功率表范文

时间:2023-03-20 11:08:41

功率表

功率表范文第1篇

[关键词]功率表;错误接线;纠正方法

中图分类号:TM933.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01

电压互感器及电量变送器是电网负荷调度、测量及保护等方面的重要元件,其测量的准确性直接影响了电力系统的经济运行、计量以及保护正确动作,由电流互感器、电压互感器接入功率表接线直接影响接入重要元件的准确性,因此必须掌握对错误接线的分析、判断。相量图法就是利用计量仪器测量各相电压、电流和相位,绘出错误接线图及表示各电压与电流间相互关系的相量图,然后结合负荷情况判断电能表的接线是否正确,并从相量图找到改正接线的途径。

1 功率表的正确接线方法及接线误差分析

(1)率表的正确接线方法。功率表的电流线圈(固定线圈)和电压线圈(可动线圈)各有一个端钮标有“×”或“±”的记号,为发电机端。测有功功率时,功率表的正确接线是:电流线圈与负载串联,电压线圈与负载并联,并且电流线圈的发电机端要接到电源端,另一端接到负载,电压线圈的发电机端可以接至电流线圈的前端钮(前接),也可以接在电流线圈后端钮(后接)。

(2)功率表的接线误差分析。瓦特表的接线误差其一为电流线圈消耗的功率,它与外加电压大小无关,而随负载电流变化;瓦特表的接线误差其二为电压线圈消耗的功率,它与该表电压的平方成正比。当接电流互感器时,瓦特表的接线误差增加了一项电流互感器引起的误差。相对而言,前接线方式在高电压小电流情况下接线误差较小,后接线方式在低电压,大电流情况下接线误差较小。

(3)功率的误差修正。当测量精度要求较高时,首先是选用高精度的测量仪表,其次将各测量值进行误差修正。即将功率测量值减去其误差得到实际功率,各种接线方式的误差值最好是用仪表实测阻抗后计算确定。

2 功率表错误接线

功率表错误接线,结果使可动部分反方向偏转,带动指针也反向偏转;或者在电压线圈和电流线圈之间出现较高电压,损坏线圈。

(1)电流线圈接反。电压线圈接线正确,电流线圈接反了。这时电流线圈中的电流方向与正确接线时相反,即与负载电流方向相反。

(2)电压线圈接反。电流线圈接线正确,电压线圈接反了,在电压、电流参考方向下,功率表指针反转。

(3)电流线圈和电压线圈都接反。电流相位差相等,指针不会反向偏转,但由于电压线圈支路的附加电阻很大,使电压线圈和电流线圈之间的电压较高,由于这两个线圈相距很近,所以在静电力的作用下,将会引起附加误差,同时还可能使线圈的绝缘击穿。

3 功率表错误接线分析

(1)两线圈间产生较大电位差的原因分析。设电源电压U=220V电源“―”端点为电位的基准点,即V-=0,则“+”端点电位V+ = 220V,由于附加电阻远大于可动线圈的内电阻,因此,电流通过电阻时,220V的电压几乎全部降落在电阻上,于是整个可动线圈的电位与“―”端点的电位近似相等且为零,即Va= V-= O;而固定线圈与“+”端点相连,其电位与“+”端点电位相同,为220V,两线圈间就产生了电位差,近似为220V。

(2)两线圈间引起较大静电误差的原因分析。彼此靠近的两线圈之间被空气隔开,形成一个电容器当两线圈间有电位差时,相当于电容器充电,两极间便产生静电场力相互吸引。根据电容器两极间电场力的公式,每个极板所受的电场力为:

式中:为介电系数;为电场强度;为电容器一个极板的面积。

上式表明,两线圈间的静电场力跟它们间的电位差的平方成正比。由此而产生的附加力矩也跟电位差的平方成正比。正是这个附加力矩使得功率表的可动线圈发生偏转,造成较大的静电误差。

4 根据指示值判别

(1)新安装或改动后的测量回路。当测量功率与实际值不相符时必须对互感器极性进行测试,电压回路可用相序表进行判断,而电流互感器的极性可用在电流互感器一次侧加直流,二次侧用直流电流表检查其极性,电流回路的相序可采用六角图法进行检查;如果相序和极性均正确,必须检查端子接线和接入回路表计的接线是否正确。

(2)正常运行中发现测量表计读数错误。在正常运行中发现表计数值有异常时:①先分析负荷性质,若无功功率指示为零,说明电流回路其中之一极性反接;若无功表指示为负值(指针反偏),说明电流回路与电压回路不对应。②再根据有功表读数进一步分析若有功为零,说明电流回路接反;若有功为负值,说明电流回路接反,同时极性也接反。

(3)其他判别方法。①采用保护回路矢量分析仪,分析保护回路矢量分析仪可进行三相电压、电流相角、频率、功率因数等电参数高精度测量,能判别电流互感器极性接法的正确性。②采用电能计量芯片SA9904A及PIC系列单片机判断,由钳形表接入电流,通过鳄鱼夹接入电压,无需断电,估计当前负荷性质就能判断接线错。

5 力矩法和相量图法判别

(1)力矩法的具体步骤:①拆除B相电压,则功率表应该指示一半的功率。②将A,C相电压接线互换位置,指示应为零。如果符合上述情况,则为正确接线,否则接线有误。只要三相电压相序接入正确,可根据上述常见三种错误接线方式,查找出属于那一种错误接线方式,然后纠正过来。

(2)相量图法可使用MG29型钳形相位伏安表,具体步骤为:①检查电压相序:接UAB为U1,UBC为U2,如果相位指示为1200,则为正相序,如果相位指示为2400,则为反相序。②取UAB为UA使用IB分别卡住A,C相电流,钳形表“*”应指向电流流入方向,并作记录。③观察线路负荷性质是容性或感性。④根据测量结果画出相量图,核对负荷性质,查出错误所在。⑤按正确接线重新接入仪表,并再测相量,检查复核。在使用MG29型钳形相位伏安表时应注意,回路电流不能太小,应大于1安培。(见图1)

6 结束语

(1)当出现功率表指示异常时,可根据有功、无功功率指示值判断接入表计的极性错误或互感器极性错。

(2)根据功率因数(电流与电压相位差)进行判别,当功率因数较高时有功功率测量值较小,表明电流回路有一相极性接反。

(3)当新安装的回路功率测量指示值与实际负荷不相符时应进行全面试验检查,不能简单改变测量仪器的接线可根据实际值与测量值之比求出电能测量的更正系数,对电量进行更正。

(4)对极性相序有要求的保护继电器也可采用上述方法,简单、实用,有一定应用价值。在现场有条件的情况下,可采用保护回路矢量分析仪对电流、电压进行相序及极性判别。

(5)通过对接线错误时导致定圈和动圈之间产生较大电位差及引起静电误差的原因分析,从有功测量值、无功测量值、互感器极性和相序以及测量仪器的接线判断分析,提出了功率测量错接线时的判断方法。

参考文献

[1] 田宏亮.向量图法分析三相功率表错接线[J].山东工业技术,2013(10).

[2] 丁辉.电能计量装置的误接线分析[J].水电站机电技术,2011(11).

[3] 刘稔,佟锐,郑继明,郭新江, 王雪.电能计量装置现场检验技术研究与应用[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2014(7).

功率表范文第2篇

【关键词】功率表;原理;接线方式选择

一、功率表的结构和工作原理

在电力系统中,虽然用于测量功率的表计种类很多,但它们都同属于电动系仪表。这种仪表有两个线圈:固定线圈(又称定圈)和可动线圈(又称动圈)。定圈分为两个部分平行排列,这使得定圈两部分之间的磁场比较均匀。动圈与转轴连接,一起放置在定圈的两部分之间。仪表工作时,定圈和动圈中都必须通以电流,假设定圈中通过的电流为I1,动圈中通过的电流为I2。I1的作用是在定圈中建立磁场,磁场的方向由右手螺旋定则确定。对于一个已制成的仪表,定圈的参数是固定的。因此磁场的强弱只与I1有关,且正比于I1。当动圈中通以电流I2时,磁场将对I2产生一个电磁力F,使可动部分获得转动力矩M而偏转。其电磁力F的方向可由左手定则确定。如果I1、I2同时改变方向,用左手定则判断可知,电磁力的方向不变,即转动力矩M的方向不变。所以电动系仪表既能测量直流电路又可测量交流电路。

二、功率表的读数

由于功率表的电压线圈量限有几个,电流线圈的量限一般也有两个,如图1所示。若实验室所设计的日光灯电路实现的功率表电流量限为0.5A-1A,电流量程换接片按图1中实线的接法,即为功率表的两个电流线圈串联,其量限为0.5A;如换接片按虚线连接,即功率表两个电流线圈并联,量限为1A。表盘上的刻度为150格。如功率表电压量限选300v,电流量限选1A时,我们用这种额定功率因素为1的功率表去测量,则每格为2W,即实数的格数乘以2为实际被测功率值。

三、功率表的一般接线方式

1.功率表一般有两种不同的接线方式

(1)第一种接线方式

第1种接线方式电路如图2(a)所示,功率表电压线圈带“*”端向前接到电流线圈带“*”端。在这种电路中,功率表电流线圈中的电流虽然等于负载电流,但功率表电压支路两端的电压却等于负载电压加上功率表电流线圈的电压降,即功率表的速数中多了电流线圈的功率消耗。因此,这种接线方式适用于负载电阻远大于功率表电流线圈电阻的情况,此时可保证功率表本身的功率消耗对测量结果的影响较小。

(2)第二种接线方式

第二种接线方式如图2(b)所示,功率表电压线圈带“*”端向后接到电流线圈不带“*”端。在这种电路中,功率表电历支路两端电压虽然等于负载电压,但电流线圈中的电流却等于负载电流加上功率表中电压支路的电流,即功率表的读数中多了电压支路的电流。因此,这种接线方式适用于负载电阻远小于功率表电压支路电阻的情况.此时也可保证功率表本身的功率消耗对测量结果的影响较小。

图2中,w即为单相功率表,测量单相交流电压时,可根据实际情况选择两种方法中的一种。

图2 用功率表测量直流电路的功率

(a)第一种接线方式;(b)第二种接线方式

2.单相功率表测量三相四线制电源功率电路的接线

图4是用单相功率表测量三相三线制电源功率电路的接线图。图3电路图是用两只单相功率表与三相电源连接进行功率测量的电路的总功率为两只功率表的读数之和。如果负载的功率因数低于0.5,则会有一只功率表的读数为负值,即该功率表指针会反转。为了取得读数,这时需要将该功率表电流线圈的两个端钮对换,使指针往正方向偏转。这时所测量的功率应为两只功率表读数之差。

4.功率表的型号及规格数据

选择功率表的量限时,除了考虑应有足够的功率量限外,还应注意正确选择功率表中的电流量限和电压量限,务必使电流量限能容许通过负载电流,电压量限能容许通过负载电压。

参考文献

[1]林金秀.浅谈直流系统中两种典型接线的选择[J].电力与电工,1999(04).

[2]李植蓬.测量中小型三相异步电动机功率的瓦特表接线方式的探讨[J].电机与控制应用,1983(04).

功率表范文第3篇

关键词:电磁式互感器 功率表相位差 损耗测量 误差

中图分类号:TV文献标识码: A

1、引言

使用常规损耗测量系统测量变压器空载损耗和负载损耗时,由于使用电磁式互感器使原边电压、电流与副边二次测量系统电压电流间产生了比值差(∆U/U, ∆I/I)和相位差(δu,δi)。同时,由于电动式功率表电压回路电感影响,使施加在回路两端的电压与流过线圈的电流之间产生相位差(δw),由于电感很小(rad),其中ω为角频率,L为电压回路电感值,R为电压线圈和附加串联电阻总和,这样互感器和功率表综合相位差为。

变压器空载损耗和负载损耗的功率因数很低,特别是低损耗和高阻抗变压器。通常电力变压器空载损耗功率因数cosφ0=0.35~0.1,功率因数角φ0=70°~85°,而负载损耗功率因数cosφk=0.1~0.01,功率因数角φ0=85°~89.5°,因综合相位差δ使cosφ0变为cos(φ0+δ),cosφk变为cos(φk+δ),损耗测量结果会产生可观的测量误差。

2、电磁式互感器的误差

电磁式互感器一、二次之间的比值差和相位差与所带负载,亦即所配用的仪表和与仪表的连接线总阻抗有关,并随量程范围内实际使用值而变化。这就使已定系统误差难于从未定系统误差和随机误差中分离出来。

表1:各准确度级别电压、电流互感器比值差限值

互感器的准确度级别是用引用误差表示的,即以满刻度值为基准。由表1可以看出互感器的选择应尽可能使用80%~110%额定量程之间,这样比值误差最小。

表2:各准确度级别电压、电流互感器相位差限值

只要负荷大小和负荷功率因数在规定的范围内互感器的比值差和相位差的变化不会超过互感器准确级的误差限值。因此,把互感器各准确级规定的误差限值和功率表电压端子上电压与流过电压线圈的电流之间的相位差造成的损耗测量误差作为已定系统误差。把诸多因素可能产生比值差和相位差的变差归于未定系统误差,例如:检定用标准互感器的误差、仪器及线路损耗、负载损耗随绕组和油平均温度的变化、确定绕组和油平均温度产生的温度误差造成的测量损耗等等。

本文专门讨论由电磁式互感器的比值差,电磁式互感器和电动式功率表的综合相位差造成的测量三相变压器损耗的测量误差,即已定系统误差。

3、变压器功率因数cosφ

根据有GB/T6451-2008 油浸式电力变压器技术参数和要求的规定,负载功率因数cosφk<0.1, φk>84°,实际生产的变压器负载损耗越来越小,同时短路阻抗不但不会降低,大容量变压器还要求提高短路阻抗,负载功率因数越来越低,φk超过89°。

根据有GB/T6451-2008 油浸式电力变压器技术参数和要求的规定,35kV及以上电压等级的电力变压器(自耦变压器除外)通常空载功率因数cosφ0>0.1, φ0<84°,实际生产的变压器空载损耗越来越低,空载电流却随之有较大的降低,导致cosφ0却有上升趋势。

4、三功率表法的测量误差β

为了简化分析过程,设三相电源对称平衡,变压器的三相阻抗也对称平衡,则三相线路中相电压、相电流和功率因数角均相等,且三相互感器和功率表性能相同。

实测损耗P′为:P′= PA′+PB′+PC′=3U′I′cosφ′

实际损耗P为:P= 3UIcosφ

实测与实际的电压、电流和功率因数角间的大小关系为:

I′=I+∆I,U′=U+∆U,φ′=φ+δ,δ=δu-δi-δw(1)

实测与实际的电压、电流和功率因数角间的量关系如图1所示:

∆I、∆U为电流、电压互感器一次二次间的电流、电压误差,δu和δi为相位差,δw为功率表电压端子二端电压和电压线圈内电流间的相位差。

三功率表法测量损耗的相对误差β

(2)

将(1)式带入(2)式:

在上式中与前三项相比可以忽略不计,又因为δ仅以分计,所以cosδ≌1,sinδ≌δ(以弧度计),则上式简化为:

上式中远小于1可以忽略不计,当δ以分计β用百分数表示时:

(3)

上式中是电压、电流互感器的比值差造成的测量误差,是由互感器和功率表的综合相位误差造成的测量误差,当采用高准确级的互感器(如0.01级仅为0.01%)负载φ>85°时,前面一项与后一项相比可忽略不计,通常可简化为:

(4)

当整个测量系统中各仪器仪表的综合相位差相差为+1′时,不同的功率因数角φ与损耗测量误差百分数β对应的关系如图2所示。

5、结论

功率表范文第4篇

【关键词】反射功率;快速驻波比保护;联锁1灯;调制器内锁

1.前言

在DF100KW发射机的输出网络中,不可能达到理想的匹配状态,当负载与设备不处于理想匹配状态时,入射功率中的一部分不能被负载吸收,而是消耗在设备的输出电路中,称为反射功率。反射功率对设备有较大损害,并且严重影响其稳定运行,如果反射功率过大,将会在发射机平衡转换器、谐波滤波器及高末槽路等部位产生高电压,导致打火,严重时将损坏真空电容、电感等元件,故在发射机上要设计安装反射功率监测系统,即驻波比保护电路。该系统由两个部分组成,一个是机械保护,即反射功率表保护,当反射功率超过一定值时(反射功率表上红色指针设定的功率值),反射功率表内部的继电器动作,发射机将从高功率降到低功率,如果超过三次,则将掉高压,发射机被关断。由于继电器机械保护动作时间为毫秒级,对于某些雷电、天馈线系统的打火等,引起瞬间反射功率过大是不起作用的,因而该发射机还安装了一个高速驻波比保护电路,即1A17电路,采用电子保护方式,使保护动作时间提高到了微秒级。通过这两种驻波比保护电路,可以高性能的监测发射机的驻波比,使发射机稳定运行。

2.在实际工作中引起反射功率过大的几个典型故障分析

2.1 联锁1灯(控制1信号)指示故障

2.1.1 故障现象

“反射功率切断”指示灯亮,九单元联锁1灯不亮,非工作指示灯亮,发射机末前级阴流,高末栅压、栅流正常,高末级无屏压、屏流、帘栅压、帘栅流,无功率输出,发射机无法正常工作。

2.1.2 故障分析

联锁1灯是检测驻波比正常与否的指示灯,其控制线路(如图1所示)。它是由1PS2供电,经反射功率表6A3中的一个继电器接点、光电耦合器U4、快速驻波比检测1A17上的场效应管Q2及限流电阻和若干端子组成的。当反射功率未达到过荷设定值,6A3内的继电器接点闭合,1A17内的场效应管Q2导通,则联锁1灯亮。当反射功率超过设定值或1A17检测到过荷时,联锁1灯熄灭,或非门U2A输出低电平,产生非工作指令信号,封锁调制器。联锁1灯不亮说明这个控制线路有故障,如反射功率表的接点合不上,Q2开路及光耦U4损坏等等。用逐点电压测量法可以很快找到故障点。

2.2 反射功率切断故障

2.2.1 故障现象

(1)反射功率切断,不掉高压。(2)反射功率切断,掉高压(有时伴有低功率锁定、功率限定,有时还会高末阴流过荷)。

2.2.2 故障分析

对于(1)现象产生的主要原因有天馈线系统瞬间打火(如飞鸟、天气等),定向耦合器不良,外电闪落,1A17动作。对于(2)现象产生的原因包含很多方面:a.波段组件不到位;b.波段短路卡环打火;c.3L12与3L13的连接杆接触不良;d.谐波滤波器盘香电感滚轮脱轨或电容不良造成阻抗变化;e.平衡转换器打火烧断连接或传动组件不良造成不到位;f.高末负载脱轨或转动不良;g.天馈线断落;h.反射功率表故障。

以下为电子管输出回路的阻抗变换状况:

高末级电子管屏极800?高末调谐100?高末负载75?谐波滤波器75?平衡转换器300?天馈线系统高速驻波比检测板1A17的过荷设定值为:20kW;反射功率表的机械设定值为:10kW。当高末调谐变化时会改变反射功率(特别是在新开频时),当高末调谐和高末负载变化时会改变输出阻抗使高末阴流变化,当谐波滤波器和平转变化时会使反射功率变化。即高末调谐、调载时改变了电子管的负载阻抗,从而改变了阴流。

2.2.3 故障处理

对于现象(1)可先不处理,维持播音。对于现象(2)必须先寻找代播,再查找故障点进行处理。

2.3 反射功率表故障

2.3.1 故障现象

倒频时突然反射功率切断亮红灯,按复位无效,且9A5板控制1灯灭,无法开机。或者:播音途中,外电闪落,反射功率切断亮红灯,按复位无效。

2.3.2 故障分析

故障原因为反射功率表内两接点动作,分别是常闭接点6A3-15、6A3-16在加电后没有断开,常开接点6A3-11、6A3-12在加电后没有吸合,机械卡死(有残磁),造成反射功率切断亮红灯。控制1灯灭,同时封锁调制器。

在反射功率未达到过荷值时,6A3内的继电器接点闭合。1A17内的场效应管Q2到地,U4导通,控制1灯产生电流通路而发光。Q1正常时为截止,Q2正常时为导通。现在控制1灯灭,说明+24V电源通路断开,U4处于截止状态。这其中可能存在:(1)反射功率表故障;(2)1A17上Q2开路或者1A17确实检测到持续反射功率过荷Q2截止;(3)U4损坏。

判断过程如下:

(1)先将1A17的TB1-16脚直接接地,判断1A17是否已动作或Q2是否损坏。若仍不亮,说明1A17正常。(2)用万用表测量电流通路,若6A3-11端有电压+24V,而6A3-12端无电压则可判断为反射功率表故障或已动作,接点断开。(3)若反射功率表正常,测量U4-1和U4-2是否有电压24V,若无则U4坏(U4-1、2脚正向不通)。若有则测U4-5是否有15V电压,有则为U4坏,无则R44或指示灯坏。

当检测到驻波比过大时,由反射功率表的第A端输入控制,使6A3-11、6A3-12断开,同时6A3-15、16吸合。

总之:当反射功率过荷时,(1)1A17动作:1A17上Q1导通,使1K54的13、14线包得电,Q2截止使控制1灯灭。(2)6A3动作:6A3-11、12断开,使控制1灯灭;同时使6A3的15、16吸合。(3)1K54得电后使1K54-5、9吸合1K44线包得电,1K44-5、9接点吸合,使1K44-10、2常闭接点倒向1K44-10、6导通,则反射功率切断指示灯由绿变红。

2.3.3 故障处理

当出现反射功率表故障时:(1)首先寻找代播。(2)敲击反射功率表,观察反射功率切断灯是否变绿,若现象依旧,则用下面方法。(3)将反射功率表6A3-15、16断开(注意有115VAC),将6A3-11、12接点短接(+24V)。记住此时反射功率表没用。(4)拆下修复反射功率表。后针对B02机反射功率确实增大情况,检查了平衡转换器的随动电位器,发现其已经烧开路。更换调整后正常。

图2

2.3.4 注意事项

在日常的维护中为了迅速处理该故障,机房已经将反射功率表改造,即将6A3-11、12接点短接(+24V)甩开反射功率表。在机器面板反射功率表的底下安装有短路反射功率表的小豆开关,紧急情况下只需将该小豆开关由“正常”“短路”即可(如图2所示)。

2.4 加调幅后频繁反射功率过荷故障

2.4.1 故障现象:发射机只有高压时,反射功率不过荷,加调幅后反射功率频繁过荷,切断高压,有时伴有高末调谐电容打火,高末阴流过荷。

2.4.2 故障分析:不加高压不过荷,加了调幅过荷,说明是高末输出回路有问题,即从高末电子管到天馈线都可能有故障点,调幅加了后电压增大,如果该故障点耐压下降,即会瞬间产生大电流,引起高末级过荷,反射功率过荷,高末级打火。

2.4.3 故障处理:先寻找代播机,接着排除天馈线是否有问题,若天线有问题,则迅速处理;若天馈线没有问题,则从输出网路开始逐段查找故障点,一一排除。

3.反射功率装置日常维护

为了确保能够准确可靠的监测反射功率,在日常的检修工作中要定期检查反射功率表接线连接情况,如有松动,立即紧固,并且用小毛刷将线路上的灰尘刷干净,并且查看反射功率表的灵敏度,如下降,则立即更换;对高速驻波比保护电路也要定期清洁,确保其监测的灵敏度,定期查看其上元器件,确保其可靠性。

4.结束语

DF100A型100kw短波发射机驻波比监测系统是发射机很重要的一个组成部分,通过对其原理的分析,使我们了解了在日常维护中如何应对反射功率切断故障,明白了监测驻波比在发射机稳定运行中的重要性,提高了维护好该装置的能力,确保发射机可靠稳定的运行。

参考文献

功率表范文第5篇

关键词:实验;一题多解;伏安法;创新思维

题目(2011年广东省佛山市中考物理试题)晓强同学想用伏安法测定额定电压为U0的定值电阻元件的额定功率。请你帮他完成以下工作:

(1)本实验的原理是_______。

(2)根据实验原理请你在框内画出实验电路图。

(3)晓强同学按设计好的实验电路图把相关的实验器材连接好,闭合开关后发现电路有故障,经检查发现是电流表(或电压表)坏了。请你在不增加实验器材的前提下,任选一种情况测定元件的额定功率。要求画出实验电路图。简述主要实验步骤并写出额定功率表达式。(已知滑动变阻器的最大阻值为R0)

这是一道利用电压表和电流表测定定值电阻额定功率的电学实验综合设计题。求解此类型题目的重要方法是:认真审题,弄清题意,针对自己所选的情况,根据题目所给的已知条件和相应电路状态的有关规律,画出实验电路图,根据欧姆定律,串并联电路特点,先求出定值电阻的阻值,然后利用电功率公式(或电功率推导公式)进行求解。本题第(3)问有两种情况,每一种情况中的电压表或电流表可以使用一次或多次,因此可以针对每一种设计的电路状态画图,简述主要实验步骤,求解出定值电阻的阻值后写出额定功率表达式。

本题的已知条件是:定值电阻,最大阻值为R0的滑动变阻器,还有伏安法测定定值电阻元件的额定功率中的所有器材,其中所蕴含的电源电压是恒定不变的。

本实验的原理是P=UI。伏安法测电功率的实验电路图如图1所示。

本题第(3)问有两种情况,每种情况分别有八种方案,八种方案中又分为两大类。

1.假设电流表损坏

1.1采用双伏法测量

方案一:

①按图2电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电压表的示数为U1;

②再将电压表并联在滑动变阻器两端,读出电压表的示数为U2。

分析:电路中的电流为;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案二:

①按图3电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电压表的示数为U1;

②再将电压表并联在电源两端,读出电压表的示数为U2。

分析:电路中的电流为;定值电阻

则所测额定功率表达式: 。

方案三:

①按图4电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电压表的示数为U1;

②再将电压表并联在电源两端,读出电压表的示数为U2。

分析:电路中的电流为;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

1.2采用单伏法测量

方案四:

①按图5电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,断开开关,读出电压表的示数为U1;

②再将开关闭合,读出电压表的示数为U2。

分析:断开开关时,电路中的电流为;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案五:

①按图6电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,断开开关,读出电压表的示数为U1;

②再将开关闭合,读出电压表的示数为U2。

分析:断开开关时,电路中的电流为;定值电阻

则所测额定功率表达式:

方案六:

①按图7电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电压表的示数为U1;

②再将滑片P移至最左端,读出电压表的示数为U2。

分析:滑片P移至最右端时,电路中的电流为;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案七:

①按图7电路图连接实验电路,将滑片P移至滑动变阻器中点处,闭合开关,读出电压表的示数为U1;

②再将滑片P移至最左端,读出电压表的示数为U2。

分析:滑片P移至滑动变阻器中点时,电路中的电流为;定值电阻。

则所测额定功率表达式:。

方案八:

①按图7电路图连接实验电路,将滑片P移至滑动变阻器中点处,闭合开关,读出电压表的示数为U1;

②再将滑片P移至最右端,读出电压表的示数为U2。

分析:根据两次移动滑片位置时,电源电压相等列方程, ,解得。

则所测额定功率表达式:。

2.假设电压表损坏

2.1采用双安法测量

方案九:

①按图8电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电流表的示数为I1;

②再将电流表串联在滑动变阻器中,读出电流表的示数为I2。

分析:定值电阻两端电压为U=I2R0;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案十:

①按图9电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电流表的示数为I1;

②再将电流表串联在电源中,读出电流表的示数为I2。

分析:定值电阻两端电压为U=(I2-I1)R0;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案十一:

①按图10电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电流表的示数为I1;

②再将电流表串联在电源中,读出电流表的示数为I2。

分析:定值电阻两端电压为U=I1R0;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

2.2采用单安法测量

方案十二:

①按图11电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,断开开关,读出电流表的示数为I1;

②再将开关闭合,读出电流表的示数为I2。

分析:定值电阻两端电压为U=(I2-I1)R0;

定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案十三:

①按图12电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,断开开关,读出电流表的示数为I1;

②再将开关闭合,读出电流表的示数为I2。

分析:定值电阻两端电压为U=I1R0;定值电阻

则所测额定功率表达式:。

方案十四:

①按图13电路图连接实验电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,读出电流表的示数为I1;

②再将滑片P移至最左端,读出电流表的示数为I2。

分析:根据两次移动滑片位置时,电源电压相等列方程,I2R=I1R0+I1R,解得定值电阻;

则所测额定功率表达式:。

方案十五:

①按图13电路图连接实验电路,将滑片P移滑动变阻器中点处,闭合开关,读出电流表的示数为I1;

②再将滑片P移至最左端,读出电流表的示数为I2。

分析:根据两次移动滑片位置时,电源电压相等列方程,,解得定值电阻;

则所测额定功率表达式:。

方案十六:

①按图13电路图连接实验电路,将滑片P移滑动变阻器中点处,闭合开关,读出电流表的示数为I1;

②再将滑片P移至最右端,读出电流表的示数为I2。

分析:根据两次移动滑片位置时,电源电压相等列方程,,解得定值电阻;

则所测额定功率表达式:。

需要说明的是,方案七、方案八、方案十五以及方案十六虽然由于滑动变阻器中间值不准确,但在有限条件的探究实验中也是几种有创新意义的设计方案。

功率表范文第6篇

关键词 射频输出监视;特殊故障检修

中图分类号:TN948 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)14-0142-02

TSD-10DAM中波全固态数字调幅发射机是上海明珠广播电视科技有限公司研发的一种全新的中波广播发射机。该机电声指标好,整机效率高,工作稳定性好。我台于2002年10月引进并投入发射播出,十二年来其优良的指标,极强的工作稳定性,大大节省了发射工作的运行维护成本。但相应的该机也有其自身缺点:抗雷电性能相对较弱,在外电电压波动和大的电流波动都容易造成发射机内部元器件的损坏。

1 故障现象

功率4.6 kW时,整机电流显示50 A。且第一块大台阶功放亮红灯,而发射机其他表值正常。

今年四月份的一个阴雨天气,我们在一次交接班过程中,发现发射机功率在升到4.6 kW时,整机电流已经是50 A左右。为了保护发射机,没有再继续升功率。

2 初步判断及处理

打开发射机中门,通过正面联锁门上小孔观察,发现第一块大台阶功放亮红灯,关机后取下该功放板检查,第一块大台阶功放板半边通路烧坏,具体为一只保险管烧断,两只场效应管击穿短路。更换新的保险管和场效应管后开机观察,第一块大台阶功放板指示灯正常,而故障现象并未消除。

3 故障及原理分析

首先用假负载判断发射机输出功率是否正常,将天线从同轴开关处断开接上假负载,开机升功率,假负载功率表指示为9.4 kW,发射机整机电流显示为50 A。但发射机功率表指示仍然为4.6 kW,整机电流为50 A。说明发射机工作正常,仅仅是功率表显示电路有故障。在此情况下对与功率显示相关的电路作出逐一分析。

首先,射频输出取样板A26(如图1、图2所示)的射频功率表定向耦合电路,射频功率表是用来测量发射机的射频入射功率和反射功率。由两组电流、电压取样电路构成。射频输出取样板A26的T2是定向耦合器的电流取样元件。T2两端电阻R3、R4和R5、R6接成中点接地形式,把电流取样转变为了电压取样,而在绕组两端又可得到相位差成180?的电流取样信号。C5、C6组成的电容分压器得到的电压取样信号、T2的非同名端(180?相位差)电流取样信号作为射频入射功率测量。C7、C8组成的电容分压器得到电压取样信号和T2同名端(同相位)电流取样信号用于反射频射功率测量。

入射功率耦合电路,入射功率电流取样从射频输出取样板A26的T2经R3、R4通过J1-3送到射频输出监视板A27的检波二极管VD1(1N4148)正极。经跳接插头P1(1-2脚)到调节幅度调整器C3、C56、C57。经低通滤波器L1、C2滤除射频成分,经隔离电阻R1和稳压二极管VD31组成的稳压电路,从C1上输出10V的直流推动电压经J2-1送到监测显示板A32的J3-1,最后送到功率表指示入射功率。

反射功率耦合电路与入射功率耦合电路原理相同。来自输出取样板A26的T2经R5、R6通过J1-5送到射频输出监视板A27的检波二极管VD2(1N4148)正极。经跳接插头P2(1-2脚)到调节幅度调整器C4、C54、C55,电压与电流同相,处于平衡,VD2无电流流过,反射功率为零。当天线系统出现故障时,VD2上平衡被打破有电流流过,输出直流信号,这个直流信号通过隔离电阻R4经J2-3送到监测显示板A32。射频输出监视板A27电路中R3是耦合器负载电阻,C5、C6滤除射频、调制音频。

经过对电路原理的分析,首先检查功率表表头有无故障,经查功率表表头正常。

4 根据原理判断故障

判断是入射功率指示错误。入射功率检波输出理论上是10 V,实际测量为4.6 V,对照另一台正常发射的TSD-10DAM同型号发射机,测得实际工作正常值为9.5 V,所以怀疑入射功率耦合电路检波二极管VD1(1N4148)有问题,拆下VD1用万用表测量,VD1反向电阻为30 Ω,而VD1(1N4148)管的反向电阻正常值应为3~4 MΩ。

5 故障处理:更换新的二极管(1N4148)

更换新的二极管后,将发射机接上假负载,开机升功率,假负载功率表指示为10 kW,发射机整机电流显示为50 A。发射机功率表指示为10 kW。说明发射机已经恢复工作正常。

6 结论

这次发射机故障为外部原因引起,在当天下雨时的雷电引起电压波动或大的电流波动冲击造成发射机电路元件损坏。在遇到此类故障时,不要盲目升功率,使故障升级,造成不必要的损失。应根据原理详细分析,逐步排除。

参考文献

[1]陈晓卫主编,蒋泽汉主审.全固态中波广播发射机使用与维护[M].

功率表范文第7篇

1、有功电能的测量方法

以三相四线电子式有功电能表为例,现在我单位使用的三相四线多功能电能表,其电流Ia、Ib、Ic分别通过第一元件、第二元件和第三元件的电流线圈,电压Ua、Ub、Uc分别并接于第一元件、第二元件和第三元件的电压线圈上,因此三相四线电路可看成由三个单相电路组成,所以总的电能为各相电能(以功率表示)之和。功率表达式为:

P=UaIacosφa+UbIbcosφb+UcIccosφc

当三相电路平衡时

Ua=Ub=Uc=U0

Ia=Ib=Ic=I0

φa=φb=φc=φ0

则P=3U0I0cosφ0

由上式推导结果表明:三相四线电子式有功电能表不论电压是否对称,负载是否平衡,只要正确接线,都可以正确计量三相四线电路中的电能。

2、三相四线有功电能表主要用于低压三相四线制电路。一般常容易出现如下几种错误接线:

其一相电流互感器二次极性接反

假如B相电流互感器二次反极性,则各个元件所计量的功率表达式为:

第一元件:Pa′=UaIacosφa

第二元件:Pb′=Ub(-Ib)cosφb=-UbIbcosφb

第三元件:Pc′=UcIccosφc

三元件功率之和为

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=UaIacosφa-UbIbcosφb+UcIccosφc

当三相电路平衡时

Ua=Ub=Uc=U0

Ia=Ib=Ic=I0

φa=φb=φc=φ0

则P′=U0I0cosφ0

而实际输出电能P=3U0I0cosφ0,故P′≠P。

由以上分析推导可知,本例错误接线造成的计量误差是只计量了三分之一的有功电能,乘以3才为实际有功电能值。

其二相电流元件接错

假设B相电流元件进出接反,则各个元件所计量的功率表达式为:

Pa′=UaIacosφa

Pb′=Ub(-Ib)cosφb

Pc′=UcIccosφc

当三相电路平衡时,三元件的功率之和为:

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cosφ0-U0I0cosφ0+U0I0cosφ0

=U0I0cosφ0

由以上分析推导可知,本例错误接线,造成计量误差,电能表所计量的电能为实耗电量的三分之一,乘以3后才为实际电能值。

其三两相电流元件接错

假设AC两相电流元件接错,则各个元件所计量的功率表达式为:

Pa′=UaIccos(120°-φc)

Pb′=UbIbcosφb

Pc′=UcIacos(120°-φa)

当三相电路平衡时,三元件的功率之和为:

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cos(120°-φ0)+U0I0cosφ0+U0I0cos(120°-φ0)

=0

而P=3U0I0cosφ0,故P′≠P。

由以上分析推导可知,本例错误接线造成电能表不转,计量装置不能计量实际输出的电能。

其四两相电压元件接错

假设B、C两相电压元件接错相,则各个元件所计量的功率表达式为:

Pa′=UaIacosφa

Pb′=UcIbcos(120°-φb)

Pc′=UbIccos(120°+φc)

当三相电路平衡时,三元件的功率之和为:

P′=Pa′+Pb′+Pc′

=U0I0cosφ0+U0I0cos(120°-φ0)+U0I0cos(120°+φ0)

=0

而P=3U0I0cosφ0,故P′≠P。

由以上分析推导可知,本例错误接线,造成电能表不计数,计量装置不能计量实际输出的电能。

3、实例分析

(1)更正系数及电量退补的计算方法

电能表错误接线给电能计量带来了很大的误差,其误差值可由百分之几十到百分之百。因此,必须进行电能更正。

更正系数:K=A/A/

K——是在同一功率因数正确接线时电能表所反映的电能A与错误接线时所反应的电能A/之比。

实际电能:A=KA/。

退补的电能数A=A/-A

若计算结果电量A为正值,表示电能表多计量了电量,供电部门应退给用户电费;若计算结果电量A为负值,表示电能表少计量了电量,用户应向供电部门补缴电费。

(2)现以其中一相电流互感器二次极性接反为例:

发现某用户变压器上有功电能表的错误接线为一相电流互感器二次极性接反,其功率表达式为:P′=U0I0cosφ0,经查实已经运行了三个月,累计电量为150000千瓦时,该用户的平均功率因数为0.90。试计算三个月应退补的有功电量。

解:根据其中一相电流互感器二次极性接反,其功率表达式为:

P′=U0I0cosφ0

正确接线时的功率表达式为:

P=3U0I0cosφ0

则此时更正系数推导证明如下:

K=A/A/=3U0I0cosφ0/U0I0cosφ0=3

因此,实际有功电量为:

A=KA/=3×150000=450000(千瓦时)

计算其应补的电量为:

A=A/-A=150000-450000=-30000(千瓦时)

由计算结果可知电能表三个月少计量了电量30000千瓦时。

功率表范文第8篇

关键词:电力变压器 空载损耗 试验方法 注意事项

前言:变压器空载试验是指从变压器任意一侧绕组(一般为低压绕组)施加正弦波形、额定频率的额定电压,在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流的试验。空载试验的主要目的是发现磁路中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷,如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等。根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿等情况。

1.空载损耗

空载损耗主要是铁芯损耗,即由于铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。空载损耗还包括少部分铜损耗(空载电流通过绕组时产生的电阻损耗)和附加损耗(指铁损耗、铜损耗外的其他损耗,如变压器引线损耗、测量线路及表计损耗等)。计算表面,变压器空载损耗中的铜损耗及附加损耗不超过总损耗的3%。

空载损耗和空载电流的大小取决于变压器的容量、铁芯的构造、硅钢片的质量和铁芯制造工艺等。电力变压器容量在2000kV以上时,空载电流约占额定电流的0.6%-2.4%;中、小型变压器的空载电流约占额定电流4%-16%。铁芯硅钢片采用的材质不同,其空载电流差异较大。

导致变压器空载损耗和空载电流增大的原因主要有以下几点:①变压器铁芯多点接地;硅钢片之间绝缘不良,或部分硅钢片之间短路;②穿心螺栓或压板的绝缘损坏,上夹件和铁芯、穿心螺栓间绝缘不良,造成铁芯的局部短路;③变压器绕组有匝间、层间短路,并联支路短路;④硅钢片松动、劣化,铁芯接缝不严密。

2.空载试验的试验方法

2.1 单相变压器空载试验

当试验电压和电流不超出仪表的额定值时,可直接将测量仪表接入测量回路;当电压、电流超过仪表额定值时,可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路。

2.2 三相变压器空载试验

三相变压器的空载试验多采用两瓦特表法和三瓦特表法,具体方法在此不再赘述。

2.3 三相变压器的单相空载试验

当现场没有三相电源或变压器三相空载试验数据异常时,可进行单相空载试验。通过三相变压器的单相空载试验,对各相空载损耗的分析比较,可了解空载损耗在各相的分布状况,对发现绕组与铁芯磁路有无局部缺陷,判断铁芯故障的部位较为有效。

进行三相变压器单相空载试验时,将三相变压器中的一相依次短路,按单相变压器的空载试验接线图接好线,在其他两相上施加电压,测量空载损耗和空载电流。一相短路的目的是使该相没有磁通通过,因而也没有损耗。

2.4 降低电压下的空载试验

受试验条件的限制,现场常需要在低电压(5%-10%的额定电压)下进行空载试验。由于施加的试验电压较低,相应的空载损耗也很小,因此应注意选择合适量程的仪表,以保证测量在准确度,并应考虑仪表、线路等附加损耗的影响。在低电压下得到的空载试验数据主要用于与历次空载损耗数值比较,必要时可以近似换算成额定电压下的空载损耗。

2.5 直接用系统电源进行的空载试验

由于设备及运输等方面的原因,电力系统运行部门在现场一般不用较大容量的调压器和变压器来进行空载试验,而直接采用系统电源进行空载试验。

用系统电源进行空载试验时,由于没有调压过程,而是系统电压直接加到变压器上,相当于投空载变压器,对系统有一定影响。因此用这种方法试验时,应调整好各种继电保护、变压器及其他电力设备的运行方式,对变压器、线路、测量仪器设备进行仔细的检查,确认无误后方可进行。同时,为了避免涌流和磁滞的影响,合闸后应待涌流过后且仪表读数稳定时方可读取测量数据,不应合闸后立刻读取。

由于系统电源的容量足够,系统电压与额定电压接近,试验时可利用系统现有设备,不需要大容量的试验设备,试验电压波形无畸变,因而该方法在现场实际应用中非常普遍。

3.空载试验的注意事项

(1)为测量准确,变压器空载试验所使用的测量用互感器、仪器仪表的准确度不应低于0.5级。

(2)空载试验使用的功率表应选用cosФ=0.1,准确度不低于0.5级的低功率因素功率表,这是因为在交流电路中,功率P=UIcosФ,变压器空载试验时,cosФ很低,用普通的功率因素功率表,会造成电压、电流虽然达到功率表的标准值,而读数却很小,造成测量不准确。

(3)接线时必须使功率表的电流线圈和电压线圈两端子间的电位差最小,并注意电流线圈和电压线圈的极性。极性连接正确无误后,测量出的功率是两只功率表或三只功率表读数的代数和。功率表的指示可能是正值也可能是负值。

(4)空载试验使用的互感器极性连接相对应,一、二次连接想对应,二次端子与表计极性的连接相对应,不可以随意。还需注意,互感器的二次端子中有一个应安全接地,对三相互感器或三只单相互感器,应是同名端、同一接地点接地。

(5)对大型变压器进行现场空载试验时,应有事先经过上级同意的试验方案;了解变压器出厂试验时的名牌空载损耗和空载电流百分数数值;选用合适变比和量程的互感器和仪表。直接用系统电压进行空载试验时,对有关继电保护、运行方式应予以计算调整,防止发生事故。试验时,试验现场应设围栏,做好各项安全措施,指定专人负责,保证试验时人身和设备的安全。

功率表范文第9篇

【关键词】电能表;错误接线;判断;反接

电能计量装置作为供电企业计收电量的重要工具,它的准确与否直接关系到供用电双方的经济利益,随着社会用电量日益增多,电能计量装置的准确性越来越受到人们重视。因电能表本身精确度的超差, 一般造成电能表的误差可以很少, 但因电能表的接线错误会导致整套计量装置少计、不计或反记的误差,将给供用电双方带来极大的经济损失。因此,为了保证电能计量装置的准确性,电能表必须做到接线正确,确保电能表在正确的接线状态下计量电量。

电能表的测量电路是由其端钮盒中的铜接头引入的,电流线路输入相电流,电压线路输入线电压。下面以三相二元件接线为例介绍电能表原理接线图和向量图。

1 电能表正确接线

在三相三线制电路中,不论对称与否,都可以采用两个功率表的方法测量三相功率,称为二瓦计法。下图是一种三相二元件接线方式,使线电流从*端分别流入两个功率表的电流线圈,它们的电压线圈的非*端共同接到非电流线圈所在的第三条端线上,两个功率表读数的代数和为三相三线制中电路吸收的平均功率。

设两个功率表的读书分别用P1和P2表示,则有P1=Re[ab*a*],P2=Re[cb*c*],

所以P1+P2=Re[ab*a*+cb*c*]=Uab*Ia*cos()+Ucb*Ic*cos()=UIcos

2 电能表错误接线分析

电能表的错误接线(包括断线)造成输入量的错误,将会导致电能表数的不正确,从而使电能计量失准。电能表错误接线的种类很多, 一般包括:电压、电流回路短路或断路; 电压、电流互感器极性接反; 电能表的电压、电流元件相位错误等等。下面就几种常见的情况进行分析说明。

2.1 电压回路断线

假设a相电压回路断线,则测量第一元件,有Uab=0,

P=P1+P2=Re[ab*a*+cb*c*]

=Ucb*Ic*cos()

=(/2)UIcos+(1/2)UIsin

将计算结果与电能表正常示数值比较,少计量一相电量,电压回路缺相造成电能表示数与正常值有一定的差距。

在测量判断时,可测量a、b、c各线电压,根据测量数据判断是否存在断线:

若Ubc=100V,Uab=Uca=0,则a相断线;

若Uca=100V,Uab=Ubc=0,则b相断线;

若Uab=100V,Ubc=Uca=0,则c相断线。

2.2 电压互感器极性反接

假设c相极性接反,如下图所示:

画出向量图,有

Uac=-Uca=Uab-Ubc

Uac=Uab=Ubc

=×100V=173V

由此可见,当有一相电压互感器二次输出极性反接时,有一线电压是正常电压的倍,即达到173V。再分析,当有两相电压互感器二次输出极性接线都反接时,各线电压的大小将与极性正确时一致,均为100V。

2.3 电流互感器极性反接

假设c相极性接反,如下图所示:

画出向量图,有

Ia+Ib-Ic=0

Ib = -(Ia -Ic)

Ib =Ia=Ic

由此可见,若一相电流值是其它两相的倍,则有一组电流互感器极性接反。

3 计量装置接线错误判断

判断分析电能计量装置的接线,需要使用伏安相位表、相序表等仪器进行测量电能计量的相关电量参数,再画出向量图分析。基本步骤可分为:

(1)测量电能表端各相间、各相对地的电压的有效值。正常情况下,各相间电压均为 100V,如果出现某两相间电压上升至倍线电压,则判断肯定有一台TV极性反接。然后测量各电压端对地的电压值,按正确接线的要求, 通常都是在 b 相接地,如果 U1n、U2n、U3n 中有一个数值为 0V,则可判断该端子接入的是b相电压。

(2)测量电能表端电压相序,可用相序表测量电能表端电压的相序,也可以用伏安相位仪测量 U12、U23、U31 之间的相角, 从而判断电压的相序。

(3)综合考虑TV的极性、电能表端电压相序、b 相电压端子,可初步确定电能表端所接入的电压标识。

(4)测量电能表二次回路电流有效值。

(5)测量第一驱动元件、第二驱动元件的电压、电流的相角。

(6)判断电能表的接线方式,确定第一驱动元件、第二驱动元件所接的电压和电流,并判断负荷属于感性还是容性性质。

(7)根据判断结果,列出功率表达式,和更正系数K=P(正确)/P(错误)

参考文献:

[1]孙方汉.电能计量装置及其正误接线[M].北京:中国电力出版社,2002.

[2]华永政.试论供电企业反窃电管理的几项 措施[J].中国城市经济,2012(12).

功率表范文第10篇

关键词:三相三线 多功能电能表 错误接线 无功 计量

0 引言

城区10kV专变用户多采用高压计量,安装三相三线多功能电能表或智能电表(智能电表与多功能电表的无功计量原理相同),部分专变用户执行功率因数调整电费。当出现电能表错误接线情况时,工作人员往往采用更正系数法计算有功电量的退补,容易忽视无功电量的变化,或是由于对无功计量方式不清楚造成计算错误,影响了用户用电功率因数的正确考核。因此,有必要结合多功能表的无功计量方式对错误接线情况进行分析,以明确错误接线时无功电量的正确算法。

1 三相三线多功能电能表无功计量方式

目前使用的三相三线多功能表大多采用90°移相滤波器,将电压信号移相90°来进行无功的计量,如图1所示:

由相量图得:Q=U′abIacos(60°-φa)+U′cbIccos(120°-φc)

当三相电路对称时,Uab'=Ucb',Ia=Ic,φa=φc,可得

Q=UI(cos60°cosφ+sin60°sinφ+cos120°cosφ+sin120°sinφ)=■UIsinφ

2 错误接线引起的多功能表无功电量的变化

多功能表在错误接线情况下,电能表各元件接入的相量也会发生相应的变化。

2.1 电压错误接线

多功能表电压接入U,aUc,Ub,电流接入Ia,Ic时,相量图如图2所示:

多功能表电压第一元件电压为Uac',电流为Ia,第二元件电压为Ubc',电流为Ic。

由相量图得:Q=U′acIacos(120°-φa)+U′bcIccos(60°+φc)

当三相电路对称时,Uab'=Ucb' ,Ia=Ic,φa=φc,可得:

Q=UI(cos120°cosφ+sin120°sinφ+cos60°cosφ-sin60°sinφ)=0

结论:多功能表电压接入Ua,Uc,Ub,电流接入Ia,Ic时,无功功率表达式为0,无功不计电量。

2.2 电流错误接线

多功能表电压接入Ua,Ub,Uc,电流接入Ia, -Ic时,相量图如图3所示:

多功能表电压第一元件电压为Uab',电流为Ia,第二元件电压为Ucb',电流为-Ic。

由相量图得:Q=U′abIacos(60°-φa)+U′cb(-Ic)cos(60°+φc)

当三相电路对称时,Uab'=Ucb' ,Ia=Ic,φa=φc,可得:Q=UI(cos60°cosφ+sin60°sinφ+cos60°cosφ-sin60°sinφ)=UIcosφ

结论:多功能表电压接入Ua,Ub,Uc,电流接入Ia,-Ic时,无功功率表达式为UIcosφ,无功电量的变化与φ角有关。

2.3 电压、电流逆相序接线

多功能表电压、电流逆相序接线(电压相序Uc,Ub,Ua,电流相序Ic,Ia)时的相量图如图4所示:

多功能表电压第一元件电压为Ucb',电流为Ic,第二元件电压为Uab',电流为Ia。

由相量图得:Q=U′cbIccos(120°-φc)+U′ab(Ia)cos(60°-φc)

当三相电路对称时,Uab'=Ucb',Ia=Ic,φa=φc,可得:

Q=UI(cos120°cosφ+sin120°sinφ+cos60°cosφ+sin60°sinφ)=■UIsinφ

结论:多功能表电压、电流逆相序接线(电压相序Uc,、Ub,Ua,电流相序Ic,Ia)时,无功功率表达式为■UIsinφ,与正确接线时的功率表达式相同。

3 试验分析

为进一步验证分析结论,将三相三线多功能表接入试验台,在Uab=Ubc=100V,Ia=Ic=1.5A,φa

=φc=45°条件下,分别按正确接线和上述三种方式接线,在试验台运行一个小时,数据如表1所示,从表中数据可以看出,分析结论是正确的。

4 结语

在处理计量错误接线时,工作人员往往只对有功电量进行相应的追补,而对无功计量的变化常常被忽略。但是错误接线对无功功率也产生影响,特别是对执行功率因数调整电费的用户来说,无功功率的变化往往会对用户功率因数考核产生影响。因此,在处理错误接线时有必要根据电能表无功计量原理进行分析,正确计算无功电量和功率因数。

参考文献:

[1]熊兰英,粟时平.浅谈无功电能表计量方法及标准.仪器仪表标准化与计量2005,1:34-38.

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