电能计量及窃电知识学习、培训资料

电能计量与窃电知识

1. 电能计量的基本知识 1.1 电能计量装置的概念

电能计量装置：是由电能表、互感器（电流互感器、电压互感器）、电能表到互感器的二次回路三部分组成。

1.2 各部分的作用 1.

2.1

电能表的作用

也叫电度表，是电能计量装置的核心，是计量负载消耗的或电源发出的电能。 电能表型号：1位D-电能表；2位表示相线：D-单相、S-三相三线有功、T-三相四线有功； 3位表示用途：D-多功能、F-复费率、M-脉冲、S-全电子、Y-预付费；4位设计序号用阿拉伯数字表示。

电能表铭牌：以哈尔滨电能表DD105型为例，220V 表示额定电压，1.5(6)A 表示额定电流为1.5A ，最大电流为6A ，50HZ 表示额定频率，6400ipm/kw.h 表示计6400个脉冲为一度电。

1.2.2

互感器的作用：

（1）扩大电能表的量程。电压互感器把高电压变换成低电压，电流互感器将大电流变换成小电流。

（2）减少了仪表的制造规格。除直接接入式电能表外，电流二次回路均以5A 为主，电压二次回路均以100V 为主。

（3）隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安全。

1.2.3

互感器的分类

互感器分为电流互感器和电压互感器 （1）电流互感器

型号：第一个字母：L-电流互感器 第二个字母：A-穿墙式；F-多匝式；R-装入式；B-支持式；Y-低压；M-母线式；Z-支柱式；D-单匝式；Q-线圈式

不完全星形接线（V ）

完全星形接线（Y ）

U V W

第三个字母：C-磁绝缘；S-速饱和；G-改进型；K-塑料外壳式；W-户外式；M-母线式；Z-浇注式

第四个字母： B-保护式； D-差动式

电流互感器两种典型接线

（2）电压互感器

型号：第一个字母：J-电流互感器

第二个字母：D-单相；S-三相；C-串级式

第三个字母：J-油浸式；G-干式；C-磁绝缘；

R-电容式；Z-浇注绝缘

第四个字母： W-五铁芯柱； B-带补偿角差

绕组；J-接地保护

1.2.4二次回路的作用

电压二次回路是指电压互感器、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。由于连接导线阻抗等因素的影响，电能表电压线圈上实际获得的电压值往往都小于额定值（220V、380V、100V），二次电压回路电降的大小直接影响电能计量的准确度。

电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的电流线圈以及连接二者的导线所构成的回路。电流互感器的二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈的阻抗、端钮之间的接触电阻等。它直接影响电流互感器的确度等级。

2.单、三相电能表常用接线

2.1单相电能表直接接入式

接线原则：I

AO U

AO

计量功率P=U×Icosφ=UIcosφ2.2带电流互感器的单相电能表的接线两台单相电压互感器典型V/V接线

A B C

φ

I

AO

·

U

AO

·

接线原则：I AO U AO

计量功率P=U ×Icos φ=UIcos φ

2.3 直接接入式三相四线电能表的接线

接线原则：I A 、U A ， I B 、U B ，I C 、U C 计量功率P=P1+P2+P3=3IUcos φ

2.4 带电流互感器的三相四线电能表的接线

接线原则：I A 、U A ， I B 、U B ，I C 、U C 计量功率P=P1+P2+P3=3IUcos φ

2.5 带电流、电压互感器的三相四线电能表的接线

U A

U B

U C

I A

I B

I C

φ

I AO

·

U AO

·

U A

U B

U C

I A

I B

I C

接线原则：I A 、U A ， I B 、U B ，I C 、U C 计量功率P=P1+P2+P3=3IUcos φ

2.6 直接接入式三相三线电能表的接线

接线原则：I A 、U AB 、∠30+φ，I C 、U CB 、∠30-φ

计量功率P=IU 〔cos （30+）+cos （30-φ）〕=√3IUcos φ

2.7 带电流、电压互感器的三相三线电能表的接线

接线原则：I A 、U AB 、∠30+φ，I C 、U CB 、∠30-φ

计量功率P=IU 〔cos （30+）+cos （30-φ）〕=√3IUcos φ

3. 电能计量装置的选用原则

U B

C

U CB

U A

U B

U C

I A

I B

I C

A B N

C

U B

C

U CB

A B C

3.1电能表的选择

3.1.1型式的确定

在中性点非有效接地的高压线路中，应选用经互感器接入的三相三线3×100V的有功、无功电能表；接地电流较大者应安装经互感器接入的三相四线3×57.5/100V的有功、无功电能表；

在三相三线制低压线路中，应选用三相三线3×100V的有功、无功电能表，当照明负荷占总负荷的15%及以上时，为减小线路附加误差，应采用三相四线3×220/380V的有功、无功电能表；

在三相四线制低压线路中，应选用三相四线3×220/380V的有功、无功电能表；

负荷电流为50A及以下时，宜采用直接接入式电能表；负荷电流为50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式。

3.1.2基本电流的确定

当电能表与0.5级或0.2级电流互感器联用时，如果互感器的额定二次电流为5A，那么电能表的电流量范围可采用1.5（6）、3（6）A或5A；如果互感器的额定二次电流为1A时，那么电能表的电流范围可采用0.3（1.2）A，或1A。若负荷电流变化幅值较大或实际使用电流经常小于电流互感器额定一次电流的30%，宜采用宽负载的电能表。

当电能表与0.5s级或0.2s级电流互感器联用时，电能表的电流范围宜采用1.5（6）A。

当电能表直接接入计量回路时，应根据经核准的用户申请报装负荷容量来确定额定最大电流。

P=√3IUcosφ

Imax=P/√3Ucosφ

为提高低负荷时计量的准确性，一般宜选用过载4倍及以上的电能表

3.1.3准确度等级的确定

电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。

3.1.4有功、无功电能表的联合接线

在双向送、受电的电力装置回路中，应分别计量送、受的电量，应采用两块有无功电能表。

在装有同步调相机或无功补偿装置的线路中，负载可能会是容性或感性，应分别计量容性和感性的无功电量，采用两块无功电能表。

在条件允许下，使用电能计量双向有功电量及双向无功电量的全电子多功能电能表。

3.1.5互感器的选择

a)额定电压的确定

电流互感器的额定电压应与被测线路电压相适应，UN≥UL

电压互感器要求额定一次电压应大于接入的被测线路电压的0.9倍，小于线路电压的1.1倍：0.9UL＜UN＜1.1UL

b)额定变比的确定

电流互感器的额定二次电流规定为5A或1A，一般选5A。

为保证计量准确度，选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值得60%左右，至少不低于30%。 I1=P1/√3Ucosφ

当实际负荷电流小于30%时，应采用二次绕组具有抽头的多变比电流互感器或0.5s、0.2s级电流互感器。

电流互感器的额定变比由额定一次电流与额定二次电流的比值决定。

电压互感器其额定变比等于额定一次与额定二次电压的比值。

额定一次电压应满足电网电压要求，额定二次电压应和计量仪表等二次设备的额定电压相一致，通常为100V

c)额定二次负荷的确定

互感器若接入二次负荷超过其额定二次负荷，其准确度等级下降。

为保证计量的准确性，一般要求测量用电流、电压互感器的二次负荷S2必须在额定二次负荷S2N的25%—100%范围内。 0.25S2N＜S2＜S2N 电压互感器的额定二次负荷标准值有：10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500、1000VA，计量专用电压互感器额定二次负荷一般为50VA及以下。

电流互感器的额定二次负荷标准值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、

80、100VA，计量专用电流互感器二次负荷一般取40VA及以下。

d)额定功率因数的确定

计量用电压互感器额定二次负荷的额定功率因数应与实际二次负荷的功率因数相接近。

计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数为0.8—1.0。

e)准确度等级的确定

电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。

电流互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5；

电压互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5。

f)互感器的二次回路规定

为保证电能计量装置的安全、可靠、准确，对35kV以上线路供电的用户，应有电流互感器的专用二次绕组和电压互感器的专用二次回路，不得与继电保护的测量回路共用，并不得装熔断器和开关。

4.电能表常见窃电方式

4.1欠流法窃电

窃电者采用各种方法故意改变计量电流回路的正常接线，或故意造成计量电

流回路故障，致使电能表的电流线圈无电流通过或只通过部分电流，从而达到少计量电量的目的，这种窃电方法就叫做欠流法窃电。

欠流法窃电的常见手法：

(1)使电流回路开路。例如：①松开TA 二次出线端子、电能表电流端子或中间端子排的接线端子；②弄断电流回路导线的线芯；③人为制造TA 二次回路中接线端子的接触不良故障，使之形成虚接而近乎开路。

(2)短接电流回路。例如：①短接电能表的电流端子；②短接TA 一次或二次侧；③短接电流回路中的端子排等。

(3)改变TA 的变比。例如：①更换不同变比的TA ；②改变抽头式TA 的二次抽头；③改变穿芯式TA 一次侧匝数；④将一次侧有串、并联组合的接线方式改变等。

(4)改变电路接法。例如：①单相表相线和零线互换，同时利用地线作零线或接邻户线；②加接旁路线使部分负荷电流绕越电表；③在低压三相三线两元件电表计量的V 相接入单相负荷等。

4.1.1

单相有功电能表的火线和零线互换

计量功率：P=（-U ）（-I ）cos φ = UIcos φ

电能表正转，当负荷侧接地易漏计电量。

4.1.2

单相有功电能表电流互感器二次开路

计量功率 P=IUcos φ=0 电表不转

φ

U AN

· I AN

· I NA

·

U NA

·

4.1.3

单相有功电能表电流互感器二次侧短路

计量功率 P=IUcos φ=0 电表不转

4.1.4

三相四线电能表电流回路三相开路

计量功率：P=0 电能表停转

4.1.5

三相四线电能表电流回路两相开路

计量功率：P=P2=IUcos φ 电能表少计2/3的电量

A B N

C U A

U C

I A =0

I B

I C =0

U B

A B N C U A

U C

I A =0

I B =0

I C =0

U B

4.1.6

三相四线电能表电流回路一相开路

计量功率：P=P2+P3=2IUcos φ 电能表少计1/3的电量

4.1.7

三相四线电能表电流回路三相短路

计量功率：P=0 电能表停转

4.1.8

三相四线电能表电流回路两相短路

计量功率：P=P2=IUcos φ

A B N

C U A

U C

I A =0

I B

I C

U B

U A

U C

I A =0

I B =0

I C =0

U B

A B N

C U A

U C

I A =0

I B

I C =0

U B

A B N

C

电能表少计2/3的电量

4.1.9

三相四线电能表电流回路一相短路

计量功率：P=P2+P3=2IUcos φ 电能表少计1/3的电量

4.1.10 三相三线电能表电流互感器二次侧两相短接

计量功率：P=0 电能表停转

4.1.11 三相三线电能表电流互感器二次侧一相反接

U A

U C

I A =0

I B

I C

U B

A B N

C

U B

C

U CB

U B

C

U CB

-I A

接线原则：

-I A U AB 两者之间相位角为180-30-φ I C U CB 两者之间相位角为30-φ

计量功率：P=IU 〔cos （150-φ）+cos （30-φ）〕= IUsin φ 电能表少计(√3 -1)IUcos φ的电量

4.2 欠压法窃电

窃电者采用各种方法故意改变电能计量电压回路的正常接线，或故意造成计量电压回路故障，致使电能表的电压线圈失压或所受电压减少，从而达到少计量电量的目的，这种窃电方法就叫做欠压法窃电。

欠压法窃电的常见手法

(1)使电压回路开路。例如：①松开TV 的熔断器；②弄断熔丝管内的熔丝；③松开电压回路的接线端子；④弄断电压回路导线的线芯；⑤松开电能表的电压连片等。

(2)造成电压回路接触不良故障。例如：①拧松TV 的低压熔丝或人为制造接触面的氧化层；②拧松电压回路的接线端子或人为制造接触面的氧化层；③拧松电能表的电压连片或人为制造接触面的氧化层等。

(3)串入电阻降压。例如：①在TV 的二次回路串入电阻降压；②弄断单相表进线侧的零线而在出线至地(或另一个用户的零线)之间串人电阻降压等。

(4)改变电路接法。例如：①将三个单相PT 组成Y ，Y 接线的V 相二次反接；②将三相四线三元件电能表或用三只单相表计量三相四线负荷时的中线取消，同时在某相再并入一只单相电能表；③将三相四线三元件电表的表尾零线接到某相的相线上等。

4.2.1

单相有功电能表电压回路开路

计量功率：P=IUcos φ=0

I

AO

φ

·

U AO

= 0

·

电能表停转

4.2.2

单相有功电能表电压回路串电阻

计量功率：电能表电压回路U ’小于实际电压U ，φ’比φ大，P=IU ’cos φ’< IUcos φ。

电能表少计ΔP= IUcos φ-IU ’cos φ’

4.2.3

三相四线电能表电压回路一相开路

计量功率：P=P2+P3=2IUcos φ 电能表少计1/3的电量

4.2.4

三相四线电能表电压回路两相开路

计量功率：P=P3=IUcos φ

A B N C U A = 0

U B

U C

I A

I B

I C

A B N C

U A = 0

U B = 0

U C

I A

I B

I C

φ’

I AO

· U AO

·

电能表少计2/3的电量

4.2.5

三相四线电能表电压回路三相开路

计量功率：P = 0 电能表停转

4.2.6

三相三线电能表电压进线相互换接

I A U BA 两者之间相位角为180-30-φ I C U CA 两者之间相位角为30+φ

计量功率：P=IU 〔cos （150-φ）+cos （30+φ）〕= 0 电能表停转

4.3 移相法窃电

窃电者采用各种方法故意改变电能表的正常接线，或接入与电能表线圈无电联系的电压、电流，有的还利用电感或电容特定接法，从而改变电能表线圈中电压、电流间的正常相位关系，致使电能表慢转甚至倒转，这种窃电方法就叫做移

U A = 0

U B = 0

U C = 0

I A

I B

I C

A B N C

U B

U CB

U BA

相法窃电。

移相法窃电的常见手法

（1）改变电流回路的接法。例如：①调换TA一次侧的进出线；②调换TA 二次侧的同名端；③调换电能表电流端子的进出线；④调换TA至电能表连线的相别等。

（2）改变电压回路的接线。例如：①调换单相TV一次或二次的极性；②调换TV至电能表连线的相别等。

（3）用变流器或变压器附加电流。例如，用一台一、二次侧没有电联系的变流器或二次侧匝数较少的电焊变压器的二次侧倒接入电能表的电流线圈等。

（4）用外部电源使电表倒转。例如；①用一台具有电压输出和电流输出的手摇发电机接入电表；②用一台类似带蓄电池的电鱼机改装成具有电压输出和电流输出的逆变电源接人电表。

（5）用一台一、二次侧没有电联系的升压变压器将某相电压升高后反相加入表尾零线。

（6）用电感或电容移相。例如：在三相三线两元件电表负荷侧U相接人电感或w相接入电容。

移相法窃电手法

4.3.1

三相四线电能表改变三相电流回路极性

接线原则：

- I A U A 两者之间相位角为180+φ - I B U B 两者之间相位角为180+φ - I C U C 两者之间相位角为180+φ

计量功率：P= P1+P2+P3 =3IUcos （180+φ）= -3IUcos φ 电能表按正常计量值反转

4.3.2

三相四线电能表改变三相电压回路极性

接线原则：

I A （-U A ） 两者之间相位角为180+φ I B （-U B ） 两者之间相位角为180+φ I C （-U C ） 两者之间相位角为180+φ

计量功率：P= P1+P2+P3 =3IUcos （180+φ）= -3IUcos φ

B

U C

A

A B N

C B

-U A

-U C

电能表按正常计量值反转

4.3.3

利用变流器倒表移相计量

接线原则：I AO U AO

计量功率P ’=UIcos φ-UI 1=U （Icos φ- I 1） 当Icos φ > I 1时，电能表慢转。 Icos φ= I 1时，电能表停转。 Icos φ< I 1时，电能表反转。

4.3.4

三相三线电能表一相接电感，其他两路开路，移相计量。

接线原则：I A U AB

计量功率P ’= A AB I U cos(30+φ) = A AB I U cos(30+90)= -A AB I U 2

1

电能表反转

4.3.5

三相三线电能表一相接电容，其他两路开路，移相计量。

φ

U AO

·

I AO

·

I 1

·

U B

C

U CB

A

B C

I A

接线原则：I A 、U AB

计量功率P ’= A AB I U cos(30+φ) = A AB I U cos[30+（-90）]= -A AB I U 2

1

电能表反转

4.4 扩差法窃电

窃电者私拆电能表，通过各种方法改变电能表内部的结构性能，致使电能表本身的误差扩大，以及利用电流或机械力损坏电能表，破坏电能表的运行条件，从而达到少计量电量或不计量的目的，这种窃电方法就叫做扩差法窃电。

扩差法窃电的常见手法

（1）私拆电表，改变电表内部的结构性能。例如：①减少电流线圈匝数或短接电流线圈；②增大电压线圈的串联电阻或断开电压线圈；③更换传动齿轮或减少齿数；④增大机械阻力；⑤调节电气特性；⑥改变表内其他零件的参数、接法或制造其他各种故障等。

（2）用大电流或机械力损坏电表。例如：①用过负荷电流烧坏电流线圈；②用短路电流的电动力冲击电表；③用机械外力损坏电表等。

（3）改变电表的安装条件。例如：①改变电表的安装角度；②用机械振动干扰电表；③用永久磁铁产生的强磁场干扰电表等。

扩差法窃电手法

U B

C

U AB

A

B C

I A

4.4.1

单相用户私拆表盖将电流线圈串联改为并联扩差计量

电能表计一半电量。 4.5 无表法窃电

未经报装入户就私自在供电部门的线路上接线用电，或有表用户私自甩表用电，叫做无表法窃电。

4.6 新的技术方法窃电 4.6.1

使用窃电装置窃电

窃电装置一般有电工型和电子型两种，电工型窃电器可以输出很大的反向电流，使电能表在有负荷时停转或反转；电磁干扰仪窃电工具使表计不转、转慢或反转；永久磁铁窃电器使表计不准；电子型窃电器一般安装于计量箱内，窃电者可以遥控操作达到窃电目的，这类窃电行为如不开箱检查很难发现。

4.6.2

使用电能表编程器窃电

其窃电特点为：

既不改变电能表的时间，也不调整电能表的时段，更无须开启电能计量装置，而只是利用电能表编程器更改峰、平、谷用电量的比例，即降低高峰和平段电量，增加低谷电量，从而保持总电量不变，利用电价差达到少交电费的目的

2

IW

2W 2I 2W 2I F :IW )2W

2W I F :=?+?==+=电流线圈并联（

电流线圈串联