六角图讲解演示.pptx

电能计量错结线六角图分析下 编向量、功率、结线分析一、单相计量的向量分析：、单相交流电功率表达：l功率方向如图：PA(感性负载)l表达式:lPA=UAOIACOS(A)、通过电流互感器，对二次功率Pa的计量，达到对实际功率PA的计量：l计量功率表达式：Pa=UaoIaCOS(a)PA=KLUaoIaCOS(a)l条件就是必须保证计量二次参数的向量与一次参数的向量对应，也即二次接线的极性和方向正确。lUAO=UaolIAIa符合规定的比例要求lA=a 、接线正确与否的检查和判断：、接线正确与否的检查和判断：l l了解负载的性质，是感性？是容性？了解负载的性质，是感性？是容性？l l电电压压 a a的的测测定定，测测电电压压值值（UaoUao伏伏数数）、测电位（与确认的零线比较）确定了测电位（与确认的零线比较）确定了 aoao；l l测电流值测电流值IaIa；l l测测 aoao与与aa的的相相位位差差，注注意意测测试试时时的的接接线线应该与表达的一致性；应该与表达的一致性；l l向量表达、分析、判断:l l检查相位差是否与实际负载相对应，在感性负载情况下：l l 若01、量量线线电电压压，确确定定电电压压的的对对称称性性.(.(相相电电压压相相等等,线线电电压也相等压也相等)；22、定相别：、定相别：正序：各相自左至右可定为正序：各相自左至右可定为A A、B B、C C相，相，反序：各相自左至右可定为反序：各相自左至右可定为A A、C C、B B相相33、测测定定电电流流的的相相位位（可可取取同同一一电电压压，或或者者各各自自元元件件的电压作为参考相位）；的电压作为参考相位）；44、了解负载的力率情况；、了解负载的力率情况；5 5、进行六角图分析：、进行六角图分析：对对电电流流向向量量进进行行必必要要的的调调转转，使使与与电电压压向向量量之之 间的相位差符合负载力率角；间的相位差符合负载力率角；按按相相电电流流与与相相电电压压的的对对应应关关系系,重重新新确确定定电电流流向向量量的相别名称；的相别名称；找出电流相命与原来相名之间的对应关系找出电流相命与原来相名之间的对应关系;确定错结线类型。确定错结线类型。6 6、错结线功率计算及更正系数计算：、错结线功率计算及更正系数计算：作标准向量图；作标准向量图；找找出出错错结结线线时时的的各各元元件件的的电电流流、电电压压相相量量以以及及电流电压之间的相位差；电流电压之间的相位差；写错结线功率表达式并简化；写错结线功率表达式并简化；三相功率三相功率:P:PP PA A+P+PB B+P+PC C 代入公式求更正率：代入公式求更正率：更正率：更正率：x=PPx=PP 正确时功率正确时功率 P P错误时功率错误时功率 同时同时 Kx=AAKx=AA A A正确时应计电量，正确时应计电量，A A错误时已计电量错误时已计电量 A AKxKx A A 退补电量退补电量(结线正确时应计电量结线正确时应计电量-结线错误时电量）：结线错误时电量）：即即 A A A A A A K K A A A A （KxKx ）A A GxGx A A 式中式中 Gx=KxGx=Kx GxGx更正系数更正系数 A AGxGx A A A A应补电量应补电量 A A应退电量应退电量5.5.例题：例题：l l某某一一用用户户采采用用三三相相三三元元件件有有功功电电能能表表进进行行计计费费，用用户户负负载载为为感感性性，大大概概功功率率因因数数约约0.850.85；对对电电表表进进行行如如下下测定，其数据如下：测定，其数据如下：U UAOAO220V=220V、U UBOBO=220V=220V、U UCOCO=220V=220V、U UABAB=380V=380V、U UBCBC=380V=380V、U UCACA=380V=380V、I IA A=3.1A=3.1A、I IB B=3.1A=3.1A、I IC C=3.2A=3.2A 电压相序为正序。各元件的电压与电流的相位差：电压相序为正序。各元件的电压与电流的相位差：A A元件（元件（AOAO与与 A A）A A=150=150、B B元件（元件（BOBO与与 B B）B B=330=330、C C元件（元件（COCO与与 C C）C C=330=330。题意要求：题意要求：请请用用 六六角角图图 进进行行错错接接线线分分析析，确确定定其其错错接接线线形形式式；计算更正系数（表达式）。计算更正系数（表达式）。解答：解答：l依题意作出向量图：三个电压对称，三个元三个电压对称，三个元件都有电压和电流，彼件都有电压和电流，彼此之间又没有特征区别，此之间又没有特征区别，由于三个电压为正相序，由于三个电压为正相序，可确定三个电压的相别可确定三个电压的相别名称（右图）：名称（右图）：l l已知的三个电流尚不已知的三个电流尚不能确定相别，暂定为能确定相别，暂定为、，依各元件电压、电流依各元件电压、电流的相位差，作出以下的相位差，作出以下六角图：六角图：l l从以上的向量图看从以上的向量图看，三个电流向量不对三个电流向量不对称，相邻向量成称，相邻向量成6060，有二种情况：，有二种情况：可能可能 接反？接反？或可能或可能、接接反？反？l l若若 接反，把接反，把 调调转转180180得到得到-，这样三个电流向量对这样三个电流向量对称了，但是与电压的称了，但是与电压的相位差与电压超前，相位差与电压超前，或滞后角太大，题意或滞后角太大，题意给出的滞后角为给出的滞后角为3030至至4040，说明，说明 不不会接反；会接反；l l 不会接反，必定是不会接反，必定是 2 2、3 3接反，把接反，把 2 2、3 3 调转调转180180得到得到-2 2、-3 3 ，这样三个这样三个电流向量对称了，而电流向量对称了，而且电流与电压的相位且电流与电压的相位差符合了题意，滞后差符合了题意，滞后角为角为3030至至4040，说，说明明 2 2、3 3被接反了；被接反了；l l对对三三个个电电流流重重新新进进行行定定相相，服服从从于于三三个个相相电压，定为（电压，定为（aa、bb、C C），关系如下：），关系如下：a=-a=-3 3 b=b=1 1 C C=-=-2 2l l以上三个电流关系式以上三个电流关系式 转换成以下式子：转换成以下式子：1 1=b=b 2 2=-=-C C 3 3=-a=-a l l确定错结线方式，错误接线方式为：确定错结线方式，错误接线方式为：原来接线关系经分析后确定的错结线接线方式 AOAO与与11 AOAO与与bb BOBO与与 2 2 BOBO与与-C C COCO与与33 COCO与与-a-a l l用标准的正相序作错误接线的向量图：用标准的正相序作错误接线的向量图：错结线方式 AOAO与与bb BOBO与与-C C COCO与与-a-a l l计算错误结线的功率：计算错误结线的功率：l lP P1 1=U=UAOAO I Ib coscos(120+)coscos(120+)U Ux I I cos(120cos(120)l lP P2 2=U=UBOBO I Ic coscos(300coscos(300)U Ux I I cos(300cos(300)l lP P3 3=U=UCOCO I Ia coscos(300coscos(300)U Ux I I cos(300cos(300)l lP P=P=P1 1+P+P2 2+P+P3 3=1/2=1/2 U Ux I I（cos-33cos-33 sinsin）l l更正率计算：更正率计算：3 Ux3 Ux I I coscos x=PPx=PP=1/2 1/2 UxUx I I（cos-33cos-33 sinsin）6 6 coscos =cos-33 cos-33 sin sin 其中其中是表计正常月份的用电功率因数角，是表计正常月份的用电功率因数角l l本本题题给给出出了了正正常常负负载载功功率率因因数数为为0.850.85，相相应应的的功功率率因因数角数角=32=32，代入上式计算得更正率：，代入上式计算得更正率：X X=2.67 2.67（负值，电表反转，已计电量为负值）（负值，电表反转，已计电量为负值）l l G GX X=K=KX X=3.673.67l l A A G GX X A A A A上上述述错错误误接接线线时时已已计计电电量量，本本例例子子电电表表反反转转，若电表示双向进码的话，代入电量应取负值。若电表示双向进码的话，代入电量应取负值。l l本题计算结果：本题计算结果：A A，应补电量，应补电量 三、三相三线二元件交流电路的电能计量三、三相三线二元件交流电路的电能计量 l1、计量结线图：（三相三线二元件有功电能表接线图）（三相三线二元件有功电能表接线图）2 2、计量向量图：、计量向量图：（正相序结线）（正相序结线）（反相序结线）（反相序结线）3 3、计量表达式、计量表达式对于正相序：对于正相序：功率表达式：功率表达式：P=PP=PA A+P+PC C=U=UABAB I IA A cos(30+cos(30+A A)+U)+UCBCB I IC C cos(30-cos(30-C C)由于完全对称的三相电路具有以下的关系：由于完全对称的三相电路具有以下的关系：U UABAB=U=UBCBC=U=UCACA=U=U、I IA A=I=IB B=I=IC C、A A=B B=C C=因此因此 P=PP=PA A+P+PC C=U=U I I cos(30+)+Ucos(30+)+U I I cos(30-)cos(30-)=3 U =3 U I I coscos 对于逆相序：对于逆相序：功率表达式：功率表达式：P=PP=PA A+P+PC C=U=UABAB I IA A cos(30-cos(30-A A)+U)+UCBCB I IC C cos(30+cos(30+C C)在三相完全对称条件下在三相完全对称条件下 P=PP=PA A+P+PC C=3U=3U I I cos cos 因此，三相三线二元件有功电能计量，相序 变 化 不 影 响 有 功 电 能 的 计 量4 4、二次接线的特点、二次接线的特点 l l第第一一元元件件：取取abab相相电电压压 、a a相相电电流流(a(a相相电电压压与与a a相相电电流的入端同极流的入端同极)；l l第第二二元元件件：取取cbcb相相电电压压、c c相相电电流流(c(c相相电电压压与与c c相相电电流流的入端同极的入端同极)；l l回回路路B B相相不不装装电电流流互互感感器器，b b相相的的电电流流不不存存在在，这这就就是是向量分析过程中寻找向量分析过程中寻找b b相电压的唯一办法；相电压的唯一办法；l l二二次次电电压压回回路路b b相相的的位位置置存存在在不不确确定定性性，这这样样，二二次次电电压端子的相别确定方法就不同于三元件装置；压端子的相别确定方法就不同于三元件装置；l l电电表表的的三三个个电电压压端端的的相相别别具具有有唯唯一一性性,共共有有六六种种结结线线可可能性。能性。5 5、三相三线二元件的错结线分析：、三相三线二元件的错结线分析：、前提条件：、前提条件：明确所测负荷的性质明确所测负荷的性质(感性？容性？感性？容性？)，大概力率角；，大概力率角；三相电压应对称（电压三角形进行测定）；三相电压应对称（电压三角形进行测定）；明明确确哪哪一一相相没没有有电电流流互互感感器器(哪哪一一相相二二次次电电流流不不存存在在)；二个元件的电流值均衡：确认电流互感器处于正常状二个元件的电流值均衡：确认电流互感器处于正常状态，如内部短路、端子错结线（两个电流互感器二次态，如内部短路、端子错结线（两个电流互感器二次线圈电流经串、并后再进入电表的电流线圈的现象），线圈电流经串、并后再进入电表的电流线圈的现象），所以，电能表二个元件电流值不应该存在较大的悬殊。所以，电能表二个元件电流值不应该存在较大的悬殊。、分析数据的采集及初步判断：、分析数据的采集及初步判断：二二次次电电压压、电电流流的的测测定定 （各各线线电电压压、线线电电流流应应相相接接近近，可可判判断断是是否否电电压压对对称称,电电流流互互感感器器、电电压压互互感感器器是是否否存存在故障或二次端阔错接线）；在故障或二次端阔错接线）；初初定定电电压压及及电电流流的的相相别别名名称称（真真正正的的相相别别名名称称在在往往后后的的分析中判断确定）；分析中判断确定）；测测定定线线电电压压与与电电流流的的相相位位差差,至至少少测测定定三三组组，要要涉涉及及二二个线电压、二个相电流）；个线电压、二个相电流）；确定一个参考相量确定一个参考相量,根据测定的各相位差根据测定的各相位差,作出向量图。作出向量图。、向量分析、向量分析按初定的相别名称，取其中的一个线电压为初相位；按初定的相别名称，取其中的一个线电压为初相位；根根据据上上述述所所测测定定的的线线电电压压电电流流及及其其相相位位差差关关系系，作作向量六角图；向量六角图；根据线电压向量，找出相电压向量；根据线电压向量，找出相电压向量；纠正电流向量，使之处于合理位置纠正电流向量，使之处于合理位置(能符合实际力率能符合实际力率)；确定电流的真正名称；确定电流的真正名称；定出相电压的相名；定出相电压的相名；找出各向量的初定相名与真实相名之间的对应关系；找出各向量的初定相名与真实相名之间的对应关系；确定错结线方式。确定错结线方式。、错结线的功率计算，更正系数计算：、错结线的功率计算，更正系数计算：按电压正相序，统一的力率角，作标准向量图；按电压正相序，统一的力率角，作标准向量图；找出错结线时的各元件的电流、电压相量；找出错结线时的各元件的电流、电压相量；找找出出错错结结线线时时的的各各元元件件的的电电流流、电电压压相相量量之之间间的的相相位差；位差；写错结线功率表达式并简化；写错结线功率表达式并简化；P PP P1 1+P+P3 3=U=U1212 I I1 1 cos(cos(1 1)+U)+U3232 I I3 3 cos(cos(3 3)代入公式求更正率：代入公式求更正率：更正率：更正率：x=PPx=PPP=3 UP=3 U I I coscosP P正确时功率正确时功率P P错误时功率错误时功率计算更正系数及退补电量：计算更正系数及退补电量：更正系数更正系数Gx=KxGx=Kx退补电量退补电量A AGxGx A A6 6、例题、例题 从从抄抄表表结结果果发发现现，某某一一大大用用户户近近期期的的用用电电量量明明显显下下降降，经经现现场场检检查查发发现现，该该客客户户的的生生产产仍仍正正常常，计计量量装装置置二二次次结结线线被被更更改改，计计量量明明显显异异常常，二二次次回回路路的的测测试试数数据据如下：如下：电表接线端电压：电表接线端电压：U U1212=98=98伏；伏；U U2323=100=100伏；伏；U U3131=101=101伏；伏；电表的电流回路电流：电表的电流回路电流：I I1 1=3.5=3.5安；安；I I3 3=3.7=3.7安；安；电压与电流的相位差如下：电压与电流的相位差如下：1212与与 1 1为为77；2323与与 3 3为为6565；2323与与 1 1为为125125，用户的用电功率因数在感性，用户的用电功率因数在感性0.850.85附近。附近。l l要求：分 析 其 错 结 线 方 式计 算 更 正 系 率、更 正 系 数解答：解答：对计量回路进行相别排序：对计量回路进行相别排序：、上述测量数据看，电压值正常，电流值也正常，排、上述测量数据看，电压值正常，电流值也正常，排除互感器故障因素；除互感器故障因素；、根据测得的电压与电流相位差作如下向量图：、根据测得的电压与电流相位差作如下向量图：、找出、找出 1 1、2 2、3 3 、调转相电流、调转相电流 1 1、3 3向量的方向，使之与相电向量的方向，使之与相电压间的相位关系符合（接近）实际功率因数：压间的相位关系符合（接近）实际功率因数：1 1、3 3相差相差6060，其中必，其中必有一个接反：有一个接反：1 1与附近的与附近的 1 1最接近，且滞最接近，且滞后角接近实际负载的功率后角接近实际负载的功率因数角，判定因数角，判定 1 1的极性正的极性正确，不用调转；确，不用调转；3 3与附近的与附近的 1 1最接近，但超前于最接近，但超前于 1 1，与实际功率因数，与实际功率因数角不符；也接近角不符；也接近 2 2、但滞后角太大，超过、但滞后角太大，超过4545与实，与实际负载的功率因数角相差太大，判定际负载的功率因数角相差太大，判定 3 3的极性不正确，的极性不正确，予以调转予以调转180180；3 3 且且经经调调转转后后的的向向量量 3 3与与附附近近的的 3 3最最接接近近，且且滞滞后后角角接接近近实实际际负负载载的的功功率率因因数数角角，判定判定 3 3的极性被接反；的极性被接反；经经调调转转后后的的向向量量 3 3 与与 1 1 相相差差120120，符符合合了了相相电电流流之之间间的的相相位关系。位关系。、对、对 3 3、1 1、1 1、2 2、3 3重新命相别名称重新命相别名称 附近没有电流向附近没有电流向量的电压向量量的电压向量 2 2，定为定为 b b，其他的向，其他的向量量 3 3、1 1、1 1、3 3按顺时针排列命名按顺时针排列命名如右图：如右图：、找出各向量的初定相名与真实相名之间的对、找出各向量的初定相名与真实相名之间的对 应关系，错结线方式：应关系，错结线方式：按上面向量图标示，各向量的对应关系如下：按上面向量图标示，各向量的对应关系如下：a a=3 3 b b=2 2 c c=1 1 a a=-=-3 3 c c=1 1 1 1=c c 2 2=b b 3 3=a a 1 1=c c 3 3=-=-a a 错结线方式：错结线方式：电压结线：电压结线：1 12 23 3的对应相别为的对应相别为 c cb ba a，反相序，反相序电流结线：电流结线：113 3的对应相别为的对应相别为cc-a-a原来接线关系经分析后确定的错结线接线方式 1212与与 1 1 cbcb与与cc 3232与与 3 3 abab与与-a-a 、按标准的相量图作出上述错结线的向量图、按标准的相量图作出上述错结线的向量图错结线方式 cbcb与与cc abab与与-a-a 、写错结线功率表达式并简化 P P P P1 1+P+P3 3 =U =U1212 I I1 1 cos(cos(1 1)+U)+U3232 I I3 3 cos(cos(3 3)=U=Ucbcb I IC C cos(30-cos(30-C C)+U)+Uabab-Ia-Ia cos(210+a)cos(210+a)=U =U I Icos(30-)+cos(210+)cos(30-)+cos(210+)=U=U I I sinsin 、代入公式求更正率、更正系数：更正率：更正率：x=PPx=PP3 U3 U I I coscosU U I I sinsin =3 =3tag tag 更正系数：更正系数：Gx=(3Gx=(3tag)-1tag)-1实际负载功率因数角实际负载功率因数角(本题本题cos=0.85cos=0.85，=32)=32)P P错误时功率错误时功率本题本题更正系数：更正系数：Gx=(3Gx=(3tag32)-1=1.77tag32)-1=1.77(解答完毕解答完毕)