电能计量基础知识培训教学文案.docx

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电能计量基础知识培训教学文案

电能计量相关内容培训

根据电气专业公司电气技术部提出的培训需求，培训基本包括以下内容：

一、电能表的分类：

二、测量用互感器的用途及接线方式

三、电能计量装置的构成

四、电能表测量各种电量的意义：

五、计量器具的选用

六、对电流、电压二次回路的技术要求

七、电能表接线对电能计量的影响

八、电能表在安装之前应确定的内容

九、电能计量装置新装完工后，在送电前应检查的内容

十、电能计量装置新装完工后，通电检查内容

十一、检查三相三线有功电能表接线是否正确的几种简便方法：

十二、检查三相四线有功电能表接线是否正确的简便方法：

十三、现场带电检查错接线的设备及判断方法：

十四、电能计量装置验收内容

一、电能表的分类：

1、从测量原理上可分为：

感应式电能表（机械表）、机电一体式电能表、电子式电能表。

2、从型号上可分为：

DD28（单相）、DT862（三相四线）、DS862（三相三线）、DX862（三相无功）DSSD（三相三线电子式多功能）DTSD（三相四线电子式多功能）其中第一个字母D代表电能表；第二个字母D代表单项有功、X代表三相无功、S代表三相三线有功、T代表三相四线有功；第三个字母S代表全电子式；第四个字母D代表多功能；后边的数字为系列序号。

目前我们公司在分类计量工程中曾使用过的电能表，属于全电子式多功能电能表；其型号有DTSD719、720、DTSD341。

3、从规格上可分为：

三相三线制：

参比电压3×100V

三相四线制：

参比电压3×57.7V/100V、3×220V/380V

单相制：

参比电压220V

4、从接线方式上可分为：

经互感器接入式和直接接入式；

经电流互感器接入的电流规格：

有：

3×0.3（1.2）A3×0.5

（2）A3×1.5（6）A3×5（10）A等。

直接接入的电流规格有：

3×5（20）A3×10（40）A3×20（80）A等。

目前电能表的电流规格大多设计成宽负荷，例如3×5（20）A，其中5表示标定电流，（20）表示最大额定电流。

最大额定电流为标定电流的4倍。

5、从测量精度上分可为：

有功0.2S级0.5S级0.5级1.0级2.0级无功0.5级1.0级2.0级

6、从用途上分可分为：

单项电能表、三相有功电能表、三相无功电能表、最大需量表、复费率电能表（分时）、多功能电能表、失压计时仪、铜损表、铁损表、预付费式电能表等。

二、测量用互感器的用途及接线方式

1、用途

测量用互感器是电力生产和供用电环节中不可缺少的一个部分，它是交流电能装置的重要组成元件。

在国家计量法规中，把测量用互感器列入了国家强制检定的计量器具范围。

强制检定就是在计量器具投入使用之前，必须经过县级以上人民政府计量行政部门（指定的或由质量技术监督局授权），依据相应的检定规程进行检定，检定合格的由检定部门发给国家统一规定的检定证书。

对检定不合格的发给检定结果通知书。

只有检定合格的计量器具才可以投入使用。

测量用互感器根据用途可分为：

测量用电压互感器和测量用电流互感器。

电压互感器的副边额定电压规定为100V，电流互感器的副边额定电流规定为5A（当原边额定电流不超过200A，国家规定也允许采用1A为次级电流）。

由于互感器副边电压和电流都规定了一个固定的值，所以使计量表计的制造实现了标准化。

测量用电压互感器和电流互感器的作用：

是将线路里的高电压和大电流按照比例变换成低电压和小电流，并降低到一定值。

同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离，使测量仪表回路与高电压供电线路之间不直接有电气上的联系，而是靠电磁感应来传输高电压系统中的高电压和大电流，从而保证了人身和测量仪表的安全。

2、接线方式

在高压三相电路的电能计量装置中，电流互感器的接线常采用以下两种方式：

（1）不完全星形接线（也称V形接线）此种接线方式只适用于三相三线制电路。

（2）完全星形接线（也称Y形接线）此种接线方式适用于三相四线制电路。

电压互感器原副边的接线方式常采用V形和Y形两种。

（1）在三相三线电路中，用两台单相电压互感器联接成V、v接线。

（2）用三台单相电压互感器原副边接成星形接法，组成三相电压互感器。

星形接法又可根据原、副边绕组中性点都直接接地（YN，yn0）；

原边中性点不接地，仅副边中性点接地（Y，yn0）；原边中性点接地，副边中性点经击穿保险器接地（YN，y-v0），分为三种接线方式。

三、电能计量装置的构成

电能计量装置作为电能贸易结算的“公平秤”,其合理性和准确性,直接涉及到电力企业和用电客户双方的经济利益，因此也就倍受双方的关注,为了能够准确计量电能在供销过程中流通的电能量,必须合理配置和正确设计电能计量装置。

电力部在DL/T448-91《电能计量管理规程》中对电能计量装置作出了明确的规定。

电能计量装置包括的主要设备有：

1、有功电能表、无功电能表；2、最大需量表、复费率电能表（计分时电量）、多功能电能表、失压计时仪；3、计量用电压、电流互感器及其二次回路；4、专用计量柜和计量箱；

以上电能计量装置中所包括的计量设备，在电能计量中都有各自不同的用途及意义，所计量的不同类别的电量，也是电力公司掌握和考核用户端用电情况的基本依据。

四、电能表测量各种电量的意义：

1、有功测量：

有功电能就是有功功率与时间的乘积。

有功电能的测量是为了计量用电单位在某一时期的用电量，供电部门根据所计量的用电量进行收费。

2、无功测量：

无功功率的平衡是维护电压质量的关键。

当无功功率不足的时候电网电压将降低；当无功功率过剩时电网电压必将上升。

电压水平的高低会影响电网的质量，也会影响各类用电设备的安全经济的运行。

由此看来，无功电能的测量对电力生产、输送、消耗过程中的管理是非常必要的。

它可用来考核电力系统对无功功率平衡的调节状况。

同时，通过对用户消耗的有功功率和无功功率的测量，考核负载的平均功率因数，根据用户负载功率因数的高低，减收或增收电费（称为功率因数调整电费），以经济手段来促进大工业用户合理补偿无功，提高用电设备的负载功率因数。

一般电力用户容量超过100KV.A都要计算功率因数调整电费。

3、最大需量的测量：

什么是最大需量呢？

最大需量是用户在一个电费结算周期中（比如一个月，电能表默认的是从月初的零点到月末的24点）指定时间间隔（如15分钟）内平均功率最大值。

为什么要测量最大需量呢？

因为供电部门在收取基本电费时，其中有一项是按照最大需量来收费的，主要是利用经济手段来控制用电的合理性。

任何一个用户用电都是要申请用电容量的，如果用户申请的容量大而实际负荷小，则供电容量就空占，投资大成本高。

如果用户申请的容量小而实际负荷大，则使设备、线路过负荷从而影响供电质量，甚至使设备损坏造成事故。

因此，供电企业与用电户之间就需要订立供用电合同，规定其最大负荷。

大工业用户实行的是两部制电价，其中基本电费可按变压器的容量收或者是按最大需量收。

当实际负荷超过合同中规定的最高需量时就加价收费。

需量不足限额时仍按限额收费。

目的是使发电、供电、用电设备发挥最大的经济效益。

4、分时计量：

目前北京地区从一月份到六月份、十月份到十二月份按三种费率收费，峰时段、平时段、谷时段。

七、八、九三个月按四种费率收费，尖峰时段、峰时段、平时段、谷时段。

实行峰谷电价，主要体现了电能商品的时间价差，电力企业利用价格经济杠杆作用，调动用户削峰填谷的积极性，从而实现移峰填谷的目的,缓解高峰期用电紧张的局面,是一项有效的需求侧管理手段，同时也会降低电力企业运行成本。

实行分时电价对提高用户、电力企业和社会的经济效益，都有明显的效果。

5、失压计时：

失压计时主要是为了记录由各种原因造成的电压断相和电压偏低的情况。

如果是高压用户某一相电压为零，那就少计1/2的电量，低压用户某一相电压为零，少计1/3的电量。

如果电压低所计量的电量也会减少。

所以，安装失压计时表，目的就是要记录用户失压的时间及电量，电费部门根据这些数据，进行电费的追补。

在《电压失压计时器技术条件》中对失压计时的条件也作出了相应的规定。

如果某相电压低于额定电压的78%±2V,而且该相电流大于标定电流的0.5%，并且持续时间大于七秒钟，则认为该相失压。

电能表能记录该相失压的起始时间、当时的功率及累计时间。

同时点亮事件报警灯。

当此相电压恢复至额定电压的85%±2V后,并且持续时间大于七秒钟，失压计时停止，失压状态解除，电能表将记录该相失压结束时间、当时功率，撤销报警状态

电能表可记录各相前一次至前十次的失压事件，包括失压的总次数、失压累计时间、失压期间的有功电量。

当三相电压同时满足失压条件时，电能表记录为三相失压事件，并记录三相失压发生的时间、结束的时间及当前总电量。

6、铜损、铁损的测量：

变压器的损耗包括两部分，铁损和铜损。

铁损又包括磁滞损失和涡流损失。

变压器在空载情况下所取得的功率，是消耗于铁损和原绕组的铜损。

而原绕组的铜损由于空载时对应的电流很小，和铁损相比是微不足道的。

因此，变压器在空载损耗可以近似的认为是铁损。

铜损又包括原绕组的铜损和副绕组的铜损，在一个给定的变压器中，铜损仅与变压器的负载有关。

目前我们安装在政府机构和工促局的综测仪就可以实现对铜损、铁损的测量。

五、计量器具的选用

北京电力公司作为售电单位，电能计量器具是电力公司的一杆秤，电费能否正常的回收，靠的是电能计量的准确性。

正因为如此，电力公司对电能计量工作非常重视，从管理到实施都有一个比较完善的体系作保证。

同时为了保证电能计量器具的性能、质量能够满足电能计量准确及可靠的要求，在《北京电力公司电能计量器具选用规定》中对计量器具的选厂、选型及技术要求都作出了详细的规定。

北京电力公司作为售电单位，电能计量器具是电力公司的一杆秤，电费能否正常的回收，靠的是电能计量的准确性。

正因为如此，电力公司对电能计量工作非常重视，从管理到实施都有一套比较完善的体系作保证。

同时为了保证电能计量器具的性能及质量，能够满足电能计量准确性及可靠性的要求，在《北京电力公司电能计量器具选用规定》中对计量器具的选厂、选型及技术要求都作出了详细的规定。

另外，北京电力公司选用计量器具，都是采用招投标的方式，所以在招标文件中对生产厂家的资质文件都有明确的要求。

我们在选用计量器具之前，要对厂家的生产资质及相关的技术文件进行审核。

第一要看生产厂家有没有《制造计量器具许可证》“CMC”许可证标志。

在《计量法》及相关法规中规定，以销售为目的制造检测计量器具，国家实行许可证制度。

制造企业必须依法通过省级以上人民政府计量行政部门（省级以上质量技术监督局），对其制造的计量器具的技术（型式检定），相应的生产设施，技术人员，计量检定体系，质量保证体系和售后技术服务体系等，进行全面考核，合格后发给《制造计量器具许可证》获得“CMC”许可证标志，授权使用认证，方可正式生产和销售。

如果获得“CMC”许可证标志授权的，其对应的计量器具的铭牌、说明书、外包装等相应部位会有国家统一规定的“CMC”标志。

第二如果选用电子式电能表，应要求厂家提供同型号产品的（型式试验）报告，如果型式试验合格，则说明电能表的电磁兼容性是符合要求的。

第三要有产品合格证、说明书、最好要有原始校验记录。

下面把我了解的关于电能表接线方面的问题及检查方法与大家共同探讨。

（以下检查接线的方法，是根据电源的接线方式，在不同接线的情况下所测得的功率计算得出的。

有些内容在电力行业职业技能鉴定指导中心编制的《电力工程用电专业》试题库中作为试题应用过。

六、对电流、电压二次回路的技术要求

1、互感器接线方式：

对于接入中性点绝缘系统的三台电压互感器，35kv及以上的宜采用Y/Y方式接线，35kv以下的宜采用v/v方式接线。

接入非中性点绝缘系统的三台电压互感器，宜采用Y0/Y0方式接线。

对于三相三线制接线的电能计量装置，其两台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。

对于三相四线制接线的电能计量装置，其三台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接。

2、35kv以上计费用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点，但可装设快速熔断器；35kv以下计费用电压互感器二次回路，不得装设隔离开关辅助触点和熔断器；35kv及以下用户应用专用计费互感器；35kv及以上用户应有电流互感器的专用二次绕组和电压互感器的专用二次回路，不得与保护、测量回路共用。

3、导线中间不得有接头。

4、色相：

导线最好用黄、绿、红相色线，中性线用黑色线。

5、接地：

为了人身安全，互感器二次要有一点接地，金属外壳也要接地，如互感器装在金属支架上，可将金属支架接地。

低压计量二次电流互感器不需接地。

电压互感器v/v接线在b相接地，Y/Y0接线在中性线上接地。

电流互感器则将2只或3只互感器的K2端连起来接地。

计费用互感器都在互感器二次端纽处直接接地，其他的一般在端子排上接地。

6、互感器的二次回路应采用铜质绝缘线连接，对电流互感器连接导线的截面积应不小于4mm2,对电压二次回路连接导线的截面积应按照允许的电压降计算确定，至少应不小于2.5mm2,。

七、电能表接线对电能计量的影响

交流电能表的正确接线是保证正确计量的首要条件。

但电能表能否实现正确的电能计量，不仅是取决于电能表和互感器的精度等级，更重要的是取决于电能表的正确接线（包括整个电能计量装置的正确接线）。

如果使用一具不符合精度要求的电能表，最多造成百分之几的误差，但错误接线给电能计量带来的误差却往往很大，特别是三相电能表，出现错误接线的种类有几十种，错接线的方式更是形形色色。

因此，由错接线造成的电量差错，可能达到百分之几十，有的错接线方式可能造成电能表停转，导致电量丢失。

有的错接线方式可能造成电能表某相反转，导致少计电量。

总之，错接线给电能计量工作会带来很大的损失。

因此，我们一定要充分认识到，不论所计量的数据是用于贸易结算的还是用于在线监测的，其计量的准确性是同等重要的。

对于电能表的错误接线，我们不但要善于发现和及时纠正，更重要是从源头上杜绝。

八、电能表在安装之前应确定的内容

1、三相三线电能表接线之前首先要确定用户的电源相序，以保证电能表的接线顺序与用户电源的相序保持一致。

相序一般分为正相序、逆相序两种；正相序有三种形式即ABC、BCA、CAB；逆相序也有三种形式即CBA、BAC、ACB；

2、找出B相电压，在高压计量系统中，有功计量一般采用三相三线制有功电能表，三相三线制有功电能表基本上是由三相两组元件构成的，第一组元件接线使用的是AB相电压、A相电流，第二组元件接线使用的是CB相电压、C相电流，B相电压为中性相。

（B相接地）

3、确定电流互感器的相别和极性。

4、三相四线电能表在接线之前首先要确定三相电压相序A、B、C、N方法：

用电压表准确找出中线，即三根线与第四根线的电压分别都为220V，则第四根线就是中线。

中性线不能与A、B、C、中任何一根相线颠倒。

因为在三相四线有功电能表接线正常时，三个电压线圈上依次加的都是相电压，即Uan、Ubn、Ucn。

若中线与A、B、C、中任何一根相线（如A相线）颠倒，则第一组元件上所加的电压变成Una，第二、第三组元件上所加的电压变成Uba、Uca。

这样，一是错计电量，二是原来接在B、C相的电压线圈和负载承受的电压由220V上升到380V，由于电压升高会对用电设备造成毁坏，所以为了防止中线和相线颠倒的故障发生，必须准确找出中线。

九、电能计量装置新装完工后，在送电前应检查的内容

1、复核所安装电能表及互感器的相别是否与工作单上所列内容相符。

2、检查电能表接线端子内的接线螺丝，互感器的接线螺丝，接线盒的接线螺丝是否紧固。

3、检查电能表安装是否牢固，电能表的倾斜度不能超过1-2度。

4、检查电能表的接线是否正确，特别要注意极性标志和电压、电流线头所接相位是否对应。

5、核对电流互感器的变比及电能表的倍率是否正确。

6、检查二次导线中间不能有接头和施工伤痕。

接地是否良好。

十、电能计量装置新装完工后，通电检查内容

1、检查接线：

主要检查电流互感器的极性是否与电能表的电流进出线相符。

2、用相序表测量电压是否为正相序。

如果对相序进行检查，在没有相序表的情况下，用以下方法也可以进行判断：

拉开用户的电容器后有功、无功表是否正转（电子表有功功率、无功功率都是正值）因为正相序时断开用户的电容器，就排除了无功过补偿引起的无功电能表反转的可能。

因为负载既然需要电容器进行无功补偿，必定是感性负载。

这样有功表无功表都正转才正常。

（电子式电能表液晶屏幕显示有功功率符号P+，无功功率符号Q1。

在电能表功率子菜单中显示有功、无功的瞬时功率都是正值。

）

3、检查电压与电流是否同相。

4、接头接触是否良好等。

5、用验电笔试验电能表外壳、零线接线端子应无电压。

。

十一、检查三相三线有功电能表接线是否正确的几种简便方法：

高供高量电能计量装置一般由三相三线有功、无功电能表和V、v12接线电压互感器、V、v12接线电流互感器构成。

1、实负载比较法：

通过实际功率与表计功率进行比较，如果误差范围较大，则可判断接线有错误。

运用的条件是负载功率必须稳定，其波动应小于±2%。

2、断开B相电压法：

若断开电能表的B相电压，电能表的转速比断开前慢一半左右，（此时电能表电压线圈承受的电压为额定电压的一半，转动力矩也降低一半）则说明原接线是正确的。

（此时观察电子式电能表的状态，有功脉冲输出指示灯闪烁的频率比断开B相电压前慢一半）

运用的条件是：

a、负载功率方向不变且稳定，负载应不低于额定功率的20%

b、三相电路接近对称电压接线正确。

c、电能表中不能有B相电流通过

d、负载功率因数应大于0.5小于1。

3、电压交叉法：

对换A、C相电压后，电能表不转，则可说明原接线是正确的。

因为A、C相电压交叉时，电能表产生的转矩为零。

（此时观察电子式电能表的状态，有功脉冲输出指示灯应不再闪烁）

运用的条件是：

a、负载功率方向不变且稳定，负载应不低于额定功率的20%

b、三相电路接近对称电压接线正确。

c、电能表中不能有B相电流通过

d、负载功率因数应大于0.5小于1。

当对换A、C相电压以后，电能表产生的转矩为什么为零。

下面通过向量图进行分析；

下图是正确接线时三相三线有功电能表感性负载时向量图及功率表达式

三相三线两元件电能表接线方式为：

第一组元件UabIa第二组元件UcbIcb相为中性相

图中UaUbUc为相电压UabUcb为线电压IaIc为相电流

Ф为功率因数角（电流和电压之间的夹角）线电压与相电压之间的角度为30度。

功率表达式：

P1=UabIaCOS（30°+Ф）

P2=UcbIcCOS（30°-Ф）

P∑=P1+P2

假定三相电压对称三相负载平衡Ucb=Uab=UIa=Ic=IФa=Фc=Ф

P∑=UI（COS30°COSФ－sin30°sinφ+COS30°COSФ+sin30°sinφ）

=UI（

/2COSФ－1/2sinφ+

/2COSФ+1/2sinφ）

=

UICOSФ

下面是对换A、C相电压以后的向量图及功率表达式

A、C相电压对换后，第一组元件接线由原来的UabIa变成UcbIa；第二组元件接线由原来的UcbIc变成UabIc

功率表达式：

P1=UcbIaCOS（90°+Ф）

P2=UabIcCOS（90°-Ф）

P∑=P1+P2

假定三相电压对称三相负载平衡Ucb=Uab=UIa=Ic=IФa=Фc=Ф

P∑=UI（COS90°COSФ－sin90°sinφ+COS90°COSФ+sin90°sinφ）

=0

4、测量线电压：

用万用表测电能表各电压端钮间的线电压：

正常时Uab=Ubc=Uca=100V（一般实际一次电压高于额定电压，二次电压也略高于100V），如果测出Uab、Ubc、Uca其中有不等于100V的现象，应该检查电压接线及电压是否有断开的情况。

十二、检查三相四线有功电能表接线是否正确的简便方法：

（1）、实负载比较法：

通过实际功率与表计功率的比较，如果误差范围较大，则可判断接线有错。

运用的条件是负载功率必须稳定，其波动应小于±2%。

（2）、逐相检查法：

接进电能表的三根火线中只保留A相，断开B、C相电压进线，检查A相接线，电能表应该正转。

同理只保留B相，断开A、C相电压进线，检查B相接线，电能表应该正转。

只保留C相，断开A、B相电压进线，检查C相接线，电能表应该正转。

运用此方法时每相负载不能低于额定负载的10%。

如果以上检查的结果与电能表的运行状态不符，则说明接线有错误。

至于错接线的方式是什么样的，需要借助设备通过测量各电压、电流的相位角度进一步作出判断。

三相四线有功电能表错误接线方式一般有以下几种：

1、电压、电流不同相（例如B、C相电压元件接错相）。

2、电流互感器副边反极性（接入电能表的某相电流进出线接反）。

3、复杂的还有两相电流互感器副边同时反极性，两相电压元件接错线。

4、三相电压中的A、B、C、中任何一根相线与N线颠倒。

以上不同的错接线方式所造成的差错电量也是不相同的，在这里不再进行分析。

下图是三相四线有功电能表正确接线的向量图及功率表达式

图中UaUbUc为相电压IaIbIc为相电流Ф为功率因数角

功率表达式：

P1=UaIaCOSФa

P2=UbIbCOSФb

P3=UcIcCOSФc

P∑=P1+P2+P3

P∑=UaIaCOSФa+UbIbCOSФb+UcIcCOSФc

=3UICOSФ

十三、现场带电检查错接线的设备及判断方法：

一、三相电能表现场校验仪：

功能：

能够测量三相电流、电压、有功功率、无功功率、相位、功、功率因数、频率。

能够现场校验感应式三相三线、三相四线有功、无功电能表，电子式

电能表。

有向量图实时显示功能，可以直接显示电压、电流相量图，瞬间识别错误接线。

电能表现场校验议是当今电力部门现场校验的有力工具，目前在北京电力公司已经普遍使用。

二、相位伏安表：

相位伏安表是一种既能测量交流电压、电流，又能测量电压和电流之间相位关系的电工仪表。

1、使用方法：

测量前应通过旋转功能开关正确选择测量参数及量限。

测量交流电压时，两根电压测量线中的红色线对应电能表的电压极性端，经电压互感器接入式电能表选200V量程，直入式电能表选500V量程；测量交流电流时，钳形电流互感器带红色“*”符号的一侧为电流输入端，量程应根据电能表标定电流选择。

测量电压与电流之间的相位角时，功能开关旋转至[U1I2]位置，电压测量线接[U1]端纽，用2#电流钳接[I2]端纽，测量结果为电流滞后电压的相位角。

2、带电检查应注意的事项：

⑴检查接线应遵照有关规程的组织措施、安全措施和技术要求进行，防止发生人身、设备事故。

⑵工作开始前，先拟定工作程序，然后按步骤进行。

⑶检查接线应认真、细致，对测量数据及电能表转动情况等做好详细记录。

⑷检查接线前应明确负载情况：

感性或容性、是否对称、cosφ的大致范围，且测量过程中，负载电流、电压以及cosφ应保持基本稳定。

3.检查步骤：

⑴确定b相电压及电压相序：

根据三相三线电能计量装置中，电压互感器V/V接线且二次侧b相接地的特点。

首先将相位伏安表的一只电压线夹接地，用另一只电压线夹依次触及表尾的三个电压端纽，正常时有两端纽对地电压约为100V，另一端纽对