电能计量装置介绍及使用方法简析

数字相位伏安表和相序表的结构、使用方法比较简单，下面主要介绍电能计量现场接线模拟装置的结构、功能和使用方法。

“电能计量现场接线模拟装置”可以在实验室模拟出现场三相电能计量装置的各种接线方式，用于培训员工及学生用最短的时间判断出计量装置种类繁多的接线错误。这种模拟装置已有三代产品，原理基本一致，第一代使用不方便已淘汰；第二代以“海盐电力仪表厂”生产的HY7371型模拟装置为代表，面板简化了许多，设置接线错误方便直观，现在不少供电公司还在使用；第三代产品以“郑州万特”的WT—F24型 “电能表接线智能仿真系统”为代表，用电脑控制，软件可升级，电脑屏幕可直接显示所设接线的各种信息，并且一台设备有三个测试作业面，可容纳三人同时训练或比赛，可为三人设置不同的接线错误，2007年国家电网公司电能计量工种比武用的就是这款设备。从培训学生的角度出发，第二代产品用旋钮设置接线错误，比较直观，这些产品从供电局淘汰下来正好用于教学。

HY7371型 “电能计量现场接线模拟装置”可以方便地模拟出三相三线有功、无功电能表在10k V计量现场的各种运行状态。其电流回路由移相器、电流调节器、升流器、电流互感器及各种状态选择开关构成，用来产生数值和相位均可连续变化三相平衡电流；电压回路由电压调节器、升压器、电压互感器及各种状态选择开关构成，用来产生数值可连续变化的三相对称电压。

该装置额定输出电压100V，额定输出电流5A，输出量接至位于前操作面板上的一对三相三线有功、无功电能表的接线盒上。该装置的功能有：

（1）可以模拟三相电压互感器一次、二次断线的九种状态：全通；一次全断；A相断线；B相断线；C相断线；二次全断；a相断线；b相断线；c相断线。

（2）可以模拟三相电压接入电能表电压端钮的6种状态：正序三种 （a-b-c、bc-a、c-a-b），逆序三种（a-c-b、c-b-a、b-a-c）。

（3）可以模拟电压互感器二次端钮四种接线方式：Ⅰ、Ⅱ全正；Ⅰ正Ⅱ反；Ⅰ反Ⅱ正；Ⅰ、Ⅱ全反。

（4）可以模拟a相、c相两相电流接入电能表电流元件端钮的8种组合形式 （b相电流选通开关是为过去旧的接线设的，这里始终置于“回路”即可）。

（5）可以模拟电流互感器二次端钮四种接线方式：Ⅰ、Ⅱ全正；Ⅰ正Ⅱ反；Ⅰ反Ⅱ正；Ⅰ、Ⅱ全反。

（6）以上5种功能可以同时使用，恰当组合。

装置具有电流互感器二次开路保护及报警功能，电压互感器二次短路保护及报警功能。该功能一方面可保护设备，另一方面可供培训或技术比武时记录失误次数用。接进该装置的电源本身必须是正相序，否则将影响测试结果的正确性。电源接通后，如电源相序指示器指示为逆序，可将电源插座上任意两根相线交换一下。

图6-22　电能计量现场接线模拟装置的前面板

HY7371型 “电能计量现场接线模拟装置”的前面板如图6-22所示。仪表框中有量程为100V的电压表、量程为5A的电流表各三块，三相功率表、三相功率因数表各一块，指示值是按一次量来刻度的，电压表满刻度10k V、电流满刻度500A。关闭后面板上的 “仪表选通开关”，这些仪表则无指示，受试者只能靠数字相位伏安表、相序表来独立测试，进而判断接线方式。

电能表框中有一对有功、无功感应式电能表，可以观察到表盘的转向及转速，这里也可换成电子表。电能表下方是实验接线盒，用于接入 “三相电能表现场校验仪”，模拟进行现场误差校验，其原理及使用在“技能实训三”介绍。

调节器框门打开后，里面有两个电压调节器、两个电流调节器、两个相位微调器，可方便地调节接入电能表的信号大小与相位。

“电能计量现场接线模拟装置”的后面板如图6-23所示。中间区域是各种状态选择控制旋转，旋转箭头指向的位置是被选中状态。选挡时要打到位，不能搁置在某种中间状态。

上面的区域是状态显示板，根据状态选择开关位置的不同，所有被选中的状态指示器亮起红灯。下面的区域是电源指示器，电源相序指示器，监视仪表选通开关，电流回路选通开关，电压回路选通开关，电流回路保护及报警指示器、电压回路保护及报警指示器等。在改变电能表的接线方式时，应该断开电流、电压回路选通开关，以免造成电流互感器开路、电压互感器短路。

图6-23　电能计量现场接线模拟装置的后面板

测量开始前先检查设备的接地线，合上电源开关之前，将电压调节器、电流调节器调到初始位置，即逆时针旋至最左边。

后面板上有一个相位控制开关，可每隔30°调节输出信号的功率因数角，是相位角的粗调，前面板上的相位微调器是相位角的细调，可通过外接的数字相位伏安表在正确接线组合时准确调节每相电压、电流信号间的相位差角。调节时应将两个计量元件上的电流对各个线电压间的相位都调准确，否则会出现角度测量误差，影响绘制相量图的准确性。(www.xing528.com)

正确接线情况下，电流、电压设为额定值，功率因数设为1时，有功电能表转速最快，无功电能表应接近停转，首先应让学员熟悉这种正常状态，观察铝盘每转用多少秒时间，以此来与后面设置的错误状态相比较。

测试结束关机之前，应将电流、电压调节器归零，电流、电压回路选通开关打到断开位置。

下面介绍WT—F24型 “电能表接线智能仿真系统”，该产品由三大块组成，如图6-24所示。

图6-24　“电能表接线智能仿真系统”原理图

程控电源模拟母线上的电压和电流输出，接线转换箱进行各种接线的组合，在PC机的管理监控下来实现接线的模拟仿真效果，步骤如下：

第一步：点击PC机屏幕主画面中的“模拟仿真接线”按钮，出现图6-25。

图6-25　点击主画面中的 “模拟仿真接线”按钮出现的画面

图6-26　直接点击按钮出现的画面

图6-27　三相三线组合接线选择框

图6-28　三相四线组合接线选择框

第四步：根据要求选择“表尾电压接线、电压互感器 （图中用PT表示）接线方式、电流互感器（图中用CT表示）接线方式、表尾电流进出反接、电流接错相”等接线形式，确认后出现图6-29所示的三相三线接线仿真界面。所选择设置的信号加到测试面板上的一对有功、无功电能表上，供学员测试、判断。

图6-29　“电能计量现场接线仿真系统”屏幕显示界面

电脑屏幕可为教师直接显示所设接线方式的各种信息：接线图、相量图、功率表达式以及故障结论和更正系数等，使用过程自动化程度高。