的功率相等，所以图3-1可以转确的计量，同时角在090之间变化，cos总为为大于0，所以功率P为大于0，因为驱动力矩MQ=KPP，MQ就为正的，所以电能表为正转。第四章 电能计量装置的接线检查4.1 电能计量装置的接线检查的分类电能计量装置的接线检查可分为停电检查和带点检查两种1 停电检查新安装互感器、更换互感器以及二次回路的电能计量装置投入运行之前都必须在停电的情况下进行接线检查 对于运行中的电能计量装置，当无法判断接线正确与否或需进一步核实带电检查的结果时，也要进行停电检查。 停电检查的内容：检查
15、电能表接线正确与否，互感器的变比、极性，三相电压互感器的接线组别以及进行二次电缆线路导通和界限端子标志的核对。2 带电检查对于经过停电检查的电能计量装置，在投入运行后首先应进行带电检查。对于正在运行中的电能计量装置也应定期进行带电检查。4.2 互感器的错误接线分析电压互感器回路熔断器熔断、接线端钮螺丝松动、绕组断线、引出线焊接点断开等，将使互感器一、二次回路发生断线；互感器接线端钮标志不正确、互感器的绕组连接错误等，将造成互感器极性接反，至使互感器的二次电压或电流的大小和相位发生变化，导致错误计量。4.3 有功电能表的错误接线分析1几种特殊的情况 电能表接线正确时，如果有功功率传输方向一定，无
16、论负载是感性还是容性，无论三相电路的相序如何，单相和三相有功电能表都应该正转。我们依此分析电能表的接线是否正确。在正确的接线下，有功电能表遇到下列情况反转，仍属于正常现象：（1） 别测功率改变输送方向，例如联络线路连接的两部分网络和电源都有可能互相输送功率。（2） 大型电动机超速运行成为发电机，向供电网内其他负载回送电能。（3） 用三只单相电能表测量三相四线电路的有功电能时，如果有相间负载，有的单相电能表在一定条件下可能反转，但负载消耗的总电能，等于正转和反转电能表的示数的代数和。2. 三相三线的错误接线分析我们假定在以下条件下来分析各种错误接线时电能表测量功率的变化的情况：（1） 三相电路完
17、全对称（2） 三相电源为正相序（3） 电流线路和电压线路互相间没有接错线（4） 电流和电压回路没有短路和短路（5） 没有b相电流流入电能表电流线圈在以上的条件下，三相三线有功电能表的电压接线端子所接入的电压只有三种情况:（1） 电压相序为：a-b-c（2） 电压相序为：b-c-a（3） 电压相序为：c-a-b对于三相三线有功电能表的电流接线端子所接入的电流只能是四种：；由于三相三线有功电能表有两组元件，所以两个电流线圈可能有以下8种电流组合（1） 第一组接入电流为，第二组接入电流为（2） 第一组接入电流为，第二组接入电流为（3） 第一组接入电流为，第二组接入电流为（4） 第一组接入电流为，第二
18、组接入电流为（5） 第一组接入电流为，第二组接入电流为（6） 第一组接入电流为，第二组接入电流为（7） 第一组接入电流为，第二组接入电流为（8） 第一组接入电流为，第二组接入电流为三组电压，八组电流一共可以组成24种接线方式。只有根据每一种的接线方式，画出相量图，写出功率的表达式，来判断接线是否正确。24种接线方式中，只有一种是正确的界限方式。4.4电能计量装置接线检查的相量图法相量图法是检查电能表接线最基本的方法。它不仅能判断出接线的正确与否，且能通过相量的分析，判断属于哪一种错误接线，从而找到改正接线的途径。通过对相量图的分析，从而分析出所测的实际功率，判断是否准确的计量，和判断有功电能表
19、的转盘的转向。第五章 总结5.1总结和心得通过这次的课程设计，不单单在电能计量方面收获了很多，并从新拾起了电气CAD的知识，和计算机基础。对于三相三线有功电能表的接线有了更加深入的掌握，并能够熟练准确的画出相应的接线图和相量图，而且根据相量图进行分析接线是否正确，和所测实际功率的，从而判断电能表的转盘的转向。基本明白了为什么会出现电能表的转盘反转或不转，电能表漏计量，正向潜动等情况。通过这次课程设计也使我知道，以后如果从事这方面的工作的时候，一定要细心，避免因为粗心大意而造成电能表的错误接线，从而造成错误计量。给国家和人民带来损失。更应避免不法人的偷电行为。附 录下图为单相正弦型无功电能表联合接线图参考文献：电能计量
