对10kV高供高计电能计量装置在低压带不对称负荷的分析.doc

对10kV高供高计电能计量装置带不对称负载的运行分析 The operation analysis of 10kV energy measurement device with asymmetrical load 大同电力高级技工学校 李录 摘要：对于变压器低压侧带不对称负载的高压电能计量装置运行分析现场职工存在疑惑，不能正确理解，本文从变压器不对称运行分析入手，通过分析推导得出电能计量装置能够正确计量的结论。 关键词：电能计量，不对称负载，运行分析，计量正确 Abstract: It is puzzled for field operator to correctly understand the principle of energy measurement device at the transformers low voltage side with asymmetrical load. The paper deduces the conclusion that the device can accurately measure, through the asymmetric operation analysis of transformer. Keywords：Energy measurement devices Asymmetrical load Operation analysis Accurate measurement 三相三线两元件有功电能计量装置适用于中性点绝缘系统，一次供电系统中没有接地线，如我国35ｋV、10ｋV配电网都属于这种接线。该系统能保证三相电流之和为零，仅用两个元件就能正确计量三相电能，而且为高供高计，电能表安装在用户变压器的高压侧。我国配电网的大用户普遍采取这种高供高计形式，由于高供高计时，电能表需经电流、电压互感器接入，倍率较大，这此用户的用电量占全社会用电量的比例很大（一般占整个用电量的70%），因此应该对三相三线两元件有功电能计量装置的接线和运行情况引起足够重视。 用户用电设备在实际运行时，三相负载可能出现不对称的情况。例如变压器低压侧接有单相电炉或电焊机等单相负载，或者照明负载三相分配不平衡，此外，当线路故障或某一相检修时，都可能出现变压器不对称运行情况。 变压器不对称运行时，三相负载电流不对称，变压器内部的阻抗压降也不对称，造成三相电压不对称。一般情况下，由于变压器内部阻抗压降较小，造成的电压不对称程度不大，因此分析时可不考虑电压不对称影响。 以下分析用户变压器以三相三柱式、绕组Y，yn联接方式为例。 单相负载运行时变压器高低压侧各相电流分析 1．三相电流不对称时，利用对称分量法可以将其分解为正、负、零序电流。 变压器低压侧各相电流表达式为： 变压器低压侧u相正、负、零序电流表达式为： 2．u相有负载，其它两相无负载时变压器低压侧u相正、负、零序电流表达式为： 3．三相三柱式、绕组Y，yn联接方式的影响 对于三相三柱式变压器，由零序激磁电流所激励的三个同相的零序主磁通不能在铁芯内形成闭合磁路，而通过外部油道、箱壁等部件形成闭合回路，磁路磁阻很大，所以零序激磁阻抗较小。 对于绕组Y，yn联接方式，高压侧零序电流不能流通，相当于开路状态。 因此，三相正、负序电流可从低压侧变流至高压侧，而零序电流不能从低压侧变流至高压侧。 4．变压器高压侧各相电流(变压器变比为k) 二、三相三线电能计量装置正确接线分析 三相三线有功电能计量装置正确接线如下图所示。 图中三相有功电能表，第一元件接入的电压为线电压U，而通入的电流为I，第二元件接入的电压为线电压U，接入的电流为I。三相电路的有功功率为： P=UICOSΦ 三相三线有功电能表的第一元件计量功率为 P=UICOS（30°+Φ） 第二元件的计量功率为 P= UICOS（30°-Φ） P=P+P =UICOS（30°+Φ）+UICOS（30°-Φ） 当三相电路对称时 U=U=U， I=I=I P=UICOS（30°+Φ）+UICOS（30°-Φ）=UICOSΦ 通过以上推导知这种计量方式能够正确计量三相三线电路的有功电能。三相三线有功电能表经互感器接入三相电路时，采用电压、电流分别接入方式。在高压三相三线系统中，电压互感器一般是采用V形接线，而且在二次侧V相接地，电流互感器二次侧必须接地。 变压器低压侧带单相负载时电能计量装置运行分析 1．单相负载消耗有功功率