電工儀表與測量 第七章

1、第七章第七章 電能的測量電能的測量第一節(jié)第一節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第四節(jié)第七章第七章 電能的測量電能的測量7-1 感應系電能表 1.熟悉單相感應系電能表的結構及原理。2.掌握單相電能表的接線方法。第七章第七章 電能的測量電能的測量一、感應系電能表的結構一、感應系電能表的結構感應系電能表的結構第七章第七章 電能的測量電能的測量感應系電能表的主要組成部分有：驅動元件：驅動元件：用來產生轉動力矩。轉動元件：轉動元件：由鋁盤和轉軸組成。儀表工作時，驅動元件產生的轉動力矩將驅使鋁盤轉動。制動元件：制動元件：由永久磁鐵組成。用來在鋁盤轉動時產生制動力矩，使鋁盤的轉速與被測功率成正比。計度器（也稱

2、積算機構）：計度器（也稱積算機構）：用來計算鋁盤的轉數，實現累計電能的目的。它包括安裝在轉軸上的齒輪、滾輪以及計數器等。電能表最終通過計數器直接顯示出被測電能的數值。1 .1 .基本結構基本結構第七章第七章 電能的測量電能的測量計度器的結構 第七章第七章 電能的測量電能的測量感應系電能表的鐵芯結構第七章第七章 電能的測量電能的測量2.2.電能表的電路和磁路電能表的電路和磁路 電能表的電路和磁路第七章第七章 電能的測量電能的測量 單相感應系電能表的原理接線圖與功率表相似，不同之處是電能表的電壓線圈沒有串聯分壓電阻。二、感應系電能表的工作原理二、感應系電能表的工作原理單相感應系電能表的原理接線圖第

3、七章第七章 電能的測量電能的測量電能表各電流、電壓及磁通的關系第七章第七章 電能的測量電能的測量1.1.鋁盤轉動力矩的產生鋁盤轉動力矩的產生鋁盤轉動力矩的產生MpC1PC1UIcos 鋁盤所受平均轉動力矩與負載的有功功率成正比，即第七章第七章 電能的測量電能的測量2.2.鋁盤轉數與被測電能的關系鋁盤轉數與被測電能的關系n 當負載功率一定時，鋁盤所受轉動力矩不變。但是，鋁盤若只受到轉動力矩的作用，鋁盤將會不斷地加速運動，以至無法正確計量電能。n 為了使鋁盤在一定負載功率下以相應的轉速勻速轉動，能正確反映電能的大小，必須在鋁盤上加制動力矩，鋁盤所受制動力矩隨鋁盤轉速的增加而增大，即MzKn。n 當

4、制動力矩Mz增大到與轉動力矩Mp相等時，MpMz，鋁盤就勻速轉動。第七章第七章 電能的測量電能的測量將上面兩個式子整理，得 C1PKn。鋁盤轉速 可見，鋁盤的轉速n與負載有功功率P成正比。CPPKCn1 將兩邊同乘以t得ntCPt ，式中nt是電能表在時間t內鋁盤的轉數，用N表示；Pt是負載在時間t內所消耗的電能，用E表示，則N=CE。 在時間t內，電能表的鋁盤轉數與這段時間內負載消耗的電能成正比。因此，可以通過計度器自動累計鋁盤的轉數，由計數器顯示出被測電能的大小。 由上式可求出電能表常數 (r/kWh)。ENC 第七章第七章 電能的測量電能的測量制動力矩的產生 第七章第七章 電能的測量電能

5、的測量三、單相電能表的接線三、單相電能表的接線 單相電能表的接線應遵從發(fā)電機端守則，即電能表的電流線圈與負載串聯，電壓線圈與負載并聯，兩線圈的發(fā)電機端應接電源的同一極性端。單相電能表的接線方式第七章第七章 電能的測量電能的測量 通常在電能表接線盒蓋的里面都畫有其接線圖，使用者只要按照接線圖接線即可。第七章第七章 電能的測量電能的測量 1.比較電能表和功率表的異同。 2.感應系電能表由哪幾個部分組成?各自的作用如何? 3.說明電能表常數的意義。 4.畫出單相電能表的接線圖。l 思考與練習返回章目錄第七章第七章 電能的測量電能的測量7-2 電子式電能表 1.掌握電子式電能表的組成及原理。2.掌握電

6、子式預付費電能表的組成及使用方法。3.了解智能式電能表的基本知識。第七章第七章 電能的測量電能的測量一、一、 普通單相電子式電能表普通單相電子式電能表 電子式電能表原理方框圖 第七章第七章 電能的測量電能的測量 1. 1.輸入變換電路輸入變換電路 輸入變換電路包括電壓變換器和電流變換器兩部分。 作用：作用：將高電壓、大電流變換后送至乘法器。轉換后的信號應分別與輸入的高電壓和大電流成正比。 常見的輸入變換電路有精密電阻分流分壓和儀用互感器兩種。 第七章第七章 電能的測量電能的測量2 2. .乘法器乘法器 乘法器是電子式電能表的核心，是一種能將兩個互不相關的模擬信號進行相乘的電子電路，通常具有兩個

7、輸入端和一個輸出端，是一個三端網絡。 乘法器的輸出信號與兩個輸入信號的乘積成正比。第七章第七章 電能的測量電能的測量3 3. .U Uf f 轉換器轉換器 Uf 轉換器的作用是將輸入電壓（電流）轉換成與之成正比的頻率輸出。在模數（AD）轉換中，Uf 轉換器是常用的一種電子電路。 第七章第七章 電能的測量電能的測量4 4. .計度器計度器 包括計數器和顯示部分。計數器可將由Uf 轉換器輸出的脈沖加以計數，然后送至顯示電路顯示。 全電子式電能表的顯示部分通常采用液晶顯示器進行計度。由于取消了感應式電能表的儀表轉盤，故也稱之為靜止式電能表。 目前電子式電能表也有不少采用步進電機式的機械計度器。 第七

8、章第七章 電能的測量電能的測量DDS673型系列電子式電能表第七章第七章 電能的測量電能的測量二、單相電子式預付費電能表二、單相電子式預付費電能表 單相電子式預付費（IC卡）電能表的用途是計量額定頻率為50Hz的交流單相有功電能并實現電量預購功能。 供電部門可通過計算機售電管理系統對用戶預購電量、預置等，并經電卡傳遞給電能表。該電能表具有自動計算用戶消耗電量、停電時表內數據自動保護、電能表具有最大負荷控制功能。 第七章第七章 電能的測量電能的測量 單相電子式預付費（IC卡）電能表采用六位計度器顯示總消耗電量。電卡作媒介，由供電部門設置密碼，保證了用戶電卡只能自己使用而不能換用，電卡可反復使用達

9、一千次以上。 單相電子式預付費（IC卡）電能表的準確度等級為1.0級。額定電壓220V，額定電流有2(10) 、5(25)、10(50) 、20(100)A等多種規(guī)格。第七章第七章 電能的測量電能的測量1.1.單相電子式預付費電能表的工作原理單相電子式預付費電能表的工作原理n 由分壓器完成電壓取樣，由取樣電阻完成電流取樣。n 取樣后的電壓電流信號由乘法器轉換為功率信號。n 經Uf變換后，由步進電機驅動計度器工作，并將脈沖信號輸入單片機系統。n 用戶需在供電部門交款購電，所購電量在售電機上被寫進用戶電卡，由電卡傳遞給電能表，電卡經多次加密可以保證用戶可靠地使用。n 當所購電量用完后，表內繼電器將

10、自動切斷供電回路。第七章第七章 電能的測量電能的測量2.2.單相電子式預付費電能表的安裝方法單相電子式預付費電能表的安裝方法 電能表在出廠前經檢驗合格并加以鉛封，即可安裝使用。安裝表的底板應固定在堅固的耐火墻上，建議安裝高度為1.8m左右。要求環(huán)境溫度在2570，相對濕度不超過85，且周圍空氣中無腐蝕性氣體。 電能表應按照接線圖接線，最好用銅線引入。單相電子式預付費電能表接線圖第七章第七章 電能的測量電能的測量IC卡插座接線盒計度器數碼管3 3. .單相電子式預付費電能表使用方法單相電子式預付費電能表使用方法單相電子式預付費電能表面板第七章第七章 電能的測量電能的測量 電卡內裝有集成電路，為防

11、止其靜電損壞，電卡一定要妥善保管，不應放入易產生靜電的物體中(如纖維、塑料)，并應注意保持電卡插頭的清潔。如電卡丟失應及時到售電部門申請補配。電能表在運輸與裝卸過程中應避免受到劇烈沖擊。第七章第七章 電能的測量電能的測量 1.電子式電能表的主要優(yōu)點是什么？ 2.電子式電能表由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？ 3.簡述電子式電能表的工作原理。返回章目錄l 思考與練習第七章第七章 電能的測量電能的測量7-3 三相有功電能的測量 1.掌握三相三線電能表的組成及接線方式。2.掌握三相四線電能表的組成及接線方式。3.了解三相無功電能表的組成及使用方法。第七章第七章 電能的測量電能的測量 電能表和功率表

12、在測量負載功率這一點上是完全相同的，只不過電能的測量還需增加計度器，以計算功率的使用時間。因此，對三相電路有功功率測量的各種方法和理論，同樣適用于三相有功電能的測量。 生產實際中的三相電能測量，一般都采用三相電能表。三相電能表是根據兩表法或三表法的原理，把兩個或三個單相電能表的測量機構組合在一只表殼內。第七章第七章 電能的測量電能的測量一、三相三線有功電能表一、三相三線有功電能表 三相三線電能表由兩只單相電能表的測量機構組合而成。 將它接入電路后，作用在轉軸上的總轉矩等于兩組元件產生的轉矩之和，并與三相電路的有功功率成正比。因此，鋁盤的轉數可以反映有功電能的大小，并通過計度器直接顯示出三相電能

13、的數值。第七章第七章 電能的測量電能的測量三相三線電能表第七章第七章 電能的測量電能的測量 三相三線電能表的接線方法與兩表法測量功率的接線方法相同。按規(guī)定，對低壓供電線路，其負荷電流為80A及以下時，宜采用直接接入式電能表。 若負荷電流為80A以上時，宜采用經電流互感器接入式電能表。直接接入式電流互感器接入式第七章第七章 電能的測量電能的測量二、三相四線有功電能表二、三相四線有功電能表三相四線電能表由三只單相電能表的測量機構組合而成。 目前常見的DT862型三相四線有功電能表的外形與三相三線有功電能表的外形完全一樣。 當負載電流為80A以上時，也應配以電流互感器使用。直接接入式電流互感器接入式

14、第七章第七章 電能的測量電能的測量 1.三相三線電能表如何組成？適用于哪些場合？ 2.畫出三相三線電能表接線圖。 3.三相四線電能表如何組成？適用于哪些場合？ 4.畫出三相四線電能表配合電流互感器的接線圖。l 思考與練習返回章目錄第七章第七章 電能的測量電能的測量7-4 電能表的使用1.掌握電能表的正確使用方法。2.掌握電能表的安裝要求。3.了解電能表的主要技術特性。第七章第七章 電能的測量電能的測量一、正確選擇量程一、正確選擇量程 選擇電能表量程時，應使電能表額定電壓與負載額定電壓相符，電能表額定電流應大于或等于負載的最大電流。第七章第七章 電能的測量電能的測量二、要正確接線二、要正確接線

15、電能表的接線和功率表一樣，必須遵守發(fā)電機端守則。通常情況下，電能表的發(fā)電機端已在內部接好，接線圖印在端鈕盒蓋的里面。使用時，只要按照接線圖進行接線，一般不會發(fā)生鋁盤反轉的情況。第七章第七章 電能的測量電能的測量接線正確鋁盤仍反轉的原因接線正確鋁盤仍反轉的原因: （1）裝在雙側電源聯絡盤上的電能表，當一段母線向另一段母線輸出電能改變?yōu)榱硪欢文妇€向這段母線輸出電能時。 （2）用兩只單相電能表測量三相三線有功負載，當cosj0.5時，其中一只電能表也會出現反轉現象。第七章第七章 電能的測量電能的測量 電能表在通過儀用互感器接入電路時，必須注意互感器接線端的極性，以便使電能表的接線仍能滿足發(fā)電機端守則

16、。三相有功電能表和無功電能表與儀用互感器的聯合接線 第七章第七章 電能的測量電能的測量三、正確進行電能表的讀數三、正確進行電能表的讀數 對直接接入電路的電能表，以及與所標明的互感器配套使用的電能表，都可以直接從電能表上讀取被測電能。 當電能表上標有“10kWh”，或“100kWh”字樣時，應將表的讀數乘以10或100倍，才是被測電能的實際值。 當配套使用的互感器變比和電能表標明的不同時，則必須將電能表的讀數進行換算后，才能求得被測電能實際值。第七章第七章 電能的測量電能的測量四、電能表的安裝要求四、電能表的安裝要求n 通常要求電能表與配電裝置裝在一處。安裝電能表的木板正面及四周邊緣應涂漆防潮。木板應為實板，且厚度不應小于20mm。木板必須堅實干燥，不應有裂縫，拼接處要緊密平整。n 電能表應安裝在配電裝置的左方或下方。安裝高度應在0.61.8m范圍內（表水平中心線距地面尺寸）。n 電能表要安裝在干燥、無振動和無腐蝕氣體的場所。第七章第七章 電能的測量電能的測量n不同電價的用電線路應分別裝表，同一電價的用電線路應合并裝表。n電能表安裝要牢固垂直。