電能表與互感器課件

1、電能表與互感器第一頁，共40頁。電能計量裝置的主要部件：計量用電流互感器、電壓互感器；電能表；互感器與電能表之間的二次回路。電能計量裝置的附屬部件：試驗接線盒； 失壓斷流計時儀；鉛封； 電能計量箱 (柜) ; 電能量集抄設備。第二頁，共40頁。按相別及接線方式，分為單相表、三相三線兩元件表和三相四 線三元件表。按電能種類，分為有功電能表、無功電能表、直流電能表。按電壓等級，分為高壓表、低壓表兩種。按電流測量范圍，分為直通表和經(jīng)電流互感器接入兩種。按準確度等級，分為0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0級。按結構原理，分為感應式電能表、全電子式電能表、機電一

2、體化電能表。按測量功能，可分為分時計費（復費率）電能表、最大需量電能表、預付費電能表、集抄電能表、多功能電能表。電能表分類第三頁，共40頁。5-1 單相感應系電能表感應系電能表的結構第四頁，共40頁。 1、驅動元件：產生轉動力矩的元件。 包括電流電磁鐵和電壓電磁鐵。 電流電磁鐵由“U”字形鐵心和電流線圈（導線粗，匝數(shù)少）組成，電流線圈與負載串聯(lián)，通過負載電流。 電壓電磁鐵由橫“日”字形鐵心和電壓線圈（導線細，匝數(shù)多）組成，電壓線圈與負載并聯(lián)（電感性很強），承受負載電壓，始終帶電。第五頁，共40頁。 2、轉動元件：由鋁制園盤和轉軸組成。 驅動元件所產生的交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤上產生渦流，該渦流

3、又和產生它的磁通相互作用，產生電磁力驅使鋁盤轉動。 3、制動元件：產生反作用力矩的元件。是一個永久磁鐵。 鋁盤轉動時，永久磁鐵的磁場切割鋁盤并在鋁盤中產生感應電流，該感應電流和永久磁鐵的磁場相互作用，產生反作用力矩。 4、積算機構：用來計算鋁盤的轉數(shù)并將轉數(shù)變換為被測電能的千瓦小時數(shù)。 包括轉軸上的蝸輪、蝸桿及一套齒輪和字輪。通常稱為計度器。 第六頁，共40頁。G-蝸桿；A-蝸輪；B、D-主動輪；C、E-從動輪；14-橫軸；5-進位輪；6-長齒；7-短齒；8-梢齒；9-槽齒；10-轉軸鋁盤轉動原理第七頁，共40頁。1、驅動力矩2、驅動力矩與有功功率的關系3、當負載功率穩(wěn)定時，MT=MQ，鋁盤勻

4、速轉動，則有4、時間T內鋁盤所轉圈數(shù)N為： N=nT=CPT=CW感應式電能表的工作原理第八頁，共40頁。 單相電能表的接線方式直接接入式圖經(jīng)互感器接入式圖注：P72 圖5-2 有錯誤第九頁，共40頁?；ジ衅髟陔娏ο到y(tǒng)的作用 在計量大電流線路的電能時，可按電流互感器的變比 ki來減小電流；在計量高電壓線路的電能時，可按電壓互感器的變比ku 來降低電壓；使接到互感器二次側的電能表能夠安全、準確地計量電能。此時所計電能量W為： W=(本月抄見數(shù) -上月抄見數(shù)) ki ku 盡管一次電流與電壓有各種不同的值，但通過合理選擇互感器的變比，可使電流互感器二次額定電流統(tǒng)一為5A （330kV及以上線路為1

5、A），使電壓互感器的二次額定線電壓統(tǒng)一為100V，這樣可使電能表制造規(guī)格單一化、標準化，同時降低的表耗，使電能表校驗及資產管理時的程序簡單化、規(guī)范化?；ジ衅鬟€能降低對電能表的絕緣要求，保證在測量回路上工作的人員安全地與高電壓大電流隔離。5-5 儀用互感器第十頁，共40頁。一、電流互感器簡介 電流互感器的一次繞組與被測電路串聯(lián)，二次繞組與電能表的電流線圈串聯(lián)。電能表的電流線圈內阻很小，所以電流互感器相當于二次短路運行的變壓器。第十一頁，共40頁。第十二頁，共40頁。電流互感器的接線第十三頁，共40頁。電流互感器的使用與選擇 1、低壓供電客戶的負荷電流為50 A以上時，電能表不宜直通，應采用電流互

6、感器接入方式。 2、 選擇電流互感器的一次額定電流，就是選擇額定變比，應保證其在正常運行中的實際負荷電流達到額定值的60%左右，至少應不小于30%。 3、電流互感器二次連線須用單芯銅線，不能太長太細，截面積不少于4平方毫米。 4、電流互感器運行中二次不允許開路。 5、電流互感器接線必須按減極性連接。 6、高壓電流互感器K2端要可靠接地。 第十四頁，共40頁。鉗形電流表P85 圖5-12交直流兩用鉗形表 P85 圖5-13第十五頁，共40頁。 電壓互感器的一次繞組與被測負載并聯(lián)，二次繞組與測量儀表的電壓線圈并聯(lián)。與電力變壓器的主要區(qū)別是兩者容量不同，電壓互感器的二次負荷電能表電壓線圈的輸入阻抗很

7、大，因此電壓互感器相當于開路運行的變壓器。二、電壓互感器簡介第十六頁，共40頁。第十七頁，共40頁。第十八頁，共40頁。二次連線電阻上的壓降為 I、II類用于貿易結算的電能計量裝置中的電壓互感器二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.2；其它電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.5。 第十九頁，共40頁。電壓互感器的接線與使用 電壓互感器運行中二次側嚴禁短路。 按要求的相序接線。 二次側須可靠接地。 第二十頁，共40頁。(a)三相三線兩元件表 三相三線制計量 三相感應式電能表的結構(b) 三相四線三元件表 三相四線制計量5-2 三相有功電能表第二十一頁，共40頁。

8、電子式電能表原理框圖與計量單元接口電壓監(jiān)控時鐘數(shù)據(jù)存儲器時鐘電池負荷曲線存儲器LED報警電子狗按鈕參數(shù)存儲器抄表電池備份數(shù)據(jù)存儲器LCD顯示器RS485通訊接口檢測輸出監(jiān)控輸出脈沖輸出吸附紅外通訊接口遠紅外通訊接口主數(shù)據(jù)處理器SPI管理單元第二十二頁，共40頁。一、三相三線有功電能表的接線方式 原理圖 相量圖abCcaabcbc A 第二十三頁，共40頁。三相三線有功電能表的原理第二十四頁，共40頁。三相三線有功電能表現(xiàn)場接線-直通式低壓三相三線有功電能測量第二十五頁，共40頁。-經(jīng)互感器接入式 主要用途：必須同時配接電壓互感器和電流互感器，計量35KV、 10KV高壓供電的大容量電力用戶的用

9、電量。 接線方式：兩個電流互感器四線連接 ，有各自獨立的二次回路；兩個電壓互感器V/V連接 。 三相三線有功電能表的現(xiàn)場接線 第二十六頁，共40頁。原理圖、相量圖及計算式abcacb 二、三相四線有功電能表的接線方式 第二十七頁，共40頁。低壓經(jīng)TA接入的標準接線，三個TA六線連接，電流、電壓線各自獨立。 低壓直通表接線圖 三相四線電能表的現(xiàn)場接線方式 第二十八頁，共40頁。電流互感器二次通過實驗接線盒接線第二十九頁，共40頁。用于110kV及以上高電壓等級的大電流接地系統(tǒng)，電壓互感器采用YNyn接線。 第三十頁，共40頁。1、三相三線無功電能表的原理圖、相量圖及計算式abcbcacaca c

10、 6060ubc uacca5-3 三相無功電能表第三十一頁，共40頁。三相三線 內相角無功電能表 三相三線無功電能表電壓 線圈串聯(lián)電阻的原因在感應式電能表電壓線圈的首端串聯(lián)一個附加電阻R，使電壓線圈的電阻成分增加，電壓線圈的阻抗角從原來的 ， 僅 滯后 ，而 又與 同相，所以 滯后相應的電壓 （這個角度稱為內相角）。 第三十二頁，共40頁。三相三線無功電能表的現(xiàn)場接線第三十三頁，共40頁。baba bcbCCaaC 2、三相四線無功電能表的原理圖、相量圖及計算式第三十四頁，共40頁。低壓直接接入 三相四線無功電能表的現(xiàn)場接線圖 低壓采用TA接入 第三十五頁，共40頁。電能表的型號類別代號組別

11、代號結構代號功能代號設計序號輔助說明D-電能表D-單相S -全電子式Y-預付費阿拉伯數(shù)字字母或數(shù)字S-三相三線F-復費率(廠家代號) （附加標注）T-三相四線D-多功能B-標準電能表I-載波抄表Z-最大需量X-無功電能5-4 電能表的使用第三十六頁，共40頁。 （b）全電子電能表 （a）機電一體化電能表 電能表的銘牌示例第三十七頁，共40頁。額定參數(shù)包括電流和電壓的額定值 額定電流又分為標定電流 和額定最大電流 。標定電流是計算負載的基數(shù)電流值，額定最大電流是電能表長期工作，而且誤差與溫升完全滿足技術條件的最大電流值。如5(20)A，10(40)A，31.5(6)A，30.3(1.2) A等等

12、，前面的數(shù)字是標定電流 ，括號中的是額定最大電流 ，乘號前面的3表明是三相表。 直接接入式電能表的標定電流，應按正常運行負荷電流的30%選擇；經(jīng)TA接入的電能表，其標定電流不宜超過電流互感器額定二次電流的30，其額定最大電流應為電流互感器額定二次電流的120。電流互感器額定二次電流為5A和1A時,電能表的額定電流分別選擇1.5（6）A 和0.3（1.2）A 。 電壓額定值，單相表為220V；低壓三相表為3220V380V；高壓三相表為3100V或3100/V。第三十八頁，共40頁。電能表常數(shù)和脈沖常數(shù) 電能表常數(shù)用A表示(也有用C表示的)，它是電能表計度器的指示數(shù)和轉盤轉數(shù)之間的比例值。如A=400rkWh，其中“r”表示轉盤轉的“圈”數(shù)，電能表常數(shù)在這里的意義是用戶每消耗1 kWh電能，對應于轉盤轉400圈。 脈沖常數(shù)出現(xiàn)在全電子電能表或機電一體化電能表的銘牌上，它是電能表數(shù)字顯示的電能數(shù)和對應的脈沖數(shù)之間的比例值，也用A表示。如A =1600impkWh，其中“imp”表示“多少個脈沖”。電子式電能表的面板上有個發(fā)光二極管，隨著用戶用電，它不停閃爍著耀眼的紅光，每閃一次代表一個脈沖形成，相當于感應式電能表的鋁盤轉一圈，用電功率越大閃爍速度越快。 銘牌上的A是理論標稱值，若電能表有誤差，其實際運行時每kWh對應的圈數(shù)A0與標稱值不符， A0稱為實際電