專利名稱：一種電力計量中性點漂移試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低壓三相四線計量裝置的試驗演示裝置，尤其涉及一種電力計量中性點漂移試驗裝置。
背景技術：
目前我們所用的有功電能表有機械式和電子式兩種，機械式有功電能表是利用電流電壓通過線圈形成磁場，使鋁盤轉動進行計量；電子式有功電能表是對流過的電流和電壓進行采樣，取得電壓U和電流I等比信號，用專用電能芯片對電壓U和電流I做乘法，并對時間進行積分取得動態功率，并將時間內的電度進行累加而計量。這兩種計量方式的有功電能表計量時均與通過電能表的電流以及施加在電能表上的電壓有關。目前這類低壓三相四線計量裝置廣泛應用于工礦企業三相電計量中。從電能計量原理來講，在不動計量裝置封印的前提下，計量裝置是準確計量的，但有的用戶利用三相四線供電系統的中性點漂移技術使得加在三相四線有功電能表的三個電壓線圈的電壓不等和電壓相位發生變化，對電能表電壓線圈電壓高的一相采取不用電或少用電，對電壓低的一相或二相則大負荷用電，從而在不動計量裝置封印的前提下使得計量裝置不能準確計量，達到竊取電能的目的。供電企業職工在現場進行供用電檢查時，雖然偶爾會發現用戶三相四線電能表供電系統的零線不通，但由于不了解用戶使用中性點漂移技術會造成電能表計量不準確，而往往會放棄對用戶的供用電裝置進一步檢查和處理。
發明內容本實用新型的目的是通過簡單的電路和儀表，直觀顯示出中性點漂移技術對電能表計量的影響。一種電力計量中性點漂移試驗裝置，包括三相四線電源通過總開關K與現場三相四線電線校驗儀現場三相四線電能表校驗儀盡、三相四線有功電能表盡、負載模塊RL-RL依次相連，三相四線有功電能表&后接有一個中性點偏移模塊ONO,中性點偏移模塊ONO由兩個可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶組成，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的各自一端通過兩相開關尤分別與三相電中任意兩相電接通，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的各自另一端連接在一起并通過單相開關&與中性線#相連或斷開。為了達到更好的演示效果，上述的三相四線有功電能表&的電壓線圈輸入端與現場三相四線電能表校驗儀盡的電壓線圈輸入端相連；還包括電壓測量模塊K-K，該電壓測量模塊v-v由三個交流電壓表組成，這三個交流電壓表各自一端分別與三相電相連，各自另一端連接在一起并通過轉換開關A與中性線#或與中性點偏移模塊相連；還包括電壓相位角測量模塊Φ-Φ，電壓相位角測量模塊Φ-Φ由相位伏安表、相位伏安表02和相位伏安表0 3組成，相位伏安表的電壓輸入端U1和U2與三相電U相相連、相位伏安表Φ 2的電壓輸入端U3和U4與三相電V相相連、相位伏安表Φ 3的電壓輸入端U5和U6與三相電W相相連；相位伏安表八的電壓對比端N1、相位伏安表Φ2的電壓對比端N2和相位伏安表03的電壓對比端N3連接在一起并與中性線N相連；相位伏安表八的電壓對比端O1、相位伏安表02的電壓對比端O2和相位伏安表03的電壓對比端O3連接在一起并與偏移中性線O相連；相位伏安表Φ 的電流輸入輸出端I1和I2與負載電路U相感應連接、相位伏安表的電流輸入輸出端I3和I4與負載電路V相感應連接、相位伏安表03的電流輸入輸出端I5和I6與負載電路W相感應連接。三相四線有功電能表的功率表達式如下式所示
P= P1 + P2 + P3 = UmX IuX COS^fr + UwXlr x cos卿 + Umx Iwx cos撕電能計量主要取決為加給電能表電壓、電流、電壓與電流間功率因數值的三要素，一般220伏單相電能表電壓線圈的直流電阻約為O. 4 I. 2千歐，3 X 380/220有功電能表 的電壓線圈直流電阻為O. 4 O. 8千歐。用戶低壓電網的零線(N線)在進全密封計量箱PH前的A點斷開，又在第一用電屏M1的中性線N上的B點處設置開關A，并在第四用電屏馬的D點引入一接地線來替代低壓電網的零線(N線)。當開關&斷開，第一用電屏爲的開關尤合上時，中性點偏移模塊例(9得電，由于 只接入二個可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶，當這二個阻抗與電能表電壓線圈回
路阻抗的；、A、厶并聯在電網的三相電源上，相當于在星型接法段的同時，給；增加了并聯感性阻抗乙、給&增加了并聯感性阻抗厶，使得三相的負載不同，造成星形接法的中性點電勢不為零而發生漂移形成漂移中性點隊就使得計量屏三相四線有功電能表的零線電位也發生漂移，即在三相四線有功電能表功率表達向量圖中中性點O在三角形UNV內偏移，因而三相線的U、V、W相與漂移中性點O的電勢差發生改變，從而人為造成電能表電壓線圈兩端的電壓由U-N、V-N, FtV變為U_0、V_0、;同時由于偏移中性點O在三角形UNV內偏移，相應的U-0、V-0, W-O的相位角也發生改變，因此三相四線有功電能表的功率表達式中的功率因數值cos Φν、cos Φν, COS0#也要發生變化，通過使三相電中的其中一相集中使用純電阻負載，另一相使用感性負載，第三相不使用負載，就可以達到減少計量電能的目的。當計量中性點O與接地點D連接開關&開關合上時，中性點O漂移到零線#處，計量屏的三相相電壓V-Λ V-0、W-0\m%U-N、KHtV的正常電壓，從而用戶可以順利通過供電部門的用電檢查。
圖I三相四線有功電能表功率表達向量圖；圖2中性點漂移現場示意圖；圖3中性點漂移試驗電壓回路電路圖；圖4中性點漂移向量圖；圖5中性點漂移后三相四線有功電能表功率表達向量圖；圖6中性點漂移試驗裝置電路圖。
具體實施方式
[0020]
以下結合附圖具體說明本實用新型裝置的工作過程。實施例一一種電力計量中性點漂移試驗裝置，三相四線電源通過總開關I與現場三相四線電能表校驗儀盡、三相四線有功電能表盡、負載模塊RL-RL依次相連，三相四線有功電能表E2后接有一個中性點偏移模塊ONO,中性點偏移模塊ONO由兩個并聯的可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶組成，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的一端通過兩相開關尤分別與三相電中V相電和K相電斷開，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的另一端通過單相開關A與中性線#接通；還包括電壓測量模塊K-K，電壓測量模塊K-K由交流電壓表K,、交流電壓表^和交流電壓表匕三個交流電壓表組成，交流電壓表K7、交流電壓表匕和交流電壓表V3的其中一端分別與三相電對應相線相連，另一端連接在一起并通過轉換開關A與中性線N相連；還包括電壓相位角測量模塊Φ-Φ，電壓相位角測量模塊Φ-Φ由相位伏安表、相位伏安表02和相位伏安表03組成，相位伏安表八的電壓輸入端U1和U2與三
相電U相相連、相位伏安表02的電壓輸入端U3和U4與三相電V相相連、相位伏安表03的電壓輸入端U5和U6與三相電W相相連；相位伏安表Φ I的電壓對比端N1、相位伏安表Φ 2的電壓對比端N2和相位伏安表03的電壓對比端N3連接在一起并與中性線N相連；相位伏安表Φ '的電壓對比端O1、相位伏安表Φ 2的電壓對比端O2和相位伏安表03的電壓對比端O3連接與偏移中性線O相連；相位伏安表的電流輸入輸出端I1和I2與負載電路U相感應連接、相位伏安表的電流輸入輸出端I3和I4與負載電路V相感應連接、相位伏安表的電流輸入輸出端I5和I6與負載電路W相感應連接。此時為正常用電情況，中性線N和偏移中性線O通過開關A相連，三相四線有功電能表&和三相四線電線校驗儀盡讀數相同，表明現場三相四線電能表校驗儀盡顯示值與三相四線有功電能表Ε2計量負載消耗有功電能的測量值的計量差在規定范圍內；交流電壓表VI、交流電壓表V2和交流電壓表V3顯示U-N、V-N、W-N的電壓，相位伏安表Φ I、相位伏安表Φ 2和相位伏安表Φ 3均顯示相同的電壓漂移前后相位角=0與相同的各相電壓和電流的相位角。實施例二實施例二裝置與實施例一裝置基本相同，不同之處在于兩相開關A分別與三相電中V相電和K相電連通，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的另一端通過單相開關&與中性線#斷開。此時為非正常用電情況，三相四線有功電能表&和現場三相四線電能表校驗儀El讀數不相同，表明現場三相四線電能表校驗儀El顯示出三相四線有功電能表E2計量負載消耗有功電能的計量差很大；當轉換開關A與中性線N相連，交流電壓表K7、交流電壓表V2和交流電壓表V3顯示U-N、V-N, V-N的電壓，當轉換開關&與偏移中性線O相連時，在中性點偏移模塊的作用下，交流電壓表K7、交流電壓表匕和交流電壓表匕顯示u-o、v-o, 的電壓，并顯示出v-o, 三相電壓不相等；表明接入三相四線有功電能表&電壓線圈兩端的電壓發生變化，而導致三相四線有功電能表&和現場三相四線電能表校驗儀El讀數不相同，表明三相四線有功電能表E2不能準確計量負載消耗的有功電能；相位伏安表八的I端、相位伏安表0 2的3端和相位伏安表0 3的5端分別顯示U-N、V-N,V-N的相位角和電壓-電流的相位角均與實施例一顯不的值相同，相位伏安表0 I的2端、相位伏安表0 2的4端和相位伏安表0 3的6端顯示的中性點漂移后的U-O、V-O, W-O的相位角和電壓-電流的相位角均與實施例一顯示的值不同，表明三相四線有功電能表&的電壓線圈兩端的電壓v-ο, V-O的相位角發生變化，三相四線有功電能表&的電壓線圈兩端的電壓與流經三相四線有功電能表&電流線圈的電流的相位角也發生變化。實施例三實施例三裝置與實施例二裝置基本相同，不同之處在于改變中性點偏移模塊ONO的可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶大小，相位伏安表的I端、相位伏安表
的3端和相位伏安表0 3的5端顯示的U-N、V-N, V-N的相位角和電壓-電流的相位角均與實施例二顯不的值相同，相位伏安表的2端、相位伏安表Φ 2的4端和相位伏安表Φ 的6端顯示的中性點漂移后的U-O、V-O, W-O的相位角和三相四線有功電能表盡的電壓線圈兩端的電壓與流經三相四線有功電能表盡電流線圈的電流的相位角均與實施例二顯示的值不同，表明隨著可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶阻抗的改變，三相四線有功電能表&的電壓線圈兩端的電壓V-Λ v-o, W-O的相位角發生變化，三相四線有功電能表&的電壓線圈兩端的電壓與流經電流線圈的電流的相位角也發生了變化。·[0027]實施例四實施例四裝置與實施例三裝置基本相同，不同之處在于調節中性點偏移模塊ONO的可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶，使感性阻抗乙和感性阻抗厶相等并且阻值逐漸減小，在三相電能表達向量圖中中性點O從N點開始漂移最終可漂移到達OX點，當并聯可調阻值的感性阻抗Z1和Z2遠小于三相四線有功電能表E2的電壓線圈回路阻抗的Zip Ζ￥,厶時，I,值為220V+110V=330V ;當并聯可調阻值的感性阻抗乙和厶遠大于三相四線有功電能表盡的電壓線圈回路阻抗的4;、厶時，Um值為220V。將中性點O偏移后的電壓向量畫入中性點漂移后向量圖有功電能表功率表達向量圖中，可以發現電能表實際計量值與電壓回路的輸入電壓、電流回路流經的電流、以及電壓回路的輸入電壓和電流回路流經的電流的相位角有關。通過向量圖和電壓相位角測量模
塊Φ-Φ的電壓-電流的相位角變化，發現 和<)7，為漂移后的相角，前者超前U·，
后者滯后IV。實施例五實施例五裝置與實施例四裝置基本相同，不同之處在于調節中性點偏移模塊ONO的可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗石，使可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶相等并且阻值逐漸增加或減少，使得漂移角
Φ汍.■ = 說* =25 °時，W相電壓不發生漂移φδιν =0 ° ,中性點O漂移后，
nr^220V+( 11OV-16.67V)=313.33V,^190,532 +16.672 V=I 91.26￥。當三相負載相等，調節電阻負載R1' R2, R3和電動機負載爲、M2, M3使得負載功率因數為I. O時三相四線有功電能表&測量U相使用電能的Q1測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量U相使用電能的巧測量元件和三相四線有功電能表盡測量V相使用電能的Q2測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量V相使用電能的A測量元件相比各少計量電量為(220-191. 26Xcos25° ) X 100%+220=21· 20% ;[0035]三相四線有功電能表&測量W相使用電能的Q3測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量W相使用電能的&測量元件相比多計量電量為(313. 33-220) XcosO。X 100%+220=42· 42% ;三相綜合計量誤差為42. 42%-2 X 21. 20% = +0. 02%。當三相負載相等，調節電阻負載R1' R2, R3和電動機負載爲、M2, M3使得負載功率因數感性為O. 866 (功率因數角為30° )時三相四線有功電能表&測量U相使用電能的Q1測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡顯示出測量U相使用電能的巧測量元件相比少計量電量為[220Xcos30° -191. 26Xcos (25° +30° ) ] X 100%+(220Xcos30° ) =42. 42% ；三相四線有功電能表&測量V相使用電能的Q2測量元件與現場三相四線電能表·校驗儀盡測量V相使用電能的&測量元件相比多計量電量為[191. 26 X cos (30° -25° )_220Xcos30° ] X 100%+(220 X cos30° )=0.00%;三相四線有功電能表&測量W相使用電能的Q3測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量W相使用電能的&測量元件相比多計量電量為[313. 33Xcos30° _220Xcos30° ] X 100%+(220Xcos30° ) =42. 42% ；三相綜合計量誤差為42. 42%-0. 00%-42. 42% = +0. 00%。當三相負載相等，調節電阻負載R1' R2, R3和電動機負載爲、M2, M3使得負載功率因數感性為0.5 (功率因數角為60° )時三相四線有功電能表&測量U相使用電能的Q1測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量U相使用電能的Λ測量元件相比少計量電量為[220Xcos60° -191. 26Xcos (25° +60° ) ] X 100%+(220Xcos60° ) =84. 84% ；三相四線有功電能表&測量V相使用電能的Q2測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量V相使用電能的&測量元件相比多計量電量為[191. 26 X cos (60° -25° )_220Xcos60° ] X 100%+(220 X cos60° ) =42. 43% ；三相四線有功電能表&測量W相使用電能的Q3測量元件與現場三相四線電能表校驗儀盡測量W相使用電能的&測量元件相比多計量電量為[313. 33Xcos60° _220Xcos60° ] X 100%+(220Xcos60° ) =42. 42% ；三相綜合計量誤差為84. 84%-42. 43%_42· 42% = -O. 01%。當三相負載相等，通過調節中性點偏移模塊ONO的可調阻值的感性阻抗乙和感性
阻抗厶,使感性阻抗乙和感性阻抗厶相等并且阻值逐漸減小,使漂移角Φ況· = Φ況.X'
斷變化試驗，結果如下
權利要求1.一種電力計量中性點漂移試驗裝置，包括三相四線電源通過總開關#與現場三相四線電能表校驗儀盡、三相四線有功電能表盡、負載模塊RL-RL，其特征在于三相四線有功電能表&后接有一個中性點偏移模塊OM),中性點偏移模塊ONO由兩個可調阻值的感性阻抗Z1和感性阻抗厶組成，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的各自一端通過兩相開關A分別與三相電中任意兩相電接通，可調阻值的感性阻抗乙和感性阻抗厶的各自另一端連接在一起并通過單相開關A與中性線#相連或斷開。
2.根據權利要求I所述的電力計量中性點漂移試驗裝置，其特征在于所述的三相四線有功電能表A的電壓線圈輸入端與現場三相四線電能表校驗儀盡的電壓線圈輸入端相連。
3.根據權利要求I或2所述的電力計量中性點漂移試驗裝置，其特征在于還包括電壓測量模塊K-K，該電壓測量模塊K-K由三個交流電壓表組成，這三個交流電壓表各自一端分別與三相電相連，各自另一端連接在一起并通過轉換開關A與中性線ΛΖ或與中性點偏移模塊相連。
4.根據權利要求3所述的電力計量中性點漂移試驗裝置，其特征在于還包括電壓相位角測量模塊0-0，電壓相位角測量模塊Φ-Φ由相位伏安表、相位伏安表02和相位伏安表03組成，相位伏安表的電壓輸入端U1和U2與三相電U相相連、相位伏安表Φ 2的電壓輸入端U3和U4與三相電V相相連、相位伏安表03的電壓輸入端U5和U6與三相電W相相連；相位伏安表的電壓對比端N1、相位伏安表的電壓對比端N2和相位伏安表 的電壓對比端N3連接在一起并與中性線N相連；相位伏安表的電壓對比端O1、相位伏安表的電壓對比端O2和相位伏安表的電壓對比端O3連接在一起并與偏移中性線O相連；相位伏安表Φ 的電流輸入輸出端I1和I2與負載電路U相感應連接、相位伏安表的電流輸入輸出端I3和I4與負載電路V相感應連接、相位伏安表03的電流輸入輸出端I5和I6與負載電路W相感應連接。
專利摘要本實用新型提供一種電力計量中性點漂移試驗裝置，包括三相四線電源通過總開關K與現場三相四線電能表校驗儀E1、三相四線有功電能表E2、負載模塊RL-RL依次相連，三相四線有功電能表E2后接有一個中性點偏移模塊ONO，中性點偏移模塊ONO由兩個并聯的可調阻值的感性阻抗組成，可調阻值的感性阻抗的一端通過兩相開關K1分別與三相電中任意兩相電接通，可調阻值的感性阻抗的各自另一端連接在一起并通過單相開關K5與中性線N相連或斷開。當K1接通、K5斷開時，本實用新型能夠通過現場三相四線電能表校驗儀E1的計量值和三相四線有功電能表E2的計量值的互相比較，直觀了解中性點漂移技術對電能表計量的影響。
文檔編號G01R35/04GK202710742SQ20122032337
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月5日 優先權日2012年7月5日
發明者余龍輝, 吳丹軍, 平莉, 張弦, 高社賢 申請人:江西電力職業技術學院