单相和三相电表配置方法，必须get✔

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2017-04-13

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这篇内容我们说说电表配置，不多说，就说说通用系统中最常用的单相和三相配置。ps.有关抗混叠滤波器、衰减网络或其他任何需要进行特定IC设计的保护电路详情，可参考特定产品的评估板用户指南。

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。

图1. 单相、单个电流传感器

图2为防窃电连接示意图，使用电流互感器(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。

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。

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。

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。

图5. 配备3个电压传感器的四线式Y型配置

有功功率 = V_A × I_A +V_B × I_B + V_C × I_C

= (V_AP – V_N) × (I_AP – I_AN) + (V_BP – V_N) × (I_BP – I_BN) + (V_CP – V_N) × (I_CP – I_CN)

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。

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，V_A + V_B + V_C = 0。因此，假设V_B = −V_A − V_C。

有功功率 = V_A × I_A +V_B × I_B + V_C × I_C

= V_A × I_A+ (-V_A – V_C) × I_B + V_C × I_C

= V_A × (I_A – I_B) + V_C × (I_C – I_B)

= (V_AP – V_N) × ((I_AP – I_AN) − (I_BP – I_BN)) + (V_CP – V_N) × ((I_CP – I_CN) − (I_BP – I_BN))

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。

图7. 三线式三角形配置

由于闭环，I_A + I_B + I_C = 0。因此，假设I_B = −I_A − I_C

有功功率 = V_A x I_A +V_B x I_B+ V_Cx I_C = V_A x I_A +V_B x (-I_A – I_C) + V_C x I_C = (V_A – V_B) × I_A+ (V_C – V_B) × I_C

由于相位B用作参考，V_A等于V_AB，V_C等于V_CB

= (V_AP – V_N) × (I_AP – I_AN) + (V_CP – V_N) × (I_CP – I_CN)

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。

图8. 四线式三角形配置

因此，假设V_B = −V_A

有功功率 = V_A × I_A +V_B × I_B + V_C × I_C

= V_A × I_A - V_A × I_B + V_C × I_C

= V_A × (I_A – I_B) + V_C × I_C

= (V_AP – V_N) × ((I_AP – I_AN) − (I_BP – I_BN)) + (V_CP – V_N) × (I_CP – I_CN)

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。

这几种最常用的单相和三相电表的配置方法你都get到了吗？

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