電能表基礎(chǔ)培訓(xùn)資料

1、電能表基礎(chǔ)培訓(xùn)資料 2009-01目 錄一、 電能表常識(shí)1.1 電能表分類。掌握1.2 電能表命名規(guī)則。掌握1.3 發(fā)電、輸電、配電。了解1.4 電能表的常見規(guī)格及一般組成。掌握1.5 電能表的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。掌握二、 電能表的測(cè)量與計(jì)量量2.1 三相正弦交流電與電能表的測(cè)量量。熟悉2.2 電能表的計(jì)量量。熟悉2.3 三相正弦量的矢量圖。熟悉2.4 電能表的幾種常見芯片簡(jiǎn)介。了解2.5 常見電能表表型的硬件組成、計(jì)量量和測(cè)量量。熟悉三、 電能表常見名詞3.1 行業(yè)術(shù)語(yǔ)。熟悉3.2 與電能表有關(guān)的名詞。掌握四、 主要產(chǎn)品功能簡(jiǎn)介4.1 DTSD/DSSD-TA4型多功能電能表功能簡(jiǎn)介。熟悉電能表常識(shí)一

2、、 電能表的分類1、根據(jù)原理分可分為機(jī)械式電能表、電子式電能表和機(jī)電一體式電能表三大類。機(jī)械式電能表是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制造而成，當(dāng)電壓線圈接入電源電壓，電流線路通過(guò)負(fù)載電流，兩線圈產(chǎn)生的磁通可使鋁轉(zhuǎn)盤上出現(xiàn)渦流，渦流與磁通相互作用形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩而使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；電子式電能表是將電壓電流施加在固態(tài)的電子器件上，通過(guò)電子器件或?qū)Ｓ眉呻娐份敵雠c瓦時(shí)成比例的脈沖的儀表，故電子式電能表又稱靜止式電能表，其是相對(duì)于機(jī)械表而言的；機(jī)電一體式電能表是一個(gè)由機(jī)械表向電子表過(guò)度的一個(gè)產(chǎn)品，是在機(jī)械表的轉(zhuǎn)盤上增加傳感器，通過(guò)傳感器送來(lái)的脈沖對(duì)電能進(jìn)行累加計(jì)算或作其他處理的電表。電子式電能表相對(duì)機(jī)械表有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1

3、）精度高，誤差線性好；2）體積小，重量輕；3）長(zhǎng)期工作不需要調(diào)校，4）功能上可以方便擴(kuò)展其他功能，如多費(fèi)率、預(yù)付費(fèi)、防竊電、多功能、集中抄表等。5）性價(jià)比高，受原材料影響小。等等。2、 根據(jù)測(cè)量電路電流性質(zhì)分可分直流電能表和交流電能表。3、 根據(jù)相數(shù)分可分為單相表和三相表兩大類，其中三相表又分三相三線和三相四線兩種。我們公司三相交流電能表按測(cè)量對(duì)象分又分有功和無(wú)功兩種。二、電子式電能表的分類、命名規(guī)則1、電子電能表的分類： 單相電子式普通型電能表 DDS單相表 單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表 DDSF 單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表 DDSY 單相電子式多功能電能表 DDSD電子電能表 單相電子式載波電能表

4、DDSI 有功表 DTS/DSS 三相電子式普通型(單費(fèi)率)電能表 無(wú)功表 DXS876/DXS875三相表 有無(wú)功組合表 DTS(X)/DSS(X)三相電子式復(fù)費(fèi)率電能表 DTSF/DSSF 三相電子式預(yù)付費(fèi)電能表 DTSY/DSSY 三相電子式多功能電能表 DTSD/DSSD 2、電子式電能表的命名規(guī)則：S 三相三線T 三相四線F 復(fù)費(fèi)率D 多功能電能表單相電子式預(yù)付費(fèi)電工委注冊(cè)號(hào)廠家自行規(guī)定的表型X 無(wú)功 D D S Y （XXX） - （XX）注：前4位字母按照國(guó)家規(guī)定命名，注冊(cè)號(hào)是每個(gè)廠家向國(guó)家電工儀器儀表委員會(huì)申請(qǐng)到的產(chǎn)品型號(hào)號(hào)碼，一個(gè)廠家可申請(qǐng)多個(gè)號(hào)碼，但申請(qǐng)之后不允許在被其他廠

5、家所用，因此，通過(guò)看注冊(cè)號(hào)可以確定該表是屬于哪個(gè)廠家生產(chǎn)的表。例： DTSD876-BF4 表示生產(chǎn)廠家深圳市航天泰瑞捷電子有限公司的BF4型三相四線電子式多功能電能表另：DTS(X)表示三相四線有功無(wú)功組合表；DSS(X)表示三相三線有功無(wú)功組合表，我公司DXS876表示三相四線無(wú)功表，DXS875表示三相三線無(wú)功表；3、 國(guó)網(wǎng)智能表命名規(guī)則：分類目前國(guó)網(wǎng)電能表的型號(hào)區(qū)分與字母對(duì)應(yīng)如下：DDZY876： 單相本地費(fèi)控智能電能表 （本地CPU卡/射頻卡）DDZY876-A 單相遠(yuǎn)程費(fèi)控智能電能表 （遠(yuǎn)程RS485）DDZY876-A 單相本地費(fèi)控智能電能表（載波CPU卡/射頻卡）DDZY876

6、-A 單相遠(yuǎn)程費(fèi)控智能電能表（載波）DTZY876/DSZY876 三相四線/三線費(fèi)控智能電能表（本地CPU卡/射頻卡）DTZY876-A/DSZY876-A 三相四線/三線費(fèi)控制能電能表（遠(yuǎn)程RS485）DTZY876-A/DSZY876-A 三相四線/三線費(fèi)控制能電能表（本地載波CPU卡/射頻卡）DTZY876-A/DSZY876-A 三相四線/三線費(fèi)控制能電能表（遠(yuǎn)程載波）DTZY876-B/DSZY876-B 三相四線/三線費(fèi)控制能電能表（本地?zé)o線CPU卡/射頻卡）DTZY876-B/DSZY876-B 三相四線/三線費(fèi)控制能電能表（遠(yuǎn)程無(wú)線）國(guó)網(wǎng)智能表的命名規(guī)則： D D Z Y （

7、876） - （A） 電 D： 單相 智 費(fèi) 電工委 A：有線 能 S：三線三線 能 控 注冊(cè)號(hào) B：無(wú)線 表 T：三相四線 表三、發(fā)電、輸電、配電與電能表的適用場(chǎng)合電力系統(tǒng)：是由發(fā)電廠變電站、輸電線路和用電設(shè)備組成的統(tǒng)一整體，稱為“電力系統(tǒng)”。電力網(wǎng)：是由變電站和輸電線路連接在一起，形成的網(wǎng)絡(luò)，稱為電力網(wǎng)。電力負(fù)荷：電力系統(tǒng)中各用電設(shè)備消耗電功率的總稱（包括有功、無(wú)功功率）。由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的電能生產(chǎn)、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。由輸電、變電、配電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體稱為電力網(wǎng)。也可描述為電力系統(tǒng)是由電源、電力網(wǎng)

8、以及用戶組成的整體。電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一部分。它包括所有的變、配電所的電氣設(shè)備以及各種不同電壓等級(jí)的線路組成的統(tǒng)一整體。它的作用是將電能轉(zhuǎn)送和分配給各用電單位。電能的生產(chǎn)是產(chǎn)、供、銷同時(shí)發(fā)生，同時(shí)完成，既不能中斷又不能儲(chǔ)存。電力系統(tǒng)是一個(gè)由發(fā)、供、用三者聯(lián)合組成的一個(gè)整體。其中任意一個(gè)環(huán)節(jié)配合不好，都不能保證電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)中，發(fā)、供、用之間始終是保持平衡的。1、發(fā)電 目前世界各地使用的發(fā)電方式主要有：水利發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電等，發(fā)電的原理都是利用法拉第發(fā)現(xiàn)的發(fā)電原理（右手定則），發(fā)電廠發(fā)出的三相電一般有6.3，10.5，15.7KV等幾種電壓。2、輸電 由于發(fā)電廠發(fā)出的

9、電要傳輸?shù)綆资踔翈浊Ч镆酝獾牡貐^(qū)，在輸送電的時(shí)候，一般都是將電壓升高到110KV以上的電壓，如220kV為高壓輸電電壓，330kV、500kV為超高壓輸電電壓，這是因?yàn)樵赨I的乘積一定時(shí)，提高電壓U就相當(dāng)于減小了電流I，則發(fā)電廠發(fā)出的電在線路上的損耗（I2Rt）則較小。3、配電 所謂配電網(wǎng)是指110kV及110kV以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)。通常把110kV、35kV級(jí)稱為高壓，10kV級(jí)稱為中壓，0.4kV級(jí)稱為低壓。4、電能計(jì)量裝置的分類及電能表的適用場(chǎng)合 運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置按其所計(jì)量電能量的多少和計(jì)量對(duì)象的重要程度分五類（、III、）進(jìn)行管理。1）類電能計(jì)量裝置月平均用電量500萬(wàn)kWh及

10、以上或變壓器容量為10000kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、200MW及以上發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)、省級(jí)電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)與其供電企業(yè)的供電關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的電能計(jì)量裝置。電壓互感器二次電壓：57.7V ，電流互感器二次電流：1A/5A。使用電表類型：電子式三相四線多功能電能表。規(guī)格： 357.7/100V, 30.3(1.2)A/1.5(6)A（高供高計(jì)），準(zhǔn)確度等級(jí)：有功0.2S/0.5S級(jí)，無(wú)功1.0級(jí)或2.0級(jí)。一般的為110KV，220KV及以上線路。2） 類電能計(jì)量裝置月平均用電量100萬(wàn)kWh及以上或變壓器容量為2000kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、100MW及以上

11、發(fā)電機(jī)、供電企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)的電能計(jì)量裝置。電壓互感器二次電壓：57.7 V,100V ，電流互感器二次電流：1A/5A。使用電表類型：電子式三相四/三線多功能電能表。規(guī)格：三相四線表:357.7/100V, 30.3(1.2)A/1.5(6)A （高供高計(jì)），三相三線表:3100V, 31.5(6)A（高供高計(jì)）準(zhǔn)確度等級(jí)：有功0.5S/1.0級(jí)，無(wú)功1.0級(jí)或2.0級(jí)。一般的為110KV或35KV線路。3） 類電能計(jì)量裝置月平均用電量10萬(wàn)kWh及以上或變壓器容量為315kVA及以上的計(jì)費(fèi)用戶、100MWW以下發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)廠 （站）用電量、供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計(jì)量點(diǎn)、考核有功

12、電量平衡的110kV及以上的送電線路電能計(jì)量裝置。電壓互感器二次電壓：100V、220/380V，電流互感器二次電流：5A。使用電表類型：電子式三相四/三線多功能電能表。規(guī)格：三相四線表:3220/380V, 31.5(6)A（高供低計(jì)） ，三相三線表:3100V, 31.5(6)A（高供高計(jì)）準(zhǔn)確度等級(jí)：有功0.5S/1.0級(jí)，無(wú)功2.0級(jí)。一般的為35KV或10KV線路。4） IV類電能計(jì)量裝置負(fù)荷容量為315kVA以下的計(jì)費(fèi)用戶、發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析、考核用的電能計(jì)量裝置。電流互感器二次電流：5A。使用電表類型：電子式三相四/三線多功能電能表和普通三相電能表。規(guī)格：三相四線表:

13、3220/380V, 31.5(6)A（高供低計(jì)）3220/380V 31.5(6)A/5(20)A/10(40)A/15(60)A （低供低計(jì)），準(zhǔn)確度等級(jí)：有功1.0級(jí)，無(wú)功2.0級(jí)。一般為0.4KV左右的配電。5） V類電能計(jì)量裝置 單相供電的電力用戶計(jì)費(fèi)用電能計(jì)量裝置。對(duì)于執(zhí)行分時(shí)電價(jià)的電力客戶，配置電子式多費(fèi)率電能表，對(duì)于不執(zhí)行分時(shí)電價(jià)的電力客戶,配置電子式普通電能表。 規(guī)格：電子式單相普通電能表：220V, 5(20)A/10(40)A/15(60)A電子式單相多費(fèi)率電能表：220V, 10(40)A/15(60)A電子式三相普通電能表：3220/380V ，35(20)A/10(

14、40)A/15(60)A電子式三相多費(fèi)率電能表：3220/380V，310(40)A/15(60)A準(zhǔn)確度等級(jí)：有功2.0級(jí)（技術(shù)要求執(zhí)行1.0級(jí)）。一般為普通居民用電線路。四、電子式電能表的常見規(guī)格及一般組成1、常見規(guī)格及書寫方法單相表：電壓規(guī)格：220V 電流規(guī)格：1.5(6)A 2.5(10)A 5(20)A 10(40)A 15(60)A 20(80)A精度等級(jí)：1級(jí) 2級(jí)三相表：三相三線高壓表電壓規(guī)格：3100V，電流規(guī)格：31.5(6)A 31（2）A三相四線高壓表：電壓規(guī)格：357.7/100V，電流規(guī)格：31.5(6)A 30.3（1.2）A三相四線低壓表：電壓規(guī)格：3220/

15、380V 電流規(guī)格：31.5(6)A 35(20)A 310(40)A 315(60)A 320(80)A精度等級(jí)：0.2S級(jí) 0.5S級(jí) 1級(jí) 注：電能表型號(hào)、電壓、電流、精度等級(jí)是客戶訂購(gòu)時(shí)最基本的、必須明確的信息。2、高壓表、低壓表、直接接入式表和互感式表 高壓表：測(cè)量高壓端電能的電能表。如357.7/100V和3100V表，其測(cè)量的是110KV側(cè)或220KV側(cè)及以上電壓等級(jí)側(cè)的電能，一般其實(shí)際電能都要用電表上顯示的電能乘上相應(yīng)的電壓電流變比才可得到；低壓表：測(cè)量低壓端電能的電能表。如220V，3220/380V表；3220/380V中220表示相電壓，380V表示線電壓，線電壓是相電壓

16、的根號(hào)3倍，3表示三相，三相交流線路中規(guī)定一般用黃、綠、紅三色導(dǎo)線分別表示A、B、C三相，中線用淡藍(lán)色或黑色表示?；ジ惺奖恚和獠勘粶y(cè)量電壓或者電流是經(jīng)過(guò)互感之后再接入到電表，其電能是通過(guò)乘以一定的變比（倍率）計(jì)算出來(lái)的稱為互感式電能表；從端子上區(qū)分，只要電壓和電流是分開接入表內(nèi)的都是互感式的表?；ジ惺奖矸蛛妷弘娏骰ジ泻碗娏骰ジ袃煞N，該種表一般都是要外接互感器的，其額定電壓電流表示符號(hào)一般都用Un，In表示，如：3100V 1.5(6)A 357.7/100 1.5(6)A均是電壓電流互感表，而3220/380V 1.5(6)A一般都是電流互感式的表。一般來(lái)說(shuō)，高壓表都是互感式的電能表。直通式表

17、：外部被測(cè)量電壓電流不經(jīng)過(guò)互感器，直接接入到電表內(nèi)的稱為直接接入式電能表，其測(cè)量出來(lái)的電能反映的是用戶的實(shí)際電能；從端子上區(qū)分，只要電壓和電流是并在一起接入表內(nèi)的都是直通式的表。如：3220/380V 規(guī)格的 5(20)A 10(40)A 15(60)A 20(80)A等，同時(shí)，目前我公司設(shè)計(jì)的所有單相表都是直接接入式表。3、電能表面板上常見的符號(hào)表示單相二線 表示三相四線 表示三相三線 表示II類絕緣 4、電能表的一般組成a) 機(jī)械部分（結(jié)構(gòu)件）1）、輸入部分，如接線端子2）、輸入保護(hù)部分，端（子）蓋3）、表殼部分，包括上蓋，底座4）、連接部分，包括各種連接件，如螺釘、墊片等b) 功能部分（

18、模塊）1）、輸出部分，如電能指示（發(fā)光二極管）、測(cè)試脈沖輸出/遠(yuǎn)動(dòng)脈沖輸出、RS485接口輸出/RS232接口輸出、時(shí)鐘輸出等2）、顯示部分，如計(jì)度器顯示、LED (light-emitting diode)顯示、LCD （Liquid Crystal Display）顯示3）、測(cè)量器件，如ADE7755、ADE7752、ADE7753、CS5460、AD73360、ATT7022芯片等4）、電壓回路，如電壓互感器，電阻分壓等組成的回路。5）、電流回路，如電流互感器、錳銅片等組成的回路。6)、電源及其管理電路7）、其他輔助電路五、電子式電能表的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1、 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T)、

19、電力部標(biāo)準(zhǔn)或機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)、IEC（Internationa Electrotechnical Commission國(guó)際電工委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)2、 硬件設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)單/三相普通有功表：GB/T17215.321-2008 1級(jí)和2級(jí)靜止式交流有功電電能表單/三相復(fù)費(fèi)率表：GB/T15284-2002復(fù)費(fèi)率（分時(shí)）電度表單/三相多功能表：GB/T1788319990.2S級(jí)和0.5S級(jí)靜止式交流有功電度表 DL/614-2007多功能電能表單/三相無(wú)功表：GB/T17882-19992級(jí)和3級(jí)靜止式無(wú)功電度表單/三相表檢定規(guī)程：JJG596-1999電子式電能表檢定規(guī)程3、 電能表軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

20、單/三相表通訊規(guī)約：DL/T645-1997多功能電能表通訊規(guī)約、DL/T645-2007多功能電能表通訊規(guī)約、QGDW 376.1-2009、廣東大客戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)通訊規(guī)約電能表的測(cè)量與計(jì)量量一、 三相交流正弦交流電及電能表測(cè)量量1、三相正弦交流電的基本要素：幅值（最大值）、頻率（或角頻率、周期）、初相角是三相正弦交流電的三要素。由于發(fā)電機(jī)在發(fā)電時(shí)，三個(gè)繞組互成120度的角度，故三相交流電的初相角各差120度，如圖。2、三相交流正弦電的數(shù)學(xué)表達(dá)式( uA= uB=-120) uC=+120)3、電能表的常見測(cè)量量1）電壓、電流的最大值、有效值和平均值。最大值：即交流正弦波的峰值；有效值：

21、當(dāng)交流電通過(guò)電阻在一周內(nèi)所發(fā)出的熱量和直流電通過(guò)同一電阻在相同的時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量相等，就叫交流電的“有效值”，如右圖。平均值：平均值等于它的瞬時(shí)絕對(duì)值的平均值。電壓計(jì)算公式為： ，電流與電壓一樣。2）電能表測(cè)量量有：電壓（有效值）、電流（有效值）、頻率、功率因數(shù)、相角。 二、電能表的計(jì)量量1、瞬時(shí)功率、有功功率（平均功率）、無(wú)功功率、視在功率、有功電能、無(wú)功電能、視在電能瞬時(shí)的電壓和瞬時(shí)的電流相乘，便得到瞬時(shí)功率， 當(dāng)p0，表示電源向負(fù)載輸入功率，即負(fù)載吸收功率，即含有阻性負(fù)載。當(dāng)u,I瞬時(shí)極性相反時(shí)，p0,表示該瞬時(shí)負(fù)載將能量回送給電源。這是由于負(fù)載內(nèi)部含有貯能元件（L或C）的緣故。貯能元件

22、不消耗能量，只能和電源交換電能。瞬時(shí)功率可以分成二大部分：一部分是恒定分量，相當(dāng)于一周內(nèi)電阻上瞬時(shí)功率的平均值；另一部分是變化分量，它的變化頻率是電源頻率的二倍，可見上述公式。有功功率為P=UICOS，無(wú)功功率為P=UISIN，有功功率實(shí)際就是瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)平均功率，也是瞬時(shí)功率的恒定部分，見下式，其中COS為功率因數(shù)，功率因數(shù)越大越好。 電路中電壓有效值和電流有效值的乘積叫視在功率即S=UI，單位用VA表示，有功功率單位用kW表示，無(wú)功功率單位用kvar表示，三者之間的關(guān)系為S2=P2+Q2，。視在功率、有功功率、無(wú)功功率對(duì)時(shí)間的積分就可得到相應(yīng)的視在電能、有功電能和無(wú)功電能，單位分別

23、用VAh、kWh、kvarh表示。有功電能是用戶真正消耗掉的那部分電能。無(wú)功電能的產(chǎn)生是由于負(fù)載中含有電感或電容元件引起，因?yàn)殡姼泻碗娙輰儆趦?chǔ)能元件，電感貯存磁能，電容貯存電能，不屬于耗能元件，其從電源中吸收能量又返回到供電回路，只是和電源作能量交換，故實(shí)質(zhì)并不消耗電能，通常工業(yè)和日常生活中的負(fù)載一般都是感性負(fù)載偏多。無(wú)功太大即功率因數(shù)COS較小，則會(huì)使有功較小，因此一般都需要對(duì)無(wú)功進(jìn)行控制，即提高功率因數(shù)，由于通常感性負(fù)載偏多，提高功率因數(shù)方法一般都是采用在感性負(fù)載上并聯(lián)電容來(lái)補(bǔ)償?shù)摹?、正向（輸入）有功、反向（輸出）有功、正向（輸入）無(wú)功、反向（輸出）無(wú)功、感性無(wú)功、容性無(wú)功、四象限無(wú)功測(cè)

24、量平面的橫軸表示電壓向量U（固定在橫軸），瞬時(shí)的電流向量用來(lái)表示當(dāng)前電能的輸送，并相對(duì)于電壓相量U具有相位角。逆時(shí)針方向角為正。四象限的示意圖如圖所示：輸入無(wú)功（+R）I (RL)輸出無(wú)功（-R）III (-RL)IV (-RC)II（RC） 輸入有功（+A）輸出有功（-A） A有功電能；R無(wú)功電能；RL感性無(wú)功電能；RC容性無(wú)功電能 電能測(cè)量四象限定義注：此圖與DL/T645-1997標(biāo)準(zhǔn)中表示的方式不同，但內(nèi)容是相同的。正向有功：P=UICOS，其中的范圍是90度以內(nèi)。反向有功：P=UICOS，其中的范圍是90度至270度正向無(wú)功：P= UISIN，其中的范圍是0180度以內(nèi)（國(guó)標(biāo)定義）反

25、向無(wú)功：P= UISIN，其中的范圍是180360度以內(nèi)（國(guó)標(biāo)定義）由于第I象限中電壓超前電流900以內(nèi)，而在純電感回路中，具有電壓超前電流900的現(xiàn)象，故當(dāng)輸入（正向）有功時(shí)，在第1象限中產(chǎn)生的無(wú)功稱為感性無(wú)功。由于第IV象限中電壓滯后電流900以內(nèi)，而在純電容回路中，具有電壓滯后電流900的現(xiàn)象，故當(dāng)輸入有功時(shí)，在第IV象限中產(chǎn)生的無(wú)功稱為容性無(wú)功。同理，當(dāng)輸出（反向）有功時(shí)，第III、II象限分別為感性無(wú)功和容性無(wú)功。二、 矢量圖的畫法UaUbUcUabUacUcbIaIc圖1（方向不同，具體的畫法可能不同，可參見相關(guān)的資料）三、 幾種常用計(jì)量IC的特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹1、ADE7755（ATT

26、7021），具體參見相關(guān)的芯片資料ADE7755電能處理芯片內(nèi)部框圖見圖2。ADE7755電能處理芯片是單相表的核心元件，其技術(shù)性能指標(biāo)直接影響電能表的質(zhì)量和性能，與其它電能處理芯片相比較，主要有以下特點(diǎn)：1）、ADE7755是一種高準(zhǔn)確度電能測(cè)量集成電路，其技術(shù)指標(biāo)超過(guò)了IEC1036規(guī)定的準(zhǔn)確度要求。在500:1的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)誤差小于0.1%。2） ADE7755只在ADC和基準(zhǔn)源中使用模擬電路，所有其它信號(hào)處理（如相乘和濾波）都使用數(shù)字電路，這使ADE7755在惡劣的環(huán)境條件下仍能保持極高的準(zhǔn)確度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。3） ADE7755可以直接以低頻輸出脈沖驅(qū)動(dòng)計(jì)度器，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，提高

27、了可靠性。4） 內(nèi)部包含一個(gè)對(duì)AVDD電源引腳的監(jiān)控電路，在AVDD上升到4V之前，ADE7755一直保持在復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)AVDD降到4V以下，ADE7755被復(fù)位，此時(shí)F1、F2和CF都沒有輸出。這就保證在電壓沖擊和上、下電情況時(shí)輸出的準(zhǔn)確性。ADE7755內(nèi)部功能框圖5） 部設(shè)有空載閾值和啟動(dòng)電流特性，具有防潛動(dòng)功能，ADE7755設(shè)定了一個(gè)最小輸出頻率，當(dāng)負(fù)載產(chǎn)生的頻率低于這個(gè)最小頻率時(shí)，F(xiàn)1、F2和CF都沒有輸出。保證了防潛動(dòng)邏輯的實(shí)現(xiàn)。6） 內(nèi)部集成基準(zhǔn)電壓2.5V8%，可為AD轉(zhuǎn)換提供比較基準(zhǔn)，其溫度系數(shù)典型值30ppm/。7） ADE7755使得信號(hào)采樣回路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，可以使用簡(jiǎn)單

28、的阻容網(wǎng)絡(luò)完成濾波。單相全電子表的設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 單相表的設(shè)計(jì)參考了AD公司的典型電路（見圖3），并在其基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，進(jìn)一步提高了應(yīng)用性能。ADE7755典型應(yīng)用電路1） 在電源供電回路的設(shè)計(jì)上，我們也使用了阻容供電的方案，同時(shí)考慮了220V和110V電壓輸入的情況，在印制板上預(yù)留了可以改換的余地，當(dāng)客戶需要提供110V電壓/60Hz的產(chǎn)品時(shí)，可以方便地進(jìn)行改換。同時(shí)將7805換成一個(gè)三極管，減少了功率消耗，并且在電壓變動(dòng)較大的情況下（140V250V）仍可以提供穩(wěn)定的電源。2） 簡(jiǎn)化電路，提高可靠性方面，去掉了外部電源基準(zhǔn)，直接使用ADE7755自帶的內(nèi)部電源基準(zhǔn)，同樣能滿足設(shè)計(jì)要求。3） 設(shè)

29、計(jì)中注意產(chǎn)品系列化，只需在PCB板上做一些細(xì)小的改動(dòng)，便可以滿足客戶對(duì)于基本電流從1.5A到20A的各種電流規(guī)格產(chǎn)品的要求。配套使用的計(jì)度器也只有兩種規(guī)格，為客戶減少了庫(kù)存和管理成本。各電流規(guī)格的選項(xiàng)可見表2。4） 分壓網(wǎng)絡(luò)的阻值選擇，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的計(jì)算，能進(jìn)行精確的調(diào)整，并留有約24%的調(diào)節(jié)范圍。5） 在取樣值的選擇上，采用電壓信號(hào)取樣偏小，電流信號(hào)取樣偏大的原則，增加電流信號(hào)分辨率，使得小電流情況下的精度仍然滿足設(shè)計(jì)要求。6）在電路板上預(yù)留一些調(diào)試位和檢測(cè)位，方便了工業(yè)生產(chǎn)。7）在電路板設(shè)計(jì)中考慮了安全性、耐壓、絕緣性能等要求，可以通過(guò)各類嚴(yán)格測(cè)試。2、CS5460，具體參見相關(guān)的芯片資料l

30、能量數(shù)據(jù)精確度在1000 1 動(dòng)態(tài)范圍以上每秒讀取0.1%l 片上功能能量I*V IRMS和VRMS 能量與脈沖速率轉(zhuǎn)換l 通過(guò)串行EEPROM 實(shí)現(xiàn)智能自引導(dǎo)不需要微控制器l AC 到DC 系統(tǒng)校準(zhǔn)l 可驅(qū)動(dòng)機(jī)械計(jì)度器/步進(jìn)馬達(dá)l 兼容IEC687/1036 JIS 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)l 功耗12mWl 優(yōu)化的接口更適宜分流器傳感器l 相位補(bǔ)償l 單電源地參考信號(hào)l 片上2.5V 基準(zhǔn)最大60ppm/ 漂移l 簡(jiǎn)單三線串行接口帶看門狗電路l 內(nèi)帶電源監(jiān)視器電源配置如下VA+ = +5 V; VA- = 0V; VD+ = +3 V to +5 VVA+ = +2.5 V; VA- = -2.5 V;

31、VD+ = +3 VCS5460A 是高度集成的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC 它將兩個(gè)ADC 高速能量計(jì)算功能和一個(gè)串行接口集成在一個(gè)單芯片上它用于精確測(cè)量和計(jì)算單相2 線或3 線功率表的能量瞬間功率IRMS 和VRMS CS5460A 與低成本分流器或變壓器相連來(lái)測(cè)量電流或與電阻分壓器或變壓器相連來(lái)測(cè)量電壓CS5460A 的特性是有與微控制器通訊的雙向串口和與能量成比例的固定帶寬的可編程頻率輸出加電后芯片被初始化并可執(zhí)行全部功能包括在用戶程序控制下的系統(tǒng)校準(zhǔn)在自引導(dǎo)模式中CS5460A 從一個(gè)外部EEPROM 中讀取校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和啟動(dòng)指令使用該模式時(shí)CS5460A 不需要外加微控制器可以降低整表的成本。

32、3、ATT7026，具體參見相關(guān)的芯片資料有功測(cè)量滿足1 級(jí)、0.5S，支持IEC 687/1036，GB/T 17215-1998 無(wú)功測(cè)量滿足2 級(jí)、3 級(jí)，支持IEC 1268，GB/T17882-1999 適用三相三線、三相四線； 瞬時(shí)有功、無(wú)功、視在功率，有功、無(wú)功能量測(cè)量； 功率因子、相位、頻率、電壓和電流有效值測(cè)量； 同時(shí)提供分相以及合相參數(shù)； 提供相序以及斷相檢測(cè)功能； 合相能量累加模式可選(代數(shù)加/絕對(duì)值相加)； 三相四線時(shí)提供三相電流向量和之有效值； 直接提供有功、無(wú)功校表脈沖輸出； 兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出，可同時(shí)輸出有功、無(wú)功功率； 電表常數(shù)可調(diào)； 起動(dòng)電流可調(diào)； 反向有功

33、指示功能； 支持電阻網(wǎng)絡(luò)或者軟件調(diào)試電表； 軟件校表支持增益和相位補(bǔ)償，小電流非線性補(bǔ)償； 可測(cè)量到21 次以上諧波的有功和無(wú)功功率； 具有SPI 接口，方便與外部MCU 通訊； 單+5V 供電；功能簡(jiǎn)介ATT7026 是一顆高精度三相電能專用計(jì)量芯片，適用于三相三線和三相四線應(yīng)用。ATT7026 集成了六路二階sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因子以及頻率測(cè)量的數(shù)字信號(hào)處理等電路。ATT7026 能夠測(cè)量各相以及合相的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功能量以及無(wú)功能量，同時(shí)還能測(cè)量各相電流、電壓有效值、功率因子、相角、頻率等參數(shù)，充分滿足三相復(fù)費(fèi)率電

34、能表的需求。詳細(xì)數(shù)據(jù)定義請(qǐng)參考2.4 參數(shù)輸出部分。ATT7026 支持電阻網(wǎng)絡(luò)校表以及軟件校表兩種校表方式。電阻網(wǎng)絡(luò)校表適用于電壓通道采用電阻網(wǎng)絡(luò)取樣的系統(tǒng)應(yīng)用，通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)電阻網(wǎng)絡(luò)就可以將系統(tǒng)誤差校正在1 級(jí)表的要求以內(nèi)。而軟件校表是通過(guò)相關(guān)的校表寄存器對(duì)增益、相位進(jìn)行補(bǔ)償，可以將系統(tǒng)誤差校正在0.5 級(jí)表的要求以內(nèi)。有功、無(wú)功頻率校驗(yàn)輸出CF1、CF2 提供瞬時(shí)有功、無(wú)功功率信息，可以直接接到標(biāo)準(zhǔn)表，進(jìn)行誤差校正。詳細(xì)校表方法請(qǐng)參考第三部分校表方法。ATT7026 提供一個(gè)SPI 接口，方便與外部MCU 之間進(jìn)行計(jì)量參數(shù)以及校表參數(shù)的傳遞。SPI 具體規(guī)格參見后面的詳細(xì)說(shuō)明。所有計(jì)量參

35、數(shù)參數(shù)都可以通過(guò)SPI接口讀出。ATT7026 內(nèi)部的電壓監(jiān)測(cè)電路可以保證加電和斷電時(shí)正常工作。ATT7026 主要測(cè)量參數(shù)列表：主要測(cè)量參數(shù)參數(shù)分相合相電壓有效值 電流有效值 視在功率 有功功率 容性無(wú)功功率 感性無(wú)功功率 功率因子 線頻率- 有功能量 無(wú)功能量 四、 幾種常見表型的主要硬件配置和計(jì)量與測(cè)量量序號(hào)電能表名稱硬件配置計(jì)量與測(cè)量量1DDS876-B3型單相普通表ADE7755計(jì)量有功2DTS/DSS-D型三相有功表ADE7752計(jì)量有功，測(cè)量有功功率3DTSF/DSSF-TF4型三相復(fù)費(fèi)率表ATT7026+78F0138分時(shí)計(jì)量有功，測(cè)量電壓電流、功率、功率因數(shù)、頻率4DTSD/

36、DSSD-TA4-II型三相多功能表ATT7026+78F0536分時(shí)計(jì)量有無(wú)功，測(cè)量電壓電流、有無(wú)功率、功率因數(shù)、頻率5DTSD/DSSD-SE3-II型三相多功能表CS5460+78F0536分時(shí)計(jì)量有無(wú)功，測(cè)量電壓電流、有無(wú)功率、功率因數(shù)、頻率電子式電能表常見名詞一、行業(yè)術(shù)語(yǔ)1、 參比電壓Un確定儀表有關(guān)特性的電壓值，即在該電壓下儀表長(zhǎng)期工作不受損壞。2、 基本電流Ib、額定電流In、最大電流ImaxIb是直接接入式電能表的基本電流，In是互感式電能表的額定電流，Imax是儀表工作的最大電流3、 百分?jǐn)?shù)誤差（相對(duì)誤差）誤差（）：百分?jǐn)?shù)誤差=儀表記錄的電能-真值電能（標(biāo)準(zhǔn)表）/標(biāo)準(zhǔn)表100

37、，即相對(duì)誤差。根據(jù)它可確定儀表的誤差精度等級(jí)。4、 精度等級(jí)即儀表在參比條件下，在0.1Ib-Imax之間或0.05InImax之間的全部電流點(diǎn)上功率因數(shù)為1時(shí)允許的百分誤差極限的數(shù)字。如0.5S級(jí)表的百分?jǐn)?shù)誤差，都要求控制在0.5以內(nèi)，則確定該表的精度等級(jí)為0.5S級(jí)，若在1.0以內(nèi)5、 常數(shù)表示電表走一度電量而輸出測(cè)試脈沖的個(gè)數(shù),如1600imp/kWh表示，電表電能脈沖指示等閃1600次，電表將記錄1kWh電量。6、 最大需量需量是一定時(shí)間間隔（需量周期）內(nèi)的平均功率，若為有功平均功率則為有功需量，無(wú)功平均功率則為無(wú)功需量，在一個(gè)月內(nèi)各時(shí)間間隔（需量周期）內(nèi)最大的一個(gè)平均功率則為最大需量

38、。7、 需量周期滑差時(shí)間Tt即測(cè)量需量的間隔時(shí)間，一般有5分鐘、15分鐘、30分鐘、60分鐘等，15分鐘常見。8、 滑差時(shí)間 依次遞推來(lái)測(cè)量最大需量的小于需量周期的時(shí)間間隔。9、 復(fù)費(fèi)率表由測(cè)量單元和數(shù)據(jù)處理單元等組成，主要計(jì)量有功電量與分時(shí)計(jì)量電量。如單相復(fù)費(fèi)率電表，TW復(fù)費(fèi)率表等。10、 多功能表由測(cè)量單元和數(shù)據(jù)處理單元等組成，除計(jì)量有功與無(wú)功電能量外，還具有分時(shí)、測(cè)量需量等二種以上功能，并具有顯示、貯存和輸出數(shù)據(jù)的能力。如：BFx系列、Bx系列、Sx系列、T系列、多功能表等。二、與電能表有關(guān)的名詞1、負(fù)載：一般指用電設(shè)備，如電視、電爐等。2、計(jì)度器/LED/LCD：顯示電量或其他相關(guān)信息

39、。3、測(cè)試脈沖：用來(lái)檢測(cè)電表精度的輸出脈沖，其采用的是等寬脈沖輸出方式，占空比1/1。目前我公司電能表除DDS-G2等出口表外，一般均具有此輸出接口。4、遠(yuǎn)動(dòng)脈沖：一般為可選輸出，是符合某些集抄系統(tǒng)要求的調(diào)寬脈沖，該脈沖寬度一般為80ms20ms；有些用戶對(duì)脈沖寬度有特殊要求，如G001客戶有對(duì)多功能表的遠(yuǎn)動(dòng)脈沖寬度為110ms的要求。5、起動(dòng)不同等級(jí)和接法的表，在規(guī)定電流條件下，電能表應(yīng)有脈沖輸出或代表電能輸出的指示燈閃爍，啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)下述公式計(jì)算結(jié)果要求。起動(dòng)規(guī)定時(shí)間：min式中C為脈沖常數(shù)，單位為imp/kWh；PQ為起動(dòng)功率，單位為W。它反映的是電能表的靈敏度。一般2級(jí)表：直接接入式

40、的表的啟動(dòng)電流為5Ib，互感式表的啟動(dòng)電流為3In，1級(jí)表：直接接入式表的啟動(dòng)電流為4Ib，互感式表啟動(dòng)電流為2In，0.5S級(jí)表啟動(dòng)電流為1In。6、潛動(dòng)當(dāng)電能表施加參比電壓的115而電流線路無(wú)電流時(shí)，電能表測(cè)試輸出不應(yīng)產(chǎn)生多于一個(gè)的脈沖。潛動(dòng)最短時(shí)間tmin式中C為脈沖常數(shù)，單位為imp/kWh；m為1；U為參比電壓，單位為V；IQ為起動(dòng)電流，單位為A。7、表號(hào)：出廠時(shí)對(duì)電表的編號(hào)，也可將其設(shè)入電表。8、紅外通訊：紅外通訊利用的是紅外光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式，由于光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾個(gè)納米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光，可

41、見光的波長(zhǎng)范圍為380nm780nm，可見光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅外光長(zhǎng)的稱為紅外光。采用紅外光進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通訊方式為紅外通訊，國(guó)標(biāo)規(guī)定的紅外光波長(zhǎng)在900nm-1000nm之間，采用調(diào)制型雙向紅外接口，載波頻率38KHz；紅外通訊包含紅外接收和紅外發(fā)射；10、失壓/失壓與斷相：電壓低于某一定的值，電表判斷電表為失壓；斷相為電表某相無(wú)電壓或者是電壓低于失壓設(shè)定值的某一個(gè)值，電表判斷為斷相；關(guān)系：U斷相U失壓U額定主要產(chǎn)品的功能簡(jiǎn)介1、普通單相表1）、DDS876-B3型單相電子式電能表基本功能特點(diǎn)1、 計(jì)量功能：計(jì)量有功（反向計(jì)入正向）2、 顯示功能：計(jì)度器顯示3、 輸出功能：電能指示（脈沖燈） 、測(cè)試脈沖輸出4、 結(jié)構(gòu)件：可采用40、42、F01表殼2）、DDS系列普通單相電能表的共同點(diǎn)1、 只計(jì)量有功2、 工作電壓一般為220V（出口表除外）3、 電能