三相三線有功電能表計量三相三線有功電能,有兩種非標準正確接線方式:
(1)元件1采用線電壓ubc和相電流ib,元件2采用線電壓uac和相電流ia,這種接線方式的瞬間功率表達式為p=ubcib+uacia;
(2)元件1采用線電壓uca和相電流ic,元件2采用線電壓uba和相電流ib,這種接線方式的瞬間功率表達式為p=ucaic+ubaib。在三相三線系統(tǒng)中,如果b相接地,則這兩種非標準接線方式就可能漏計電度。
比如:高壓兩線一地輸電方式或低壓三相三線供電方式,b相在電能表外的電源側(cè)和負荷側(cè)若同時接地運行,則三相三線有功電能表必然漏計電度,因此通常不采用這兩種接線方式。而常用的標準正確接線只有一種(如圖1),錯誤接線卻有許多種。為了迅速地判別電能表接線是否正確,可采用下述簡易方法:
(1)首先對任何正轉(zhuǎn)的電能表,如果原電能表接線正確,通過三次對調(diào)任意兩根電壓進線后,三次電能表都應(yīng)停轉(zhuǎn),如不停轉(zhuǎn)或有一次不停轉(zhuǎn),則證明原電能表接線肯定有錯誤。因為原電能表接線如果正確,對調(diào)任意兩根電壓進線后,其功率計算如下:
①對調(diào)a、b兩相電壓(矢量圖如圖2a所示)其功率為:
p1=ubaiacos(150-φa)=-uicos(30+φ)
p2=ucaiccos(30+φc)=uicos(30+φ)
p=p1+p2=0
②對調(diào)b、c兩相電壓(矢量圖如圖2b所示),其功率為:
p1=uaciacos(30-φa)=uicos(30-φ)
p2=ubciccos(150+φc)=-uicos(30-φ)
p=p1+p2=0
③對調(diào)a、c兩相電壓(矢量圖如圖2c所示),其功率為:
p1=ucbiacos(90+φa)=-uicos(90-φ)
p2=uabiccos(90-φc)=uicos(90-φ)
p=p1+p2=0
(1)首先對任何正轉(zhuǎn)的電能表,如果原電能表接線正確,通過三次對調(diào)任意兩根電壓進線后,三次電能表都應(yīng)停轉(zhuǎn),如不停轉(zhuǎn)或有一次不停轉(zhuǎn),則證明原電能表接線肯定有錯誤。因為原電能表接線如果正確,對調(diào)任意兩根電壓進線后,其功率計算如下:
①對調(diào)a、b兩相電壓(矢量圖如圖2a所示)其功率為:
p1=ubaiacos(150-φa)=-uicos(30+φ)
p2=ucaiccos(30+φc)=uicos(30+φ)
p=p1+p2=0
②對調(diào)b、c兩相電壓(矢量圖如圖2b所示),其功率為:
p1=uaciacos(30-φa)=uicos(30-φ)
p2=ubciccos(150+φc)=-uicos(30-φ)
p=p1+p2=0
③對調(diào)a、c兩相電壓(矢量圖如圖2c所示),其功率為:
p1=ucbiacos(90+φa)=-uicos(90-φ)
p2=uabiccos(90-φc)=uicos(90-φ)
p=p1+p2=0
三次對調(diào)電壓進線后,從電能表的功率計算說明,如果原接線正確,在對調(diào)電壓進線后都應(yīng)停轉(zhuǎn)(或有微動)。
(2)通過三次對調(diào)電壓進線,如果電能表三次都停轉(zhuǎn),只能說明原電能表接線可能正確。電能表對調(diào)電壓進線停轉(zhuǎn),只是電能表原接線正確的必要條件,還不是充分條件。為此還必須進一步進行判斷。方法是:首先斷開b相電壓,此時電能表每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為原接線電能表每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的一半。因為在原接線正確情況下,斷開b相電壓進線(參看圖1虛線處斷開),其功率為:
p1=1/2uaciacos(30-φa)=uicos(30-φ)
p2=1/2ucaiccos(30+φc)=uicos(30+φ)
p=p1+p2= uicosφ
從功率計算說明,在電能表正確接線時,斷開b相電壓電能表正轉(zhuǎn)速度應(yīng)降低一半。然后再把a、c兩相電壓進線對調(diào),使電能表停轉(zhuǎn),繼續(xù)進行斷開電壓進線的試驗。先斷開a相電源進線,則電能表的功率為:
p1=ucbiacos(90+φa)=uicos(90+φ)=-uisinφ
再斷開c相電源的電壓進線,則電能表的功率為:
p2=uabiccos(90-φc)=-uicos(90-φ)=uisinφ
功率值p1和p2大小相等,方向相反。說明無論用戶的功率因數(shù)如何,兩次斷線后,電能表的轉(zhuǎn)數(shù)都應(yīng)一樣,但轉(zhuǎn)向相反。
通過上述對調(diào)電壓進線和分別斷開一相電壓進線后,觀察電能表所處的狀態(tài),可以準確地判斷電能表的接線是否正確。因為對電能表多種錯誤接線進行的綜合分析和計算的結(jié)果表明,在任何錯誤接線的情況下,都不可能同時出現(xiàn)上述六種情況的組合。
例如將一次側(cè)電源進線a、b、c相分別誤接為c、a、b相,接線和矢量圖如圖3所示(圖中uca (ab)表示實際的uab線電壓誤接為uca線電壓,其余矢量表表示類同。檢查步驟如下:
①對調(diào)二次側(cè)a、c兩相電壓;
②對調(diào)二次側(cè)a、b兩相電壓;
③對調(diào)二次側(cè)c、b兩相電壓。
三次對調(diào)任意兩根二次側(cè)電壓進線后,出現(xiàn)三次停轉(zhuǎn)(功率計算式略)。這說明原本錯誤的接線,在對調(diào)電壓進線時也能引起三次電能表停轉(zhuǎn),它只是判定原電能表接線可能正確的必要條件,還要按照斷開一相電壓進線的方法作進一步地判斷。步驟如下:
①首先斷開b相二次電壓進線,其功率計算式如下:
p2=ucaiccos(30+φc)=uicos(30+φ)
當φ=0時轉(zhuǎn)速正好慢一半,當φ≠0時,轉(zhuǎn)速快慢與功率因數(shù)有關(guān),不是正好慢一半。
②對調(diào)二次側(cè)a、c相電壓進線后分別斷開a相和c相電壓進線。斷開a相時功率為:
p2a=ubcibcos(30+φb)=uicos(30+φ)
斷開c相時功率為:
p1c=1/2uabiccos(90-φc)=1/2uisinφ
p2c=1/2ubaibcos(30-φb)=1/2uicos(30-φ)
斷開a相和斷開c相時的功率值沒有出現(xiàn)大小相等、方向相反的情況。
由此已清楚判明原電能表接線有錯誤,完成了判明電能表接線正確與否的必要和充分條件。此例說明了在錯誤接線時三次對調(diào)任意兩根電壓進線后出現(xiàn)了三種電能表停轉(zhuǎn)的情況,但按照斷開一相電壓進線的方法,沒有出現(xiàn)另外三種情況。同樣亦可舉例說明與此相反的情況。
本文所介紹的簡易方法,在現(xiàn)場實際操作中非常方便實用。
電度表的接線與電量推算
一、電度表接線的檢查
在低壓電路中,大部分單相或三相四線電度表都是直接接入電路的,接線比較簡單,即使有錯誤接線,也比較容易發(fā)現(xiàn)和糾正。但在高壓電路中,必須將電度表接入電壓、電流互感器的二次回路,由于互感器有極性、相序問題,以致錯接的可能性大為增加。因此,對于新安裝或更換的電度表和互感器,以及變動過二次回路接線的電度表,都必須對接線進行檢查。
若在高壓倒停電的情況下檢查接線,可使用萬用表檢測。帶電檢查的方法較多,如相位表標準電度表等。檢查時應(yīng)注意,電壓線圈不能短路,電流線圈嚴禁開路??蓮囊韵聨讉€方面檢查
1.檢查三相電壓是否正常。
在正常情況下,三相電壓應(yīng)基本平衡。如果相差太多時,可能存在電壓回路誤接線或斷線,也可能是電壓互感器一次側(cè)保險絲熔斷,或者是極性不對。
2.檢查三相電流是否正常。
在三相負載平衡時,三相電流應(yīng)基本相等。如果三個電流相差太大,則往往是電流互感器極性連接錯誤。
3.分相檢查轉(zhuǎn)矩
1)分別拆下a、c相電壓的保險絲即分別斷開a、c相電壓,使三相三線電度表的兩個元件不正常,若三相負載平衡,cosψ=1,在相同時間內(nèi),兩者的轉(zhuǎn)速應(yīng)近似相等。如果在cosψ<1的情況下,斷開c相電壓,此時圓盤的轉(zhuǎn)速應(yīng)比斷開a相電壓時的轉(zhuǎn)速慢。這是因為第一組元件電流與電壓的夾角大,有功功率較小的緣故,如果分別斷開a、c相電壓,發(fā)現(xiàn)電度表反轉(zhuǎn),即表示ia或ic在電度表進出線上有可能接反。
2)斷開b相電壓,此時功率因數(shù)若與原來的相同,則圓盤的轉(zhuǎn)速應(yīng)比斷開的b相電壓前的轉(zhuǎn)速慢一倍,因為斷開b相電壓時,就相當于兩個電壓線圈串聯(lián)后接上了uac電壓。這時,每個電壓線圈,所承受的電壓即為原來的1/2。若接線錯誤,則不會保持這個比例關(guān)系。
二、電量的更正
當發(fā)現(xiàn)運行中的電度表有錯誤接線時,除應(yīng)糾正錯誤接線外,還應(yīng)對錯誤接線的電度表的示數(shù)予以更正。
1、三相四線電度表三相電流互感器變比不同時更正電度的計算:
設(shè)三相四線表所配ct變比分別為ka、kb、kc而錯誤的按kn計算,則正確的電能表達式為:
三相三線的高壓計度電度表常見的錯誤接線有七種,檢查中,只要我們對其有所了解,就可以根據(jù)矢量關(guān)系判斷出實際接線,從錯誤接線中求出真實電度來。應(yīng)注意:這些公式是以三相電壓對稱,三相電流平衡為前提的。
一.使電度表慢轉(zhuǎn)有;
第一,打開電度表外殼,電度表的1,3為入線端,1接火線,3接地線;2,4為出線端.竊電者拆去數(shù)匝電流線圈,再將線頭反方向繞幾匝,重新接好,蓋上電度表外殼,再做假鉛封.
方法之二:在電度表接線端上線電壓線圈上串聯(lián)一個起限流降壓作用的電阻,
方法之三:在電度表接線端上線電流線圈上并聯(lián)一個用康銅絲制成的分流電阻,
方法之四:在非金屬外殼的電度表外附加電磁鐵,磁力線方向與電度表的制動電磁力線方向一致,加大制動力矩,
二,使電表停轉(zhuǎn)
方法之五用針2支,針眼穿多股軟導(dǎo)線后,將針尖剌入1,2接線導(dǎo)線,使電度表電流線圈短路
方法之六:將電度表的入線端反接1線接地,3線接火線.竊電者在室內(nèi)另設(shè)一地線.竊電時,2端懸空,電流線圈無電流通過
方法之七:在電表頂鉆一小孔,竊電時,插入小針,使其卡死電度表的轉(zhuǎn)盤
方法之八:重新調(diào)整附加起動力矩機構(gòu),使其變小,電度表不能順利起動運轉(zhuǎn),竊電者在使用小負負荷時,電度表不轉(zhuǎn)動
三、使電表反轉(zhuǎn)
方法之九:將電表電流線圈的1,3端反接,使電度表流入反向電流.
方法之十:使用輔助變壓器,輸出低壓大電流,反向大電流流入電流線圈1,3中去,使電表反轉(zhuǎn)