农村供电所人员上岗培训电能计量教案.docx

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农村供电所人员上岗培训电能计量教案

农村供电所人员上岗培训教材

第二篇业务技能

第十二章电能计量

教案

孔玉娟

2008年4月

课时计划

第1页

班级

供电所人员培训班

授课类型

讲授时间

（年月日）

综合课

课题

第十二章电能计量

第一节电能计量装置概述

课时

教学

目的

掌握电能计量装置组成及各部分作用原理

重点

与

难点

电能计量装置的组成及各部分作用原理

电能计量装置的倍率及计算方法

教具

多媒体课件

课后记事

检查意见

任课教师：

孔玉娟编写时间：

2005年4月23日

第1页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

组织教学3′

学生的出勤情况

导入新课4′

1、电能作为电力企业的产品，自然成为了商品。

2、为了计量在产、供、销各个环节中流通的电能数量，使经济核算更准确、生产调度更合理，线路中装设了大量的电能计量装置。

讲

授

新

课

76′

第十二章电能计量

第一节电能计量装置概述

一、电能计量装置的概念

我们把电能表、与其配合使用的互感器、电能表到互感器的二次回路以及计量箱（柜）等所组成的整体统称为电能计量装置。

二、电能计量装置各部分的作用

1、电能表的作用

电能表俗称电度表，它是电能计量装置的核心部分。

其作用是计量负载消耗的或电源发出的电能。

电能表计量的电能是指通过它的功率在某一段时间内的累积值。

2、互感器的作用

（1）扩大电能表的量程。

（2）减少仪表的制造规格（使仪表制造标准化）和生产成本。

（3）隔离高电压和大电流，保证人员和仪表的安全。

3、二次回路的作用

（1）、电流二次回路：

电流互感器二次线圈、电能表的电流线圈以及连接二者的导线所构成的回路。

（2）、电压二次回路：

电压互感器二次线圈、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。

二次回路的阻抗将影响计量装置的准确度等级。

三、互感器的结构、工作原理及接线

1、互感器的结构

电流互感器（TA）和电压互感器（TV）均由铁芯、一次（初级）绕组、二次（次级）绕组、接线端子和绝缘支持物等组成。

第2页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

2、互感器的工作原理

互感器原理：

电流互感器和电压互感器的工作原理与电力变压器基本相同，即一次侧绕组通过正弦交变电流，在铁芯柱中产生正弦交变磁通，从而在一二次绕组中感应出电压，若二次侧电路闭合，则产生二次电流。

（1）电流互感器正常工作时相当于变压器短路状态（严禁开路）——二次阻抗小；

由磁势平衡方程式

I1N1=I2N2

得电流互感器变比：

KTA=I1N/I2N≈N2/N1

（2）电压互感器正常工作时相当于变压器开路状态（严禁短路）——二次阻抗大。

由：

U1≈E1=4.44fφN1；

U2≈E2=4.44fφN2；

得电压互感器变比：

KTV=U1N/U2N≈N1/N2

式中：

N1、U1N、I1N：

分别表示一次绕组的匝数、额定电压和额定电流；

N2、U2N、I2N：

分别表示二次绕组的匝数、额定电压和额定电流；

3、互感器的接线方式

（1）电压互感器的接线方式

V/V接线：

适用于10kV中性点不接地三相系统，此接线节省一台电压互感器，但不能测量相电压和进行绝缘状况监视；

Y0/Y0接线：

适用于110kV及以上供电用户，三相四线制计量装置。

第3页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

（2）电流互感器的接线方式

按DL/T488-2000《电能计量装置技术管理规程》中，对三相三线电能计量装置、三相四线电能计量装置，提倡电流互感器分别采用二相分相与三相分相的接线方式。

以减少误接线的可能性，但导线电阻和接触电阻时有所增大。

两台电流互感器V型接线：

10～35kV供电用户，采用三相三线制电能计量装置，宜采用四根线连接；

三台电流互感器Y型接线：

110kV及以上供电用户采用三相四线制计量装置或高供低计采用三相四线制电能计量装置时，宜采用六根线连接

四、电能计量装置倍率及计算

电能计量装置倍率=电能表本身倍率×电流互感器变比KTA×电压互感器变比KTV

巩固新课5′

计量装置的组成及各部分作用

互感器的结构原理及使用接线

布置作业2′

做题库

课时计划

第2页

班级

供电所人员培训班

授课类型

讲授时间

（年月日）

综合课

课题

第二节电能计量方式、电能计量装置接线与计量器具选择1

课时

教学

目的

掌握电能计量方式的选择原则

熟练掌握有功电能计量装置接线及原理

重点

与

难点

三相电能有功电能计量装置接线

教具

多媒体课件

课后记事

检查意见

任课教师：

孔玉娟编写时间：

2008年4月24日

第1页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

组织教学3′

学员的出勤情况

导入新课4′

复习计量装置组成及互感器使用接线

讲

授

新

课

76′

第二节电能计量方式、电能计量装置接线与计量器具选择

一、电能计量方式

电能计量方式与供电方式有关

1、单相计量：

用户单相用电设备总容量不足10kW的可采用低压220V供电。

2、低供低计：

用户用电设备容量在100kW以下或需用变压器容量在50kVA及以下者，宜采用低压三相四线制供电。

负荷电流小于50A，采用直接接入式。

负荷电流大于50A时，采用三台电流互感器做Y型接线。

用户用电密度较高专区，用户用电设备容量在100kW以上或需用变压器容量在50kVA及以上者，经过技术经济比较，采用低压供电的技术经济性明显优于高压供电时。

宜采用低压三相四线制供电。

3、高供高计：

用户用电设备容量在100kW以上，或需用变压器容量在50kVA及以上者，宜采用高压供电。

高压供电原则上采用高供高计，如果在供压侧计量，变压器损耗由用户承担。

4、无功电能计量：

100kVA及以上用户因需进行功率因数考核，所以应装设无功电能表或多功能电能表。

5、最大需量：

315kVA及以上用户因执行两部制电价，所以应安装最大需量表或多功能电能表。

6、当用户有两种以上用电类别负荷时，应分别计量。

若无法分别安装计量装置，则应采取定比电量方法进行分摊。

二、电能计量装置接线

1、单相电能表接线：

（1）直接接入式：

负荷电流小于50A，采用直接接入式

一进一出二进二出

第2页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

（2）经电流互感器接入式：

负荷电流大于50A，需经电流互感器接入

2、三相四线制有功电能表接线：

（1）直接接入式：

将电能表三个电流回路按正相序分别串入三相电路，电压回路分别接入相应的电压。

（2）经电流互感器接入式：

注意事项：

1）按正相序接入；

2）中性线不能与相线颠倒；

3）中性线必须接牢；

4）总表不能断开中性线接入电能表。

第3页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

3、三相三线制有功电能接线：

（1）低压动力回路使用三相三线有功电能表计量电能

（2）10kV高供高计电能计量装置正确接线：

接线检查：

1）力矩法判断接线正误：

断开b相电压，电能表圆盘转速（或一定时间内发出脉冲数）减半。

即为正确接线。

交换a、c相电压引线，电能表圆盘停转（或停止发出肪）。

即为正确接线。

2）相量图法分析接线形式：

在已知功率因数的前提下，通过测量分析两元件所加电压与电流之间的相位关系，判别接线是否正确。

4、电焊机电路电能计量

巩固新课6′

计量方式的确定

有功电能计量装置的正确接线

布置作业1′

做题库

课时计划

第3页

班级

供电所人员培训班

授课类型

讲授时间

（年月日）

综合课

课题

第二节电能计量方式、电能计量装置接线与计量器具选择2

课时

教学

目的

理解无功电能计量的意义

掌握无功电能计量装置接线及原理

掌握计量器具选择原则

重点

与

难点

计量装置联合接线

计量器具的选择原则

教具

多媒体课件

课后记事

检查意见

任课教师：

孔玉娟编写时间：

2008年4月25日

第1页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

组织教学3′

检查学员的出勤情况

导入新课4′

复习有功电能计量装置接线，强化有功与无功的概念

讲

授

新

课

76′

5、无功电能计量

100kVA及以上用户应进行功率因数考核，故需计量无功电能，以便求取平均功率因数cosφ=WP/（√WP2+WQ2）

（1）三相四线制电路中高供低计电能计量装置联合接线

无功能：

按跨相法接线，接线端子排列与有功表基本相同，无零线端子。

如下图

（2）三相三线制电路中高供高计电能计量装置联合接线

无功表：

一元件取A相电流，BC线电压；二元件取C相电流，AC线电压。

端子排列与有功能相同，如下图

第2页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

三、计量器具的选择

1、电能计量装置分类

（1）Ⅰ类电能计量装置：

*月平均电量500万kW.h及以上，或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户；*200MW及以上发电机；*发电企业上网电量；*电网经营企业之间的电量交换点；*省级电网经营企业与其供电企业的关口计量点的计量装置。

（2）Ⅱ类电能计量装置：

*月平均电量100万kWh及以上，或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户；*100MW7及以下发电机；*供电企业之间的电量交换点的计量装置。

（3）、Ⅲ类电能计量装置：

*月平均电量10万kW.h及以上，或变压器容量为315kVA及以上的高压计费用户；100MW以下发电机；发电企业厂（站）用电量；*供电企业内部用于承包考核的计量点；*考核有功电量平衡的110kV及以上的送电线路电能计量装置。

（4）Ⅳ类电能计量装置：

*负荷容量315kVA以下低压计费用户；*发供电企业内部经济技术指标分析和考核用的电能计量装置。

（5）Ⅴ类电能计量装置：

单相电力用户计费用电能计量装置。

2、电能计量器具准确度等级的选择

电能计量装置类别

准确度等级

有功电能表

无功电能表

电压互感器

电流互感器

Ⅰ

0.2S或0.5S

2.0

0.2

0.2S或0.2

Ⅱ

0.5S或0.5

2.0

0.2

0.2S或0.2

Ⅲ

1.0

2.0

0.5

0.5S

Ⅳ

2.0

3.0

0.5

0.5S

Ⅴ

2.0

—

—

0.5S

电压互感器二次回路压降

电能计量装置类别

电压互感器二次回路压降值

Ⅰ、Ⅱ

0.2%额定二次电压

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ

0.5%额定二次电压

第3页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

3、10kV及以下电能计量装置配置原则

（1）贸易结算用的电能计量装置，原则上应设置在供电设施产权分界处。

（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类贸易结算用电能计量装置应按计量点配置计量专用电压、电流互感器或者专用二次绕组。

（3）35kV及以下贸易结算用电能计量装置中电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。

（4）安装在用户处的贸易结算用电能计量装置，10Kvey以下电压供电的用户，应配置全国统一标准的电能计量或电能计量箱。

（5）贸易结算用高压电能计量装置应装设电压失压计时仪。

未配置计理柜（箱）的，其互感器二次回路的所有接线端子、试验端子应能加封印。

（6）互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。

对于电流二次回路，其连接导线截面积应按电流互感器的额定二次负荷计算确定，至少应不小于4平方毫米。

对于电压二次回路，其连接导线截面积应按允许的电压降计算确定，至少就不小于2.5平方毫米。

（7）互感器实际二次负荷应在25%～100%额定二次负荷范围内；电流互感器额定二次负荷的功率因数应为0.8～1.0；电压互感器额定二次功率因数应与实际二次负荷的功率因数接近。

通常Sei≥10VA；Seu≥30VA.

（8）电流互感器额定一次电流的确定，应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定电流的60%左右，至少应不小于30%。

否则应选用高动热稳定电流互感器，以减少变比。

（9）为提高低负荷计量的准确性，应选用过载4倍及能上能下的电能表。

（10）直接接入式电能表的标定电流应按正常运行负荷电流的30%左右进行选择。

经电流互感器接入的电能表，其标定电流宜不超过电流互感器额定二次电流的30%，其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的120%左右。

（11）执行功率因数调整电费的用户，应安装能计量有功电量、感性和容性无功电量的电能计量装置；按最大需量计收基本电费的用户，应装设具有最大需量计量功能的电能表。

实行分时电价的用户应装设复费率电能表或多功能电能表。

（12）带有数据通信接口的电能表，其通信规约应符合DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。

（13）具有正、反向送电的计量点应装设计量正向和反向有功电能以及四象限无功电量的电能表。

巩固新课5′

电能计量装置的分类

计量器具配置原则

布置作业2′

做题库

课时计划

第4页

班级

供电所人员培训班

授课类型

讲授时间

（年月日）

综合课

课题

第三节电能计量装置的安装

课时

教学

目的

熟悉电能计量装置安装前的准备工作程序及要求

掌握10kV及以下电能计量装置安装技术要求

掌握电能计量装置基本施工工艺

重点

与

难点

工作程序及安装原则

教具

多媒体课件

课后记事

检查意见

任课教师：

孔玉娟编写时间：

2008年4月26日

第1页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

组织教学3′

检查学员的出勤情况

导入新课4′

复习电能计量装置的配置

讲

授

新

课

76′

第三节电能计量装置的安装

一、电能计量装置安装前的准备工作及环境检查

1、准备工作：

（1）核对工单所列的计量装置是否与用户的供电方式和申请容量相适应，如有疑问，应及时向有关部门提出；

（2）凭工单到表库领用电能表、互感器、接线盒、二次导线、计量箱、熔断器、开关等，并核对所领用的电能表、互感器是否与工单一致；

（3）检查电能表的校验封印、接线图、检定合格证、资产标记是否齐全，校验日期是否在6个月以内，外壳是否完好；

（4）检查互感器的铭牌、极性标志是否完整、清晰，接线螺丝是否完好，检定合格证是否齐全；

（5）检查所需的材料及工具、仪表等是否配足带齐；

（6）电能表在运输途中应注意防振、防摔，应放入专用防振箱内；在路面不平、振动较大时，应采取有效措施减小振动。

2、电能表安装场所环境的检查

（1）周围环境应干净明亮，不易受损、受振，无磁场及烟灰影响；

（2）无腐蚀性气体、易蒸发液体的侵蚀；

（3）运行安全可靠，抄表读数、校验、检查、轮换方便；

（4）电能表原则上装于室外的走廊、过道内及公共的楼梯间，或者装于专用配电间内（二楼及以下）。

高层住宅一户一表，宜集中安装于公共楼梯间；

（5）装表点的气温应不超过电能表标准规定的工作温度范围。

二、10kV及以下电能计量器具的安装

1、计量柜（屏、箱）的安装

（1）10kV及以下电力用户处的电能计量点应采用全国统一标准的电能计量柜（箱），低压计量柜应紧靠进线处，高压计量柜则可设置在主受电柜后面。

（2）对于低压非照明电能计量装置的安装有下列要求：

A、由专用变压器供电的低压计费用户，可将变压器低压侧套管封闭，在低压配电间内装设低压计量屏的计量方式。

低压计量屏应为变压器后的第一块屏；变压器至计量屏之间的电气距离不得超过20米，应采用电力电缆或绝缘导线连接，中间不允许装设隔离开关等开断设备，电力电缆或绝缘导线不允许采用地埋方式。

B．由公用变压器供电的动力用户，宜在产权分界处装设低压计量箱计量。

（3）农村及小容量高压用户，宜采用高压计量箱。

装设低压计量

第2页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

2、电能表的一般安装规范

（1）高供低计的用户，计量点到变压器低压侧的电气距离不宜超过20米。

（2）电能表的安装高度，对计量屏来产应使电能表水平中心线距地面在0.8～1.8米的范围内；对安装于墙壁上的计量箱，宜为1.6～2.0米的范围。

（3）装在计量屏（箱）内及电能表板上的开关、熔断器等设备应垂直安装，上端接电源，下端接负荷。

相序应一致，从左侧起排列相序为U、V、W或U（V、W）N。

（4）安装在电能计量柜（屏）上的电能表，每一回路的有功和无功电能表应垂直排列或水平排列，无功电能表应在有功电能表下方或右方，电能表下端应加有回路名称的标签，两只三相电能表相距的最小距离应大于80mm，单相电能表相距的最小距离为30mm，电能表与屏边的最小距离应大于40mm。

电能表安装必须牢固垂直，每只表除挂表螺丝外至少还有一只定位螺丝，应使表中心线向各方向的倾斜度不大于1°。

（5）安装在绝缘板上的三相电能表，若有接地端，应将其可靠接地或接零（6）在多雷地区，计量装置应装设防雷保护，如采用低压避雷器。

（7）在装表接电时，必须严格按照接线盒内的图纸施工。

（8）在装表接线时，必须遵守以下接线原则：

1）单相电能表必须将相线接入电流线圈；

2）三相电能表必须按正相序接线；

3）三相四线制电能表必须接零线；

4）电能表的零线必须与电源零线直接连通，过出有序，不允许相互串联，不允许采用接地、接金属外壳等方式代替；

5）进表导线与电能表接线端钮应为同种金属导体；

6）直接接入式电能表的导线截面，应根据额定的正常负荷电流选择。

负荷电流（A）

铜芯绝缘导线截面（mm2）

Ⅰ＜20

4.0

20≤Ⅰ＜40

6.0

40≤Ⅰ＜60

7×1.5

60≤Ⅰ＜80

7×2.5

80≤Ⅰ＜100

7×4.0

（9）进表线导体裸露部分必须全部插入接线盒内，并将端钮螺丝逐个拧紧。

线小孔大时，应采取有效的补救措施。

（10）电能计理装置下列部位应加封；

1）电能表二侧表耳；

2）电能表尾盖板；

3）试验接线盒防误操作盖板；

4）电能表箱（柜）门锁；

5）互感器二次接线端子及快速开关；

6）互感器柜门锁；

7）电压互感器一次刀闸操作把手、熔管室及手车摇柄。

第3页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

3、零散居民户和单相供电的经营性照明用户电能表的安装要求

（1）电能表一般安装在户外临街的墙上。

（2）电能表采用表板加专用电能表箱的安装方式。

（3）专用电能表箱应采用统一的标准表箱。

（4）电能表的电源侧应采用电缆（或护套线）从接户线的支持点直接引入表箱，电源侧不装设熔断器，也不应有破口、接头的地方。

（5）电能表的负荷侧，应在表箱外的表板上安装瓷插式熔断器和总开关，熔体的熔断电流宜为电能表额定最大电流的1.5倍左右。

（6）电能表及电能表箱均应分别加封，用户不得自行启封。

4、互感器的安装要求

（1）为了减少三相三线电能计量装置的合成误差，安装互感器时，宜考虑互感器合理匹配问题，即尽量使接到电能表同一元件的电流、电压互感器比差符号相反、数值相近，角差符号相同，数值相近。

（2）同一组的电流（电压）互感器应采用制造厂、型号、额定电流（电压）变比、准确度等级、二次容量均相同的互感器。

（3）两只或三只电流（电压）互感器进线端极性符号应一致，以便确认该组电流（电压）互感器一次及二次回路电流（电压）的正方向。

（4）互感器二次回路应安装试验接线盒，便于实负荷校表和带电换表，试验接线盒要符合技术要求。

（5）互感器安装必须牢固，互感器外壳的金属外露部分必须可靠接地。

（6）同一组电流互感器应按同一方向安装，以保证该组电流互感器一次和二次回路电流的正方向一致，并尽可能易于观察铭牌。

对于低压电流互感器的安装，还应遵循以下安装规范：

1）电流互感器二次侧不允许开路，对于双次级互感器只用一个二次回路时，另一个次级应可靠短接；

2）低压电流互感器的二次侧应不接地。

5、二次回路的安装要求

（1）电能计量装置的一次与二次接线必须根据批准的图纸施工。

二次回路应有明显的标志，最好采用不同颜色的导线。

二次回路走线要合理、整齐、美观、清楚。

对于成套计量装置，导线与端钮连接处，应有字迹清楚、与图纸相符的端子编号。

（2）二次回路的导线绝缘不得有损伤，不得有接头，导线与端钮的连接必须拧紧，接触良好。

（3）低压计量装置的二次回路连接方式：

1）每组电流互感器二次回种接线宜采用分相接法；

2）电压线宜单独接入，不与电流线公用，取电压处和电流互感器一次间不得有任何断口，且应在母线上另行打孔连接，禁止在两段母线连接螺丝上引出。

（4）当需要在一组互感器的二次回路中安装多块电能表（包括有功电能表、无功电能表、最大需量表、多费率电能表等）时，必须遵循以下接线原则：

1）每块电能表仍按本身的接线方式连接；

2）各电能表所有的同相电压线圈并联，所有的电流线圈串联，接入相应的电压、电流回路；

第4页

时间

与

环节

教学内容及讲授方法

讲

授

新

课

76′

3）保证二次电流回路的总阻抗不超过电流互感器的二次额定阻抗值；

4）电压回路从母线到每个电能表端钮盒之间的电压降，应符合要求；

三、电能计量装置基本施工工艺

1、基本要求是：

按图施工、接线正确；

电气连接可靠、接触良好；

配线整齐美观；

导线无损伤、绝缘良好。

2、具体要求为：

（1）二次回路接线应注意电压、电流互感器的极性端符号。

（2）二次回路接好后，应进行接线正确性检查。

（3）电流互感器二次回路每只接线螺钉只允许接入两根导线。

（4）当导线接入的端子是接触螺钉，应根据螺钉的直径将导线的末端弯成一个环，其弯曲方向应与螺钉旋入方向相同，螺钉（或螺帽）与导线间、导线与导线间应加垫圈。

（5）直接接入式电能表采用多股绝缘导线，应接表计容量选择。

（6）当导线小于端子孔径较多时，应在接入导线上加扎线后再接入。

巩固新课5′

计量装置的安装程序及施工要求

布置作业2′

实操练习并做题库

课时计划

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班级

供电所人员培训班

授课类型

讲授时间

（年月日）

综合课

课题

第四节电能计量装置的接线检查及电量处理

课时

教学

目的

熟悉掌握电能计量装置接线检查方法

掌握