三相四线电能表不接零线电量分析0516精.docx

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三相四线电能表不接零线电量分析0516精

三相四线电能表不接零线电能计量分析

三相四线电能表不接零线电能计量分析

三相四线电能表，一般在安装时都将零线接入。

在安装时没有将零线接入，经过理论计算和试验得出：

在正常情况下（三相电压对称，电流对称或不对称）不接零线均不会造成计量误差；如果三相不对称的时候，则会造成计量误差，而且此误差与接零线时的误差不同。

1．正确接线时的计量情况

三相四线有功电能表的标准接线方式如图1所示：

此种接线情况的向量图如图2所示：

Ia、Ib、Ic分别通过元件1、2、3的电流（即负载电流），Ua、Ub、Uc分别为元件1、2、3的电压线圈承受的电压（即电源电压），Φa、Φb、Φc分别为三相负载的功率因数角。

此时电能表三组元件所测得的功率分别为：

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三相四线电能表不接零线电能计量分析

元件1：

P1=Ua×Ia×cosΦa、Q1=Ua×Ia×sinΦa

元件2：

P2=Ub×Ib×costΦb、Q2=Ub×Ib×sinΦb

元件3：

P3=Uc×Ic×costΦc、Q3=Uc×Ic×sinΦc

三相对称时：

Ua=Ub=Uc=U

Ia=Ib=Ic=I

Φa=Φb=Φc=Φ

电能表测得的有功功率为：

P=P1+P2+P3=3UIcosΦ

无功功率为：

Q=Q1+Q2+Q3=3UIsinΦ

此电能表测得的功率即为三相负载实际取用的功率。

2．当零线没有接入电能表时

在负载不平衡的情况下，向量图如图4所示。

此时电能表的基准点从O点移到了O’点，三组元件测得的功率分别为：

元件l：

P1=Ua’×Ia×cosΦa’

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Q1=Ua’×Ia×sinΦa’

元件2：

P2=Ub’×Ib×cosΦb’

Q2=Ub’×Ib×sinΦb’

元件3：

P3=Uc’×Ic×cosΦc’

Q3=Uc’×Ic×sinΦc’

总有功功率为：

P=Pl+P2+P3

总无功功率为：

Q=Q1+Q2+Q3

3．接零线与不接零线情况下，电压不对称情况下有无功功率的比较

实验条件一：

电能表接零线，三相电压电流对称、功率因数=0.8L、电流=0.3A电能表实测数据

实验条件二：

电能表不接零线（在实验条件一的基础上拔掉电能表的零线输入），三相电压电流对称、功率因数=0.8L、电流=0.3A

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实验条件三：

二块电能表均接零线，三相电压不对称、功率因数=0.8L、电流=0.3A

实验条件四：

二块电能表均不接零线（在实验条件三的基础上拔掉电能表的零线），三相电压不对称、功率因数=0.8L、电流=0.3A

以上四个试验中，如果电能表一块接零线，一块不接零线，其数据为对应的数据组合。

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三相四线电能表不接零线电能计量分析

4．接零线与不接零线情况下，电流不对称有功无功功率的比较

实验条件一：

电能表一块接零线，一块不接零线，三相电流不对称、电压对称，功率因数=0.8L、电压=57.7V.

标准表数据

表计数据

实验条件二：

低功率因数下,二块电能表一块不接零线（在实验条件三的基础上拔掉电能表的零线输入），一块零线完好，三相电流不对称、功率因数=0.2585L

标准表数据

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表计数据

5．低负荷运行，接零线与不接零线情况下，电压不对称有功无功功率的比较

实验条件一：

电能表接零线，三相电压电流对称、功率因数=0.8L、电流=0.01A电能表实测数据

实验条件二：

电能表不接零线（在实验条件一的基础上拔掉电能表的零线输入），三相电压电流对称、功率因数=0.8L、电流=0.01A

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实验条件三：

二块电能表均接零线，三相电压不对称、功率因数=0.8L、电流=0.01A

实验条件四：

二块电能表均不接零线（在实验条件三的基础上拔掉电能表的零线），三相电压不对称、功率因数=0.8L、电流=0.01A

以上四个试验中，如果电能表一块接零线，一块不接零线，其数据为对应的数据组合。

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6．低负荷运行,接零线与不接零线情况下，电流不对称有功无功功率的比较

实验条件一：

电能表一块接零线，一块不接零线，三相电流不对称、电压对称，功率因数=0.8L、电压=57.7V.

标准表数据

表计数据

实验条件二：

低功率因数下,二块电能表一块不接零线（在实验条件三的基础上拔掉电能表的零线输入），一块零线完好，三相电流不对称、功率因数=0.2585L

标准表数据

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表计数据

从以上的实验可以看出，当三相不对称（电压或电流）时，电能表不接零线，对各相电压和有无功率有一定的影响，对有无功功率的影响与负载的特性有关。

7．现场电量数据分析

MB3表（供电局）变比：

1320009D表（用户侧）变比：

330000有功电量单位：

kWh无功电量单位：

kvarh无功组合方式：

MB3表（供电局）的正向无功组合方式为：

Ⅰ象限+Ⅳ象限；9D表（用户侧）的正向无功组合方式为：

Ⅰ象限+Ⅱ象限。

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有功电量比较：

供电局MB3表（本月-上月）2.72×132000=359040（kWh）用户9D表（本月-上月）0.91×330000=300300（kWh）

（从抄表日期上来看，9D表比MB3表本月抄表日期要提前一天，所以电量要少。

）

供电局MB3表（上月-上上月）10.27×132000=1355640（kWh）用户9D表（上月-上上月）4.11×330000=1356300（kWh）

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相对误差为（1356300-1355640）/1356300=0.048%......

（1）

无功电量比较：

（因2种表正向无功的组合方式不同，MB3表（供电局）的无功组合方式为：

Ⅰ象限+Ⅳ象限，9D表（用户侧）的无功组合方式为：

Ⅰ象限+Ⅱ象限，所以下面的无功电量比较取用4个象限的无功绝对值相加来进行比较）。

供电局MB3表（本月-上月）0.61×132000=80520（kvarh）

用户9D表（本月-上月）0.23×330000=75900（kvarh）

（从抄表日期上来看，9D表比MB3表本月抄表日期要提前一天，所以电量要少。

）

供电局MB3表（上月-上上月）3×132000=396000（kvarh）

用户9D表（上月-上上月）0.92×330000=303600（kvarh）

相对误差为（396000-303600）/396000×100％=23.33%......

（2）

到抄表日为止，无功总电量：

供电局MB3表（本月-上上月）3.61*132000=476520（kvarh）

用户9D表（本月-上上月）1.15*330000=379500（kvarh）

相对误差为（476520-379500）/476520×100％=20.36%

月平均功率因数计算：

供电局MB3表（本月）：

P/S=2.72/2.72*2.72+0.61*0.61=0.9757（上月）：

P/S=10.27/.27*10.27+3*3=0.9598用户9D表（本月）：

P/S=0.91/0.91*0.91+0.23*0.23=0.9695

（上月）：

P/S=4.11/4.11*4.11+0.92*0.92=0.9758

5．分析结论

从以上分析的式

（1）、式

（2）中的数据可以看出：

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三相四线电能表不接零线电能计量分析

上月有功电量，供电局的MB3表和用户的9D表计量一致

上月无功电量，供电局的MB3表和用户的9D表计量有差别

原因：

由于用户是间歇用电，即大部分时间内是空载，但这时变压器的

空载损耗是存在的，且功率因数很低（0.2左右），无功功率成分很大，因此供电局的MB3表计量的无功电量比用户的9D表计量的无功电量要大。

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