三相有功电能表无功电能表和互感器的联合接线VIP专享VIP免费

第五章电能计量方式本章重点讲述单相和三相有功电能表以及无功电能表的计量方式和适用范围。电能计量包含单相、三相三线和三线四线制电路中有功电能和无功电能的计量。测量电路中电能表除了直接接入式以外，还有经互感器接入的，即电能表和互感器的联合接线。其次讨论了电能计量装置的综合误差。最后就高次谐波对电能计量的影响作为选修内容进行了分析。第五章电能计量方式第一节单相有功电能的计量第二节三相有功电能的计量第三节无功电能计量方式第四节电能表和互感器的联合接线第五节电能计量装置的综合误差第六节*谐波对电能计量的影响小结复习思考题第一节单相有功电能的计量单相交流电路有功功率的计算公式为图5-1所示为测量单相电路有功电能的接线。电能表的电流线圈或电流互感器的一次绕组必须与电源相线串联。而电能表的电压线圈应跨接在电源端的相线与零线（中线）之间的电流、电压线圈标有黑点”.”的一端（称为电源端）应与电源端的相线连接。当负载电流I和流经电压线圈的电流都由黑点这端流入相应的线圈时,电能表的驱动力矩可由相量图得到，即图5-1单相电路有功电能的测量(a)单相电力接线原理图(b)向量图第一节单相有功电能的计量如图5-2所示，若有一个线圈极性接反，例如电流线圈极性接反时，则流入电能表电流线圈中的电流方向与图5-1中的相反，产生的电流磁通方向也相反，在这种情况下，电能表的驱动力矩为图5-2电流线圈接反时有功电能的测量（a）接线原理图（b）向量图第一节单相有功电能的计量按图5-1接线电能表可以正确计量电能，按图5-2接线驱动力矩为负值，电能表反转。实际上还有一种接线方式，但在实际中这种接线是不被采用的。如下图5-3所示图5-3电能表的另一种接线方式第二节三相有功电能的计量当三相电压对称时，驱动力矩为（5-14）当三相电路完全对称时，驱动力矩为假设三相二元件有功电能表的结构完全相同，则，可进一步化简上式，驱动力矩为（5-15）第二节三相有功电能的计量应当指出，电能表由于受补偿力矩的影响，其反转速度较慢，特别是低负载范围更加明显。用两只单相电能表计量三相有功电能时，随着负载功率因数的变化，表计有正、反转的可能。因而，在某一时间内，正转电能的指示值减去反转电能指示值的绝对值，可能稍大于负载实际消耗的电能，出现测量误差。用三相二元件有功电能表计量三相有功电能时，由于它的驱动力矩是两个元件驱动力矩之和，就不会出现反转，因此可减小测量误差。第二节三相有功电能的计量二、三相四线制电路有功电能的测量三相四线制电路可看成由三个单相电路组成的，其平均功率P等于各相有功功率之和，即如图5-7所示，常用三相四线式有功电能表（DT型）或三只单相有功电能表（DD型）按此接线方式进行三相四线制电路有功电能的测量。图5-7三相四线制电路有功电能的测量（a）原理接线图（b）相量图第二节三相有功电能的计量当三相负载不对称时，例如在任何两相之间接有负载，如图5-8所示。则三相电路总功率为即图5-8三相不对称负载时有功电能的测量（a）原理接线图（b）相量图第二节三相有功电能的计量需要注意的是，三相四线制电路不能采用二表法测量电能，只有在三相电路完全对称的情况下，即时才允许，否则计量电能会产生误差，现分析如下：一般三相四线制电路中，三相电流之和。因此，各相负载消耗的瞬时功率为而二表法测量的三相瞬时功率只能是，因此按图5-9接线测量瞬时功率时，将引起误差图5-9三相四线制电路用二表法测量的接线图第三节无功电能计量方式单相电路中无功功率的计算公式为（5-16）三相电路中无功功率的计算公式为（5-17）当三相电压对称时，三相电路中无功功率的计算公式为（5-18）当三相电路完全对称，即ABC时，三相电路中无功功率的计算公式为（5-19）第三节无功电能计量方式一、正弦无功电能表如图5-9所示，感应式电能表的简化相量图I如果人为地创造一种条件，使得驱动力矩与磁通和的乘积以及负载功率因数角的正弦成正比，则这只电能表就可以直接反映出无功电能。正弦式无功电能表就是基于这样一种原理而制造的。U图5-10感应式电能表简化相量图第三节无...