单相和三相电表配置方法图解

单相配置

这是最基本的单相连接配置。它仅有两条导线:相位和零线。图1显示阻性分流器用作电流传感器。该配置也可使用其他任何电流传感器。

单相和三相电表配置方法图解

图1. 单相、单个电流传感器

图2为防窃电连接示意图,使用电互感器(CT)进行防窃电检测。通常,在这些情况下必须至少使用一个CT或罗氏线圈作为传感器,起到隔离作用。

单相和三相电表配置方法图解

图2. 单相、两个电流传感器

在某些单相应用中,可能需要测量两个负载的功率,从而检测两路电流信号。这类应用称为裂相应用,可在这类裂相配置中使用ADE IC。如需获得总功率,可使用任意单相ADE IC,然后根据图3中的配置进行设置。

单相和三相电表配置方法图解

图3. 裂相、单个电流传感器

可使用单个电流互感器作为电流传感器,并采用相反方向连接的两条线路作为输入。线路L1和L2的电压差输入衰减网络。

如需测量单个负载功率,可使用带有零线通道的单相ADE IC。理想情况下,零线通道测量的目的是检测窃电条件,但零线通道与其他内部电流通道完全一样,因此IC可视为具有两条相等的电流通道。电表可按图4所示进行连接,实现该功能。然而,只有假定两条线路的电压完全相等时才能这么做。因此,将零线和其中一条线路的电压差输入衰减网络。

单相和三相电表配置方法图解

图4. 裂相、两个电流传感器

三相配置

图5显示配备了3个电压传感器的四线式Y型配置。该配置使用了3个电压传感器,分别对应三个相位。由于三个相位的电流和电压均可测得,因此计算功率非常简单。该配置是所有ADE IC中的默认配置。

单相和三相电表配置方法图解

图5. 配备3个电压传感器的四线式Y型配置

有功功率 = VA × IA +VB × IB + VC × IC

= (VAP – VN) × (IAP – IAN) + (VBP – VN) × (IBP – IBN) + (VCP – VN) × (ICP – ICN)

还可根据同样的逻辑,说明该配置下累加无功功率和视在功率的计算。

图6显示配备了两个电压传感器的四线式Y型配置。该配置相比上一个配置有所不同,因为它不测量其中一个相位的电压。

单相和三相电表配置方法图解

图6. 配备两个电压传感器的四线式Y型配置

由图6可见,相位B的电压不予测量,但可通过获得的其他数值计算功率。

理想情况下,VA + VB + VC = 0。因此,假设VB = −VA − VC。

有功功率 = VA × IA +VB × IB + VC × IC

= VA × IA + (-VA – VC) × IB + VC × IC

= VA × (IA – IB) + VC × (IC – IB)

= (VAP – VN) × ((IAP – IAN) − (IBP – IBN)) + (VCP – VN) × ((ICP – ICN) − (IBP– IBN))

根据相同的逻辑,三相ADE IC的无功功率累加计算可证明是正确的。对于某些产品,如本文所述,可在相关寄存器内通过相位A和相位C的电压计算相位B的电压,从而计算出正确的视在功率。但是,这种计算的前提是系统对称且平衡。

图7显示三线式三角形配置。该三角形配置以其中一个相位作为参考,通过其他相位并参照该相位完成测量。在大部分较新的IC中,强制选择相位B作为参考。

单相和三相电表配置方法图解

图7. 三线式三角形配置

由于闭环,IA + IB + IC = 0。因此,假设IB = −IA − IC

有功功率 = VA x IA +VB x IB + VC x IC = VA x IA +VB x (-IA – IC) + VC x IC = (VA – VB) × IA+ (VC – VB) × IC

由于相位B用作参考,VA等于VAB,VC等于VCB

= (VAP – VN) × (IAP – IAN) + (VCP – VN) × (ICP – ICN)

类似地,在该配置中,三相ADE IC产生的累加无功功率也可证明是正确的。但是,视在功率的计算结果可能是错误的,因为在该配置下芯片会将线路间电压当作相电压。某些IC可能会将相位B计算为相位A和相位C的电压差,并假设系统是平衡的。另外,如上所述,还需考虑相位B的功耗。等效Y型配置的视在功率可通过将得到的结果除以√3 计算得出。

图8显示四线式三角形配置。该配置是三角形配置,它测量所有三个相位的电流。该配置还存在一个独立的零线端子。此外,不测量相位B的电压。由于零线位于相位A和相位B之间,因此将其视为与相位A幅度相等但符号相反。

单相和三相电表配置方法图解

图8. 四线式三角形配置

因此,假设VB = −VA

有功功率 = VA × IA +VB × IB + VC × IC

= VA × IA - VA × IB + VC × IC

= VA × (IA – IB) + VC × IC

= (VAP – VN) × ((IAP – IAN) − (IBP – IBN)) + (VCP – VN) × (ICP – ICN)

类似地,在该配置中,三相ADE IC产生的累加无功功率也可证明是正确的。但是,视在功率的计算结果可能是错误的,因为在该配置下IC会将线路间电压当作相电压。某些 IC假定相位B电压的幅度与相位A电压幅度相等而符号相反,从而假定系统是对称且平衡的。等效Y型配置的视在功率可通过将得到的结果除以√3/2(相位A和相位B),以及除以3/2(相位C)计算得出。如果希望重新配置电表,将其从一种配置改变为另外一种,同时希望得到精确的结果,那么需要针对新设置重新校准ADE IC。

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