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1、重庆大学成人教育学院（重庆电力职工大学函授站）本科学生毕业设计电能计量方式及错误接线分析学 生：学 号：指导教师：专 业：时 间：摘 要电力的生产和其他产品的生产不一样，其特点是发、供、用这三个部门连成一个系统，不能间断的同时完成，而且是互相紧密联系缺一不可，他们互相如何销售，如何 经济计算，就需要一个计量器具在三个部门之间进行测量计算出电能的数量，这个装置就是电能计量装置，没有它，在发、供、用电三个方面就无法进行销售、买 卖，所以电能计量装置在发、供、用电的地位是十分重要的。本文进行了电能计量方式及错误接线的分析。文章首先阐述了课题的背景和意义，其次分析了电能计量装置存在的问题及造成计量装置
2、异常的原因，并对电能计量原理进行了研究，阐述了电压互感器、电流互感器及电能表的原理，文章最后对电能计量装置的错误接线方式进行了分析。关键词：电能计量，计量装置，接线方式，电压互感器，电流互感器目 录 摘 要I1 绪论11.1课题的背景11.2课题的意义12 电能计量装置存在的问题分析22.1电能计量装置现状22.2造成电能计量装里异常的原因22.3本章小结33 电能计量原理43.1电压互感器43.2电流互感器53.3电能表64 电能计量装置错误接线方式研究74.1概述74.2错误接线方式的确认84.3本章小结105 结论11参 考 文 献12 1 绪论 1.1课题的背景随着社会主义市场经济的日
3、益完善，我国经济得到持续而快速的发展，社会用电量日益增加。社会经济的发展为电力市场提供了广阔的发展空间，电能已成为经济建设中十分重要的能源。为准确预测电能的供求变化，合理的计收用户电费，电能计量已被电力企业重视。电能计量作为计量工作的一个重要组成部分，是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术水平和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业的形象而且影响电能贸易结算的公平、公正和准确、可靠，关系到电力企业、广大电力客户和老百姓的利益。电能表的计量准确性可以通过电能计量检定机构的校验得到保证，而现场接线的准确性，不仅取决于装表人员的工作责任心、业务水平及工作的熟练程度，而且由于电力客户
4、法律、法规意识谈薄、有意窃电，致使计量装置错误接线，直接影响到计量的准确性。1.2课题的意义当今电力工业发展迅猛，为了保证电力工业生产、电能计量能安全、可靠、准确和经济地运行，我们必须依靠安装在电力生产现场上的能测量电压、电流、功率、电能等电参数的仪器仪表来保证。电能计量装置是进行电能交易的“秤”，供用电双方都很重视。电能计量是否准确，除了与电能计量装置的准确度有关之外，还与计量回路接线是否正确有密切关系。如果由于电能表本身的误差和超差，使电能计量产生的误差一般只有百分之几，但如果由于电能表计量回路有错误接线，可能会使电能计量的误差达到百分之几百，这会给用户或供电企业带来极大的经济损失。为了把
5、握好电能计量这一重要环节，电能计量人员必须具备更高的业务素质和工作技能。在电能表接线检查的培训工作中，电工式和传统的程控式电能表接线培训仪器，已满足不了培训的要求。电工式培训设备一般都是手动接线，技术落后，而传统的程控式仪器，虽然是用计算机进行程控的，但由于设计原理的限制，只能把己知的、常见的一千多种错误接线预先录入到计算机的数据库中，使用时再从数据库中检索出符合已知条件的错误接线，这种方法局限性大，不能覆盖现场各种各样的错误接线。 2 电能计量装置存在的问题分析 2.1电能计量装置现状我国电力行业市场化改革的总体目标要求打破垄断，引入竟争，降低成本，健全电价机制，从而迫使处于电能生产、送配和
6、销售等各个环节上的电力企业加强对上下游产品的监控，以维护自身的经济利益，这就有赖于加强对电能计量工作的重视，提高计量数据的完整性、可靠性和准确性，从而为控制成本和经济核算提供依据。在计划经济和电力系统垄断经营的条件下，电力企业主要关心的是安全生产问题，而由计量装置故障、人为窃电、电力系统扰动等因素造成的电能计量装置异常问题一直没有得到充分的重视。各种类型的电能计量装置异常问题往往造成电能计量值低于实际售出的电能，使供电企业蒙受了巨大的经济损失。近年来，随着电力行业市场化改革的深入进行，电力企业开始将工作重心转向创造和维护自身的经济效益，这也促使他们对电能计量装置异常问题给予更大关注。另一方面，
7、由于局部地区电力供需状况紧张以及电费不断上涨的因素，人为窃电情况日益增加；而电力电子技术的广泛应用，使电力系统的谐波源大量增加，引起局部电压、电流波形的严重畸变，影响了电能表的正常工作，这些都进一步地加剧了电能计量装置的异常。电能计量装置接线的检测工作就显得尤其重要。目前，这一工作主要依靠人工进行，包括两个环节：抄表和稽查。前者是营销部门日常进行的工作，由抄表人员定时对电表计量状况和计量装置的不正常情况(如卡盘、卡字、自走、倒转、私启封印、窃电、违章用电等)进行检查和记录。后者则是根据相关部门的规程厂要求，由用电稽查人员和农村电工等进行的对电能计量状况的专门的稽查活动，执行用电监察和电量追补等
8、任务，是对日常电能计量监测工作的补充。这种传统的电能计量装置检测方法的不足之处主要表现在为：(1)信息化程度低，不能及时反馈电能计量装置异常状态并对其做出反应；(2)检测工作依赖于工作人员的素质和技术。传统电能计量检测手段存在的不足，说明了我们有必要采取新的、自动化和信息化程度较高的监测方式，以提高电能计量监测工作水平，控制电能计量装置异常问题，挽回电力企业的损失。2.2造成电能计量装里异常的原因电能计量装置包括电能计量表计(有功电能表及无功电能表)、电压互感器、电流互感器及二次回路。如果计量装置在运行中不能正确计量用电量，我们就称计量装置出现了异常。造成计量装置异常的原因主要包括以下四个方面
9、：计量装置故障和误差；系统干扰；分流；计量装置错误接线。1、计量装置故障和误差：是指计量装置本身存在的故障和误差，如电能表故障、电压互感器故障、电流互感器故障、二次回路故障和误差等，计量装置的各种故障直接引起的后果就是计量装置综合误差的增大，会造成计量错误。对计量综合误差的形成原因进行了详细分析，并提出了控制综合误差的一般方法；则从工程的角度对如何减小计量装置综合误差提出了看法。上述研究是相当透彻的，对解决实际生产当中由于计量装置故障引起的计量装置误差问题提供了有益的指导。2、系统干扰：如谐波干扰、强磁场干扰等都会影响计量装置的准确性，会造成计量错误。对电力系统谐波对计量装置的影响进行了全面分
10、析，提出了谐波对计量装置干扰的比较精确的数学模型。这些研究表明，系统谐波对电能计量装置的干扰主要产生在感应式电能表上，而对电子式电能表的影响要小得多。此外，轻载负荷和冲击性负荷对电能计量也会产生一定的影响，只要选用精度和采样频率较高的电子式电能表，就能够基本上克服这些干扰。3、分流：负载不经过或部分经过电能计量装置，称分流型故障，这常常是由人为造成的。如将负载接在电能表进线之前，空置电能表，完全不经电能表计量，即将进线绕开电表入户；或在电能表进线之前搭接其它负载，电能表仅计量部分负载等。4、计量装置错误接线：电能表、电压互感器、电流互感器任何一个元件接线错误，都会导致电能表不计、少计或多计电量
11、。一个电能计量装置所计量电能的多少，取决于电压、电流和功率因数三要素与时间的乘积，只要改变三要素中的任何一个要素，就会引起计量错误。按电能计量的原理因素，可把由于错误接线引起的计量错误归结为以下三种情况：2.3本章小结 3 电能计量原理3.1电压互感器电能计量装置由电压互感器(PT)、电流互感器(CT)、电能表以及二次回路等组成。从原理上看，互感器就是一种容量小、用途特殊的变压器。在电气测量中，测量仪器有时无法对被测的高电压和大电流进行直接测量，这时就需要把高电压和大电流变换成低电压和小电流再进行测量，互感器就是这样一种具有变换作用的仪器。互感器除了具有变换的作用外还具有以下优点：由于互感器隔
12、离了高电压和大电流，从而能够保证测量仪表与测试人员的安全；互感器采用统一的标准化输出量程：如电压互感器二次电压为100V或100/3V，电流互感器二次电流为5A，让接在互感器后的电能表采用统一的规格，有利于仪表的批量生产和使用。因此，测量互感器在电力系统中的得到了广泛应用。1、电压互感器的工作原理电压互感器的结构相当于一台降压变压器，由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等组成。它把高电压变换成低电压，供给测量仪表和继电保护装置，以保证测量仪表与测试人员的安全。电压互感器二次额定电压为100V或100/3V。电压互感器的一次绕组与高压电力线路连接，二次绕组与计量仪表电压回路并联，因此
13、，一次绕组的匝数多，二次绕组的匝数少。电压互感器示意图如图2-l。图2-1 电压互感器接线图2、电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式主要有以下几种：(l) 电压互感器的叨v接法(不完全星形接法)V接法广泛地应用于中性点不接地或经消弧线圈接地的35kV及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统。因为它既能节省一台电压互感器，又可满足三相有功电能表、无功电能表和三相功率表所需的线电压。仪表电压线圈一般是接于二次侧a、b间和c、b间。这种接法的缺点是：不能测量相电压；不能接入监视系统绝缘状况的电压表。(2) 电压互感器的Y/yn接法Y/yn接法是用一台三相三柱式电压互感器，也可用三台单相电压互
14、感器构成三相电压互感器组。这种接法多用于小电流接地的高压三相系统。此种接法的缺点是：当二次负载不平衡时，可能引起较大的误差；并且为了防止高压侧单相接地故障，高压侧中性点不允许接地，故不能测量对地电压。(3) 电压互感器的YN/yn接法此种接法多用于大电流接地系统时，常采用三台单相电压互感器构成三相电压互感器组。此种接法优点是：由于高压侧中性点接地，故可降低绝缘水平，使成本降低；电压互感器绕组是按相电压设计的，故既可测量线电压，又可测量相电压。此外，二次侧增设的开口三角形接地的辅助绕组，可构成零序电压过滤器供继电保护等使用。3.2电流互感器1、电流互感器的工作原理电流互感器的结构与电压互感器一样，也是由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等组成。在高压电力计量系统中，电流互感器是一种重要电器设备，是一次系统和二次系统之间的联络元件，被广泛应用于继电保护、系统监测和系统分析中。电流互感器是一种电流变换装置，它把大电流变换成小电流，供给测量仪表和继电保护装置，以保证测量仪表与测试人员的安全。电互感器二次额定电流为5A。2、电流互感器使用注意事项(l) 极性连接要正确电流互感器的极性，一般是按减极性标注的。对于电流互感器而言，就是一次电流11和二次电流I：相对于各自绕组的同名端瞬时方向恰好相反，即一次电流流入互感器时，二次从互感器流出
