供配電系統(tǒng)功率與電能表接線有關(guān)問題分析

三相交流有A 、B與C 三根相線和一根由電源中性點(diǎn)引出的中性線(N)。高中壓供電系統(tǒng)采用A 、B與C 三根相線來傳輸電能,稱為三相三線制。三相三線制傳輸電能可以少架設(shè)一根電源中性線(N線)。
三相交流220/380V低壓供電系統(tǒng)由A 、B與C 三根相線與一根中性線(N線)供電,稱為三相四線制。根據(jù)電源中性點(diǎn)與電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分是否接地,以及中性線(N線)與保護(hù)接地線(PE線) 是否連接,分為TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、TT系統(tǒng)與IT系統(tǒng)。
第一個(gè)字母T表示電源中性點(diǎn)接地,I表示電源中性點(diǎn)不接地。第二個(gè)字母N表示電源中性線(N線)與保護(hù)接地線(PE線)連接,T表示電源中性線(N線)與保護(hù)接地線(PE線)不連接。第三個(gè)字母C表示電源中性線(N線)與保護(hù)接地線(PE線)用同一根線,S表示電源中性線(N線)與保護(hù)接地線(PE線)分別用兩根線。
TN-S系統(tǒng)為電源中性點(diǎn)接地后,再引出一根電源中性線(N線)與一根保護(hù)接地線(PE線) 。TN-C-S系統(tǒng)為電源中性點(diǎn)接地后,先引出一根電源中性線(N線),進(jìn)入建筑物時(shí),重復(fù)接地后再引出一根保護(hù)接地線(PE線)。
保護(hù)接地線(PE線)用于電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分的電氣安全保護(hù)接地,正常運(yùn)行時(shí),保護(hù)接地線(PE線)上無電流流過,不傳輸正常工作電流,因此TN-S與TN-C-S系統(tǒng)雖然有五根線,但仍然為三相四線制。
中高壓供電系統(tǒng)為三相三線制,三相三線制無中性線(N),只能測量出線電壓,而無法測量出相電壓。功率與電能測量只能選用三相三線制功率表與電能表。由于三相電流向量和為零,一相電流變動,其它兩相也隨之變動,三相負(fù)荷不平衡對計(jì)量不會產(chǎn)生影響。三相三線制功率表與電能表取A與C相電流與Uac和Ubc線電壓,B相可以不安裝電流互感器,電壓互感器可以選用V/V型。
三相視在功率: S =Sa + Sb + Sc
= Ia×Uan + Ib×Ubn + Ic×Ucn
=〔Ia×Uan +(Ia+I(xiàn)c)×Ubn + Ic×Ucn〕
=〔Ia×Uan + Ia×Ubn + Ic×Ubn + Ic×Ucn〕
=〔Ia×(Uan + Ubn)+ Ic×(Ubn + Ucn)〕
= (Ia×Uab + Ic×Ubc)
式中: Uan、Ubn、Ucn 分別為相電壓 Uab與Ubc 分別為線電壓
中高壓供電系統(tǒng)為了單相接地保護(hù)的需要,電流中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過大電阻接地。發(fā)生單相接地故障后,由接地點(diǎn)經(jīng)過大地形成回路,產(chǎn)生短路電流,動作于跳閘,此時(shí)B相電流應(yīng)安裝電流互感器。由于無中性線(N),功率與電能測量仍應(yīng)選定三相三線制儀表,B相電流不接到功率與電能表上,只需要將A與C相電流與Uac和Ubc兩個(gè)線電壓接到功率與電能表上。A與C兩相電流測量通過電流互感器將大電流變?yōu)榻y(tǒng)一的0~5A標(biāo)準(zhǔn)電流,電壓測量取此電壓互感器二次側(cè)100V標(biāo)準(zhǔn)電壓。
220/380V低壓配電系統(tǒng)有中性線(N)為三相四線制。三個(gè)相電流與中性線(N)電流向量為零。在三相負(fù)荷不平衡時(shí),中性線(N)上有電流。功率與電能測量應(yīng)選三相四線制儀表,三相四線制儀表需要接三個(gè)相電流與三個(gè)相電壓。由于將三相電流與三相相電壓接到功率與電能表上,在三相負(fù)荷不平衡時(shí)就不會引起測量誤差。三相電流測量通過電流互感器將大電流變?yōu)榻y(tǒng)一的0~5A標(biāo)準(zhǔn)電流,三相電壓測量直接取此三相220V相電壓。