電氣測(cè)量技術(shù) 課件項(xiàng)目5 電能的測(cè)量

配套課件電氣測(cè)量技術(shù)電工儀表與測(cè)量的基本知識(shí)目錄Contents項(xiàng)目1電流與電壓的測(cè)量項(xiàng)目2電阻的測(cè)量項(xiàng)目3電功率的測(cè)量項(xiàng)目4電能的測(cè)量項(xiàng)目5頻率和相位的測(cè)量項(xiàng)目6信號(hào)波形的測(cè)量項(xiàng)目7其他電氣測(cè)量項(xiàng)目8項(xiàng)目5電能的測(cè)量項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目5電能的測(cè)量項(xiàng)目目標(biāo)1）掌握感應(yīng)系電能表的構(gòu)造，了解單相電能表的接線情況。2）了解三相有功電能表的面板及面板上各部分的作用。3）掌握三相四線電能表和三相三線電能表的組成及使用。4）掌握電子式電能表的組成、原理及使用方法。5）能使用單相電能表測(cè)量電能。6）能掌握三相電能表的使用方法。7）能使用電子式電能表測(cè)量單相功率和三相功率。8）具備專業(yè)安全意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)。9）具備精益求精的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的勞動(dòng)態(tài)度。項(xiàng)目導(dǎo)入項(xiàng)目導(dǎo)入電能的測(cè)量是電工測(cè)量中的一個(gè)普遍存在的內(nèi)容，每個(gè)用電的用戶都需要測(cè)量電能。顯然，生產(chǎn)生活中使用電能通常是要繳費(fèi)的，只有先計(jì)量電能后才能確定繳費(fèi)的多少，并使公民自覺(jué)節(jié)約用電，達(dá)到節(jié)能的目的，這在構(gòu)建低碳節(jié)約型社會(huì)過(guò)程中是非常必要的。項(xiàng)目5電能的測(cè)量項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.11.掌握感應(yīng)系電能表的構(gòu)造，并理解各部分的功能。2.掌握單相電能表的接線。任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.11.認(rèn)識(shí)感應(yīng)系儀表學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用(1)面板學(xué)習(xí)任務(wù)5.11.認(rèn)識(shí)感應(yīng)系儀表學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用組成結(jié)構(gòu)名稱組成元件作用驅(qū)動(dòng)元件電壓元件和電流元件電壓元件：E形鐵心和電壓線圈（很細(xì)，匝數(shù)多，與負(fù)載并聯(lián)，反映負(fù)載電壓U）。電流元件：U形鐵心和電流線圈（很粗，匝數(shù)少，與負(fù)載串聯(lián)，反映負(fù)載電流I）。轉(zhuǎn)動(dòng)元件鋁盤(pán)和轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸上裝有蝸桿，用來(lái)傳遞鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)。儀表工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩將驅(qū)使鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)元件永久磁鐵用來(lái)在鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)速與被測(cè)功率成正比。計(jì)度器齒輪、滾輪以及計(jì)數(shù)器等計(jì)度器用來(lái)計(jì)算鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)累計(jì)電能的目的。通過(guò)顯示字輪直接顯示出被測(cè)電能的數(shù)值。(2)基本結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)5.11.認(rèn)識(shí)感應(yīng)系儀表學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用(3)基本原理

當(dāng)交流電通過(guò)單相感應(yīng)系電能表的電壓線圈時(shí)，在電壓元件鐵心中產(chǎn)生一個(gè)交變磁通ΦV，這一磁通經(jīng)過(guò)伸入鋁盤(pán)下部的回磁板穿過(guò)鋁盤(pán)構(gòu)成磁回路，并在鋁盤(pán)上產(chǎn)生渦流iV。交流電流通過(guò)電流線圈時(shí)，會(huì)在電流元件鐵心中產(chǎn)生一個(gè)交變磁通ΦA(chǔ)，這一磁通通過(guò)鐵心柱的一端穿出鋁盤(pán)，又經(jīng)過(guò)鐵心柱的另一端穿入鋁盤(pán)，從而構(gòu)成閉合的磁路。電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的是兩個(gè)交變磁通，這兩個(gè)交變磁通及其產(chǎn)生的渦流相互作用，產(chǎn)生電磁力矩。學(xué)習(xí)任務(wù)5.12.單相感應(yīng)系電能表的接線學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用單相感應(yīng)系電能表的接線應(yīng)遵從發(fā)電機(jī)端守則，即電流線圈與負(fù)載串聯(lián)，電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)，兩線圈的發(fā)電機(jī)端應(yīng)接電源的同一極性端。單相感應(yīng)系電能表都有專門的接線盒，盒內(nèi)有4個(gè)端子，連接時(shí)按1、3接電源，2、4接負(fù)載的原則。學(xué)習(xí)任務(wù)5.13.電能表的安裝學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用（1）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(yīng)涂漆防潮。木板應(yīng)為實(shí)板，且厚度不應(yīng)小于20mm。木板必須堅(jiān)實(shí)干燥，不應(yīng)有裂縫，拼接處要緊密平整。（2）電能表應(yīng)安裝在配電裝置的左方或下方。安裝高度應(yīng)在0.6~1.8m范圍內(nèi)（電能表的水平中心線距地面尺寸）。（3）電能表要安裝在干燥、無(wú)振動(dòng)和無(wú)腐蝕氣體的場(chǎng)所。（4）不同電價(jià)的用電線路應(yīng)分別裝表，同一電價(jià)的用電線路應(yīng)合并裝表。（5）電能表安裝要牢固垂直。每只表除掛表螺釘外，至少應(yīng)有一只定位螺釘，使表中心線向各方向傾斜度不大于1o，否則會(huì)影響電能表的準(zhǔn)確度。學(xué)習(xí)任務(wù)5.13.電能表簡(jiǎn)單的故障處理學(xué)習(xí)任務(wù)5.1感應(yīng)系電能表的應(yīng)用故障現(xiàn)象原因處理無(wú)顯示無(wú)電源供電1）用萬(wàn)用表查看線路是否有電壓，建議在電壓表端子排上測(cè)量2）電能表的電壓是否按電能表面板上所標(biāo)定的額定電壓接入不計(jì)量或者少計(jì)量計(jì)量電路工作不正常1）檢查接入電壓是否正確，電能表接線是否符合要求2）可用現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀對(duì)電能表精度進(jìn)行檢測(cè)3）可通過(guò)估算用戶電器的用電負(fù)荷，并對(duì)照比較電能表顯示的功率，如相差不大，電能表計(jì)量應(yīng)該沒(méi)什么問(wèn)題，此時(shí)檢查接線盒或計(jì)量柜內(nèi)的端子排上電流短接線是否取下（此現(xiàn)象在新裝表或更換電能表后出現(xiàn)）項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.了解三相有功電能表的面板及其作用。2.掌握三相四線有功電能表的組成及使用。3.掌握三相三線有功電能表的組成及使用。任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相四線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用

認(rèn)識(shí)DT862-4型三相四線有功電能表（1）結(jié)構(gòu)及工作原理

三相四線有功電能表由三個(gè)單相有功電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)組合而成，是按三表法測(cè)量功率的原理制成的。常見(jiàn)的是具有三個(gè)驅(qū)動(dòng)元件和兩個(gè)鋁盤(pán)結(jié)構(gòu)的三相四線有功電能表。它的特點(diǎn)是兩組驅(qū)動(dòng)元件共同作用在一個(gè)鋁盤(pán)上，另一組驅(qū)動(dòng)元件單獨(dú)作用在另一個(gè)鋁盤(pán)上。也有采用三驅(qū)動(dòng)元件單鋁盤(pán)結(jié)構(gòu)的電能表，鋁盤(pán)越小，可動(dòng)部分越輕，電能表體積也越小，但誤差也越大。學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相四線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用（2）使用

1）接線。三相四線有功電能表有直接接入和帶電流互感器接入兩種方式。當(dāng)負(fù)載電流大于80A時(shí)，應(yīng)該配合電流互感器使用，接線時(shí)必須區(qū)分好電源的相線、中性線及相序；還必須區(qū)分好電流互感器一、二次繞組的同名端，以便正確連接。

學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相四線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用（2）使用

2）接線判定。

接線的正誤，可以用快速檢查法判別。當(dāng)負(fù)載在正常狀態(tài)下，先測(cè)記下鋁盤(pán)在x分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)N1，再把相應(yīng)的電壓元件的電源斷開(kāi)，并測(cè)記此時(shí)鋁盤(pán)在x分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)N2，對(duì)比N1和N2的值則可判定接線的正誤。當(dāng)電能表接線正確時(shí)，依次斷開(kāi)每個(gè)驅(qū)動(dòng)元件電壓，則N2轉(zhuǎn)數(shù)為N1的1/3。

學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相四線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用（2）使用3）讀數(shù)a.如果三相四線有功電能表是最右邊沒(méi)有紅色讀數(shù)框的,那黑色讀數(shù)框的都是整數(shù),只是在最右邊(即個(gè)位數(shù))的“計(jì)數(shù)輪”的右邊帶有刻度，而這個(gè)刻度就是小數(shù)點(diǎn)后的讀數(shù)；如果是最右邊帶有紅色讀數(shù)框的，那紅色讀數(shù)框所顯示的就是小數(shù)點(diǎn)后的讀數(shù)。學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相四線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用（2）使用3）讀數(shù)。b.如果電能表輸出是不帶電流互感器的,那表上顯示的讀數(shù)就是用戶實(shí)際用電的計(jì)量讀數(shù),如果是帶有電流互感器的,那要看電流互感器的規(guī)格了,比如用的是100/5的電流互感器,那它的倍率為20(即100除以5),如果是200/5的電流互感器,即倍率為40,如果是500/5的電流互感器,那倍率就是100。以此類推，把電能表上顯示的讀數(shù)再乘以這個(gè)倍率，就是實(shí)際使用的電能數(shù)，即實(shí)際使用電能=實(shí)際讀數(shù)x倍率。學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相四線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用（2）使用

3）讀數(shù)。

互感器如果不只繞一匝，那么

實(shí)際使用電能=互感器倍率x互感器匝數(shù)x實(shí)際讀數(shù)式中，互感器匝數(shù)為電流互感器內(nèi)圈導(dǎo)線的條數(shù)，不指外圈。

一般計(jì)量收費(fèi)時(shí)，大多不計(jì)小數(shù)位的讀數(shù)。學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相三線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用認(rèn)識(shí)DS862-4型三相三線有功電能表（1）結(jié)構(gòu)及工作原理

三相三線電能表由兩只單相電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)組合而成。將它接入電路后，作用在轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)力矩等于兩組元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩之和，并與三相電路的有功功率成正比。因此，鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)可以反映有功電能的大小，并通過(guò)計(jì)度器直接顯示出三相有功電能的數(shù)值。學(xué)習(xí)任務(wù)5.21.認(rèn)識(shí)三相三線有功電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.2三相有功電能表的使用（2）使用

三相三線有功電能表有直接接入式和帶電流互感器接入式兩種方式。當(dāng)其負(fù)荷電流小于等于80A時(shí)，宜采用直接接入式。當(dāng)負(fù)荷電流大于80A時(shí)，宜采用帶電流互感器接入式。直接接入式帶電流互感器接入式項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.31.掌握電子式單相電能表的組成及原理。2.掌握電子式單相電能表的使用。3.掌握預(yù)付費(fèi)電子式單相電能表的組成及使用方法。任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（1）面板介紹1.認(rèn)識(shí)電子式單相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（2）組成和工作原理1.認(rèn)識(shí)電子式單相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用組成部分作用變換器1.是將被測(cè)信號(hào)按一定的比例轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流輸入到乘法器中；2.是使乘法器和電網(wǎng)隔離，減小干擾。乘法器乘法器是電子式單相電能表的核心，它是一種能將兩個(gè)互不相關(guān)的模擬信號(hào)進(jìn)行相乘的電子電路，通常具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，是一個(gè)三端網(wǎng)絡(luò)。電壓/頻率轉(zhuǎn)換器電壓/頻率轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入電壓（電流）轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率輸出。分頻計(jì)數(shù)器脈沖信號(hào)在計(jì)數(shù)之前，需要先進(jìn)行分頻，以降低脈沖頻率。這樣做，一方面是為了便于取出電能計(jì)量單位的位數(shù)，另一方面是考慮到計(jì)數(shù)器長(zhǎng)期計(jì)數(shù)的容量問(wèn)題。顯示器顯示作用。目前常見(jiàn)的電子式單相電能表顯示器件有三種：液晶顯示器（LCD）、發(fā)光二極管（LED）和熒光顯示板（FIP）。學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（1）面板介紹2.預(yù)付費(fèi)電子式單相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（2）工作原理2.預(yù)付費(fèi)電子式單相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用1）由分壓器完成電壓取樣，由取樣電阻完成電流取樣。2）取樣后的電壓和電流信號(hào)由乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)。3）經(jīng)電壓/頻率變換后，由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)計(jì)度器工作，并將脈沖信號(hào)輸入單片機(jī)系統(tǒng)。4）用戶需在供電部門交款購(gòu)電，所購(gòu)電能在售電機(jī)上被寫(xiě)進(jìn)用戶電卡，由電卡傳遞給電

能表，電卡經(jīng)多次加密可以保證用戶可靠地使用。5）當(dāng)所購(gòu)電能用完后，表內(nèi)繼電器將自動(dòng)切斷供電回路。學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（3）安裝方法2.預(yù)付費(fèi)電子式單相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相電能表的應(yīng)用1）表在出廠前經(jīng)檢驗(yàn)合格并加以鉛封，即可安裝使用。2）安裝表的底板應(yīng)固定在堅(jiān)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-25~70攝氏度，相對(duì)濕度不超過(guò)85%，且周圍空氣中無(wú)腐蝕性氣體。3）應(yīng)按照接線圖接線，最好用銅線引入。學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（4）使用方法2.預(yù)付費(fèi)電子式單相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.3電子式單相單相電能表的應(yīng)用

預(yù)付費(fèi)電子式單相電能表在安裝使用前，應(yīng)由電力管理部門進(jìn)行“清零”操作，清零方法為，按住“復(fù)位允許”按鈕（電能表表蓋第一個(gè)按鈕）不動(dòng)，插入“復(fù)位卡”，電能表“清零”后，購(gòu)電報(bào)警電能設(shè)置為30.0（kw·h），分閘報(bào)警電能設(shè)置為3.0（kw·h）。項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)任務(wù)5.4電子式三相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.4電子式三相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.41.了解電子式三相電能表的面板和工作原理。2.掌握電子式三相電能表的接線和使用方法。任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)5.4電子式三相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.4（1）面板介紹1.認(rèn)識(shí)電子式三相電能表學(xué)習(xí)任務(wù)5.4電子式三相電能表的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)5.3（2）工作原理1.認(rèn)識(shí)電子式三相電能表