大学电能计量及装表技术（高职高专适用）-吴安岚-51-PPT文稿资料课件PPT
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大学电能计量及装表技术（高职高专适用）-吴安岚-51-PPT文稿资料课件PPT,大学,电能,计量,技术,职高,适用,合用,吴安岚,51,ppt,文稿,资料,课件
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电能计量基本概念,第一章,第一章 电能计量基本概念,电能计量装置的定义及作用,电力系统中的发电厂、供电企业、用电户 三者之间对电能进行计量及贸易结算的装置称为 电能计量装置 。,电能计量装置的定义,电能计量装置的主要部件,电能计量装置的附属部件,高压电能计量装置的示意图,电能计量装置的作用,1,电能计量装置的分类,电能计量装置的分类,按所计量电能量和计量对象的重要程度分为五类,电能计量装置所配设备的准确度等级,电能计量管理流程,职能,管理,与计量直接有关的工作,班组技术员,计量维护班班长,电能表校验班班长,微机管理专责,技术管理专责,互感器检定班班长,现场检定人员,互感器检定人员,计量资产及设备购置人员,电费抄收人员,营业大厅客户代表,客户用电工程勘查设计人员,营销及用电监察人员,客户用电工程施工安装人员,电能表检定人员,走字试验人员,电能表检修人员,资产管理人员,与计量间接有关的工作,电能计量工作人员配备,电能计量基本概念第一章第一章 电能计量基本概念电能计量装置的定义及作用 电力系统中的发电厂、供电企业、用电户三者之间对电能进行计量及贸易结算的装置称为电能计量装置 。电能计量装置的定义电能计量装置的主要部件电能计量装置的附属部件高压电能计量装置的示意图电能计量装置的作用1电能计量装置的分类电能计量装置的分类按所计量电能量和计量对象的重要程度分为五类电能计量装置所配设备的准确度等级电能计量管理流程职能管理与计量直接有关的工作与计量间接有关的工作电能计量工作人员配备电能计量用互感器,第二章,第一节 电流互感器,二、技术参数,六、注意事项,五、选择,一、种类、结构与型号,1、分类 按外形（低压TA）：羊角式和穿心式；,一、种类、结构与型号,按电压等级：低压式和高压式； 按一次线圈的匝数：单匝式和多匝式； 按安装方法：支持式和穿墙式； 按安装地点：户内式和户外式； 按铁芯多少：单铁芯和多铁芯； 按绝缘方式：干式（用空气绝缘并冷却）、油浸式、瓷绝缘、环氧树脂浇注绝缘。,一、种类、结构与型号,2、结构示意图,一、种类、结构与型号,3、型号 TA的型号一般表示为： 其中第一个字母固定为L，表示电流互感器；,L,额定电流,准确度等级,额定电压,二、电流互感器的技术参数,保证准确度等级的情况下，二次所接电流线圈、测量仪表总阻抗的额定值,I2e通过额定二次负荷Z2e所需要的视在功率S2e。 有2.5VA、5VA、10VA、 15VA和20VA等规格。,一次额定电流：50、75、100、150、1000、10000、15000、25000A等。,二次额定电流I2e一般为5A，用于330KV及以上电网时I2e为1A,0.1级及以上的为标准互感器用于实验室和标准仪器中；0.2、0.5级用于现场电能计量；1.0级及以下用于监测电流、功率、功率因数和继电保护装置中,电流互感器的准确度等级有：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、10.0 级,指一次线圈与地(或与二次回路)之间的绝缘电压。,三、电流互感器的工作原理与比差、角差,1、电流互感器的工作原理 一次绕组与被测电路串联，二次绕组与电能表的电流线圈串联。电能表的电流线圈内阻很小，所以电流互感器相当于二次短路运行的变压器。,三、电流互感器的工作原理与比差、角差,根据变压器的工作原理有： 理想情况下 ，则有 有效值的关系： 即： 额定变比：,三、电流互感器的工作原理与比差、角差,2、电流互感器的比差、角差 电流互感器在实际运行中会产生变比误差，简称比差；还有相位角误差，简称角差。 由于 ，因此会引起电流互感器的比差 和角差 。角差 一般为正，比差 一般为负。,出厂前的电流互感器二次匝数N2要适当减少0.5匝2匝，以补偿负的比差,三、电流互感器的工作原理与比差、角差,电流互感器的比差 、角差 和一次实际电流 的有效值关系分别为 一次实际电流小于一次额定电流的30时，比差很大，一般称为“大马拉小车”,一次实际电流越接近额定电流，电流互感器的比差、角差越小。,“大马”指的是一次额定电流很大的互感器，“小车”指的是小负荷电流，此时比差一般为负，少计电量，给供电公司带来损失。,电流互感器的误差特性,四、电流互感器的接线方式,电能计量装置技术管理规程中要求“对三相三线制接线的电能计量装置，其2台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置，其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接”。,电流互感器的退磁,为保证电流互感器的准确度，要对电流互感器进行周期校验和现场试验。试验过程中可能采用过直流电源，或在大电流下工作时突然切断电源，或二次绕组偶然开路，都会使电流互感器铁芯线圈中产生剩磁，即一次线圈断电的情况下，铁芯仍有磁性。这种磁性会影响电流互感器的误差特性，因此投入使用前或误差检定前首先须对电流互感器进行退磁，即用特殊的方法消除剩磁。,五、电流互感器的选择,电流互感器应选择符合国家标准、经有关部门鉴定为质量优良，准许进入电力系统的产品。 正确选择额定电压和海拔高度。 正确选择电流互感器的一次额定电流。 正确选择电流互感器的二次额定功率。,二次实际容量S2与二次额定容量S2e 之间满足：,应保证正常运行中的一次 实际负荷电流达到额定值的60%左右，至少应不小于30%,六、使用电流互感器（TA）注意事项,1、电流互感器运行中二次不允许开路。 2、电流互感器必须按减极性连接。 3、高压电流互感器二次K2端要可靠接地，防止一次侧的高压窜入二次侧。 4、低压负荷电流为50A以上时，应采用电流互感器接入方式。 5为防止窃电可将电流互感器二次的K1、K2端用一小盒罩住，并加上铅封。 6户外安装的高压电流互感器，当互感器至电能表距离较长时，宜采用二次额定电流为1A的电流互感器，以适应二次连线电阻较大的实际情况。,若开路，二次线圈两端会出现瞬时高压，危及人身及设备安全；且一次电流全部用于激磁将导致磁饱和，铁芯和线圈将因过热而损坏。, 电能计量用互感器第二章第一节 电流互感器一、种类、结构与型号1、分类按外形（低压TA）：羊角式和穿心式；一、种类、结构与型号按电压等级：低压式和高压式；按一次线圈的匝数：单匝式和多匝式；按安装方法：支持式和穿墙式；按安装地点：户内式和户外式；按铁芯多少：单铁芯和多铁芯；按绝缘方式：干式（用空气绝缘并冷却）、油浸式、瓷绝缘、环氧树脂浇注绝缘。一、种类、结构与型号2、结构示意图一、种类、结构与型号3、型号TA的型号一般表示为：其中第一个字母固定为L，表示电流互感器；L额定电流准确度等级额定电压二、电流互感器的技术参数保证准确度等级的情况下，二次所接电流线圈、测量仪表总阻抗的额定值I2e通过额定二次负荷Z2e所需要的视在功率S2e。有2.5VA、5VA、10VA、 15VA和20VA等规格。一次额定电流：50、75、100、150、1000、10000、15000、25000A等。二次额定电流I2e一般为5A，用于330KV及以上电网时I2e为1A0.1级及以上的为标准互感器用于实验室和标准仪器中；0.2、0.5级用于现场电能计量；1.0级及以下用于监测电流、功率、功率因数和继电保护装置中电流互感器的准确度等级有：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、10.0 级指一次线圈与地(或与二次回路)之间的绝缘电压。三、电流互感器的工作原理与比差、角差1、电流互感器的工作原理一次绕组与被测电路串联，二次绕组与电能表的电流线圈串联。电能表的电流线圈内阻很小，所以电流互感器相当于二次短路运行的变压器。三、电流互感器的工作原理与比差、角差根据变压器的工作原理有：理想情况下 ，则有 有效值的关系： 即：额定变比：三、电流互感器的工作原理与比差、角差2、电流互感器的比差、角差电流互感器在实际运行中会产生变比误差，简称比差；还有相位角误差，简称角差。由于 ，因此会引起电流互感器的比差 和角差 。角差 一般为正，比差 一般为负。出厂前的电流互感器二次匝数N2要适当减少0.5匝2匝，以补偿负的比差三、电流互感器的工作原理与比差、角差电流互感器的比差 、角差 和一次实际电流 的有效值关系分别为一次实际电流小于一次额定电流的30时，比差很大，一般称为“大马拉小车”一次实际电流越接近额定电流，电流互感器的比差、角差越小。“大马”指的是一次额定电流很大的互感器，“小车”指的是小负荷电流，此时比差一般为负，少计电量，给供电公司带来损失。电流互感器的误差特性 四、电流互感器的接线方式电能计量装置技术管理规程中要求“对三相三线制接线的电能计量装置，其2台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置，其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接”。电流互感器的退磁 为保证电流互感器的准确度，要对电流互感器进行周期校验和现场试验。试验过程中可能采用过直流电源，或在大电流下工作时突然切断电源，或二次绕组偶然开路，都会使电流互感器铁芯线圈中产生剩磁，即一次线圈断电的情况下，铁芯仍有磁性。这种磁性会影响电流互感器的误差特性，因此投入使用前或误差检定前首先须对电流互感器进行退磁，即用特殊的方法消除剩磁。五、电流互感器的选择电流互感器应选择符合国家标准、经有关部门鉴定为质量优良，准许进入电力系统的产品。正确选择额定电压和海拔高度。正确选择电流互感器的一次额定电流。正确选择电流互感器的二次额定功率。二次实际容量S2与二次额定容量S2e 之间满足：应保证正常运行中的一次实际负荷电流达到额定值的60%左右，至少应不小于30%六、使用电流互感器（TA）注意事项1、电流互感器运行中二次不允许开路。2、电流互感器必须按减极性连接。3、高压电流互感器二次K2端要可靠接地，防止一次侧的高压窜入二次侧。4、低压负荷电流为50A以上时，应采用电流互感器接入方式。5为防止窃电可将电流互感器二次的K1、K2端用一小盒罩住，并加上铅封。6户外安装的高压电流互感器，当互感器至电能表距离较长时，宜采用二次额定电流为1A的电流互感器，以适应二次连线电阻较大的实际情况。 若开路，二次线圈两端会出现瞬时高压，危及人身及设备安全；且一次电流全部用于激磁将导致磁饱和，铁芯和线圈将因过热而损坏。电能计量用互感器,第二章,第二节 电压互感器,二、技术参数,六、注意事项,五、选择,一、电压互感器的种类、结构与型号,1、铁芯式电压互感器的分类 按相数：单相、三相； 按安装地点：户内式和户外式。 户外式互感器的表面都带有伞裙，用以防雨和增加绝缘性能； 按绝缘方法：干式、浇注式、油浸式、瓷箱式。,2、结构示意图,a）外形图 （b）取出部分,一、电压互感器的种类、结构与型号,一、电压互感器的种类、结构与型号,3、型号 TV的型号一般表示为：,额定电压,二、电压互感器的技术参数,电压互感器的准确度等 级可分为：0.01、0.02、 0.05、0.1、0.2、0.5、 1.0、3.0、5.0 级,指加在三相电压 互感器一次绕组上 的额定线电压，应 与供电线路的线电 压相适应。,指在功率因数为0.8（滞后） 时，二次绕组输出的额定视 在功率，其标准值为10、15、 25、30、50、75、100、150、 200、250、300、400、 500VA。,0.2、0.5级的用 于现场电能计量,二次绕组的额定电 压，当Vv接线时为 100V；当Yy接线时 为100/ V。,额定容量,三、电压互感器的工作原理,电压互感器的工作原理与电力变压器相似，同样是由相互绝缘的一、二次绕组绕在公共的闭合铁芯上组成的：,电压互感器的一次绕组与被测负载并联，二次绕组与测量仪表的电压线圈并联。与电力变压器的主要区别其一是两者容量不同，其二是电压互感器的二次负荷电能表电压线圈的输入阻抗很大，因此电压互感器相当于开路运行的变压器。,四、电压互感器的误差,电压互感器的误差主要来源于激磁电流和二次电流在一、二次绕组的铜电阻和漏抗中的压降。比差： 其中：U1实际一次电压有效值； U2实际二次电压有效值；,一般为负值，因此出厂前的电压互感器， N2的匝数要适当增多几匝，以补偿实际电压互感器由于激磁电流和二次电流在一、二次绕组的铜电阻和漏抗中的压降引起的负的比差。,KU额定变比； 实际变比；,电压互感器二次连线电阻压降引起负误差,电压互感器二次连接导线上有电阻，当二 次电流通过二次连线时，在该二次连线的 电阻上会产生压降，使加在电能表两端的 电压 小于电压互感器二次绕组出线端 的端电压 ，从而产生负误差，少计电量。 以单相电压互感器为例：二次连线 电阻上的压降必定引起负误差。,电压互感器二次连线电阻压降图示,限制电压互感器二次回路电压降的规定,DL/T 4882000电能计量装置技术管理规程 规定“I、II类用于贸易结算的电能计量装置中的电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2；其它电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5” 。,图212 JSJW-10型三相五柱式电压互感器 (a) 外观图 (b) 原理接线,图213 铁芯油浸串级式电压互感器（以110KV的为例） （a）内部结构图 （b）接线原理图,电容分压式电压互感器,五、电压互感器的接线方式,1电压互感器的Vv接线 两台相互绝缘接于相与相之间的单相电压互感器连接如图所示：,Vv接线广泛用于中性点绝缘系统或经消弧线圈接地的35kV及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统,五、电压互感器的接线方式,2电压互感器的Yyn接线 这种接法采用一台三芯五柱式三相电压互感器，Yyn接线如图所示：,多用于对地绝缘的高压三相系统，二次侧中性线引出并接地,五、电压互感器的接线方式,3电压互感器的YNyn接线 这种接线互感器绕组是按相电压设计的，所以既可获取线电压，又可获取相电压。,YNyn接线用于110kV及以上电压等级的中性点直接接地系统，常采用三台单相电压互感器构成三相电压互感器组,六、 选择使用电压互感器注意事项,1、电压互感器应选用符合国家标准，并经有关部门鉴定为质量优良，准许进入电力系统的产品,2、要正确选择电压互感器的额定电压，选择时该额定电压 应大于接入的被测电压 的0.9倍，小于1.1倍。 即,六、 选择使用电压互感器注意事项,3、按要求的相序接线，防止接错极性，否则将引起某相的线电压升高 倍或降低 倍，引起错误计量。,4、二次侧要可靠接地，以防一次侧的高压窜入二次侧造成危害，保证人身及电能表的安全。 5、二次侧严禁短路，否则造成烧断一次侧熔断器，计量停止。,六、 选择使用电压互感器注意事项,5、正确选择电压互感器的额定二次容量。 选择 的原则是：,或者, 电能计量用互感器第二章第二节 电压互感器一、电压互感器的种类、结构与型号1、铁芯式电压互感器的分类按相数：单相、三相；按安装地点：户内式和户外式。 户外式互感器的表面都带有伞裙，用以防雨和增加绝缘性能；按绝缘方法：干式、浇注式、油浸式、瓷箱式。2、结构示意图 a）外形图 （b）取出部分一、电压互感器的种类、结构与型号一、电压互感器的种类、结构与型号3、型号TV的型号一般表示为：额定电压二、电压互感器的技术参数电压互感器的准确度等级可分为：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0 级指加在三相电压互感器一次绕组上的额定线电压，应与供电线路的线电压相适应。指在功率因数为0.8（滞后）时，二次绕组输出的额定视在功率，其标准值为10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。0.2、0.5级的用于现场电能计量额定容量三、电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理与电力变压器相似，同样是由相互绝缘的一、二次绕组绕在公共的闭合铁芯上组成的：电压互感器的一次绕组与被测负载并联，二次绕组与测量仪表的电压线圈并联。与电力变压器的主要区别其一是两者容量不同，其二是电压互感器的二次负荷电能表电压线圈的输入阻抗很大，因此电压互感器相当于开路运行的变压器。四、电压互感器的误差电压互感器的误差主要来源于激磁电流和二次电流在一、二次绕组的铜电阻和漏抗中的压降。比差：其中：U1实际一次电压有效值； U2实际二次电压有效值；一般为负值，因此出厂前的电压互感器， N2的匝数要适当增多几匝，以补偿实际电压互感器由于激磁电流和二次电流在一、二次绕组的铜电阻和漏抗中的压降引起的负的比差。电压互感器二次连线电阻压降引起负误差 电压互感器二次连接导线上有电阻，当二次电流通过二次连线时，在该二次连线的电阻上会产生压降，使加在电能表两端的电压 小于电压互感器二次绕组出线端的端电压 ，从而产生负误差，少计电量。 以单相电压互感器为例：二次连线电阻上的压降必定引起负误差。电压互感器二次连线电阻压降图示限制电压互感器二次回路电压降的规定 DL/T 4882000电能计量装置技术管理规程规定“I、II类用于贸易结算的电能计量装置中的电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2；其它电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5” 。 图212 JSJW-10型三相五柱式电压互感器 (a) 外观图 (b) 原理接线图213 铁芯油浸串级式电压互感器（以110KV的为例） （a）内部结构图 （b）接线原理图电容分压式电压互感器 五、电压互感器的接线方式1电压互感器的Vv接线两台相互绝缘接于相与相之间的单相电压互感器连接如图所示：Vv接线广泛用于中性点绝缘系统或经消弧线圈接地的35kV及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统五、电压互感器的接线方式2电压互感器的Yyn接线这种接法采用一台三芯五柱式三相电压互感器，Yyn接线如图所示：多用于对地绝缘的高压三相系统，二次侧中性线引出并接地五、电压互感器的接线方式3电压互感器的YNyn接线这种接线互感器绕组是按相电压设计的，所以既可获取线电压，又可获取相电压。YNyn接线用于110kV及以上电压等级的中性点直接接地系统，常采用三台单相电压互感器构成三相电压互感器组六、 选择使用电压互感器注意事项 1、电压互感器应选用符合国家标准，并经有关部门鉴定为质量优良，准许进入电力系统的产品六、 选择使用电压互感器注意事项3、按要求的相序接线，防止接错极性，否则将引起某相的线电压升高 倍或降低 倍，引起错误计量。4、二次侧要可靠接地，以防一次侧的高压窜入二次侧造成危害，保证人身及电能表的安全。5、二次侧严禁短路，否则造成烧断一次侧熔断器，计量停止。六、 选择使用电压互感器注意事项5、正确选择电压互感器的额定二次容量。选择 的原则是： 组合互感器,第三节 其他互感器介绍,具电流互感器和电压互感器组成的一个整体，装在计量箱内，一次高压侧接高压回路，二次低压侧接入试验接线盒，有油浸式和环氧树脂浇注式，前者在户外使用，后者在户内使用，电压等级一般有35kV、10kV两种 。,电子式电流互感器,图219 利用Rogowski线圈测量电流的原理图。 （a）Rogowski线圈结构 （b）电子式电流互感器原理框图,电子式电流互感器利用一次母线穿过空心线圈（Rogowski） 对被测一次电流信号进行采样，空芯线圈输出的感应电压与 一次电流的变化律成正比，这个信号再经过AD转换装置转 换为数字信号，并进行运算，换算出与一次电流成正比的量。,电子式电流互感器为了降低对绝缘的要求，高压端到低压端的信号传输利用光纤来承担。利用光纤作为高压端和低压端的信号传输媒质，具有绝缘简单、造价低、技术成熟等优点，而且不易受干扰，传输距离远。Rogowski线圈是一种特殊结构的空心线圈，相当于电流传感器，测量准确度高、测量范围大、通频带宽、无剩磁、制造成本低。,电子式电流互感器,光互感器是高新技术在互感器设计中的应用，它分为两类： 一类是光电压互感器OPT (Optical Potential Transformer) ，原理是波克尔斯(Pockels)电光效应。 电压电场被测母线的电场在影响传感头。 另一类为光电流互感器OCT(Optical Current Transformer)，原理是法拉第(Faraday)磁光效应。 电流磁场被测母线的磁场在影响传感头。,光互感器,光互感器具有以下明显优势：,体积小、质量轻； 抗干扰能力强，具有良好的绝缘性能，可降低互感器在保证其绝缘性能上的投资； 不会产生磁饱和现象，可以完整地传递交、直流信号，能同时满足计量和继电保护的需要，避免多个TA的重复投资，实现信息共享； 测量准确度、灵敏度高，动态范围大，其额定电流可由几十安至几千安，过电流范围可达几十万安； 具有良好的频率特性，响应速度快，可测出高压线路的谐波电流，进行电流暂态、高频大电流的测量，捕获故障时瞬变过程中的电流波形； 可与光纤通信系统相结合，构成可靠地检测、传输一体化的数据采集系统。 具有很高的性能价格比。,组合互感器 第三节 其他互感器介绍 具电流互感器和电压互感器组成的一个整体，装在计量箱内，一次高压侧接高压回路，二次低压侧接入试验接线盒，有油浸式和环氧树脂浇注式，前者在户外使用，后者在户内使用，电压等级一般有35kV、10kV两种 。电子式电流互感器图219 利用Rogowski线圈测量电流的原理图。 （a）Rogowski线圈结构 （b）电子式电流互感器原理框图电子式电流互感器利用一次母线穿过空心线圈（Rogowski）对被测一次电流信号进行采样，空芯线圈输出的感应电压与一次电流的变化律成正比，这个信号再经过AD转换装置转换为数字信号，并进行运算，换算出与一次电流成正比的量。 电子式电流互感器为了降低对绝缘的要求，高压端到低压端的信号传输利用光纤来承担。利用光纤作为高压端和低压端的信号传输媒质，具有绝缘简单、造价低、技术成熟等优点，而且不易受干扰，传输距离远。Rogowski线圈是一种特殊结构的空心线圈，相当于电流传感器，测量准确度高、测量范围大、通频带宽、无剩磁、制造成本低。电子式电流互感器 光互感器是高新技术在互感器设计中的应用，它分为两类：一类是光电压互感器OPT (Optical Potential Transformer) ，原理是波克尔斯(Pockels)电光效应。 电压电场被测母线的电场在影响传感头。另一类为光电流互感器OCT(Optical Current Transformer)，原理是法拉第(Faraday)磁光效应。 电流磁场被测母线的磁场在影响传感头。光互感器光互感器具有以下明显优势： 体积小、质量轻； 抗干扰能力强，具有良好的绝缘性能，可降低互感器在保证其绝缘性能上的投资； 不会产生磁饱和现象，可以完整地传递交、直流信号，能同时满足计量和继电保护的需要，避免多个TA的重复投资，实现信息共享； 测量准确度、灵敏度高，动态范围大，其额定电流可由几十安至几千安，过电流范围可达几十万安； 具有良好的频率特性，响应速度快，可测出高压线路的谐波电流，进行电流暂态、高频大电流的测量，捕获故障时瞬变过程中的电流波形； 可与光纤通信系统相结合，构成可靠地检测、传输一体化的数据采集系统。 具有很高的性能价格比。 感应式电能表,第三章,第一节、电能表的分类与铭牌标志,按所测电能种类，分为有功电能表、无功电能表、直流电能表三种。 按相别及接线方式，分为单相表、三相三线两元件表和三相四线三元件表。 按电压等级，分为高压表、低压表两种。 按电流测量范围，分为直通表和经电流互感器接入两种。 按准确度等级，分为0.01、0.02、0.05、0.1、 0.2、0.5、1.0、2.0、3.0级。 按结构原理，分为感应式电能表、全电子式电能表、机电一体化电能表。 按测量功能，分为分时计费（复费率）电能表、最大需量电能表、预付费电能表、集抄电能表、多功能电能表。,（b）全电子电能表,电能表的铭牌标志示例,（a）机电一体化电能表,电能表型号的意义,电能表的额定参数,标定电流 是计算负载的基数电流值，额定最大 电流 是电能表长期工作，而且误差与温升完全满足技术条件的最大电流值。如5(20)A，10(40)A，31.5(6)A，30.3(1.2) A等 。,直接接入式电能表的标定电流，应按正常运行负荷电流的30%选择；经TA接入的电能表，其标定电流不宜超过电流互感器额定二次电流的30，其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的120。电流互感器额定二次电流为5A和1A时,电能表的额定电流分别选择1.5（6）A 和0.3（1.2）A。,电压额定值，单相表为220V；低压三相表为 3220V380V；高压三相表为3100V或3100/ V。,电能表常数用A表示，它是电能表计度器的指示数和转盘转数之间的比例值，如A=400rkWh的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于转盘转400圈 。 电子式电能表常数,如 =1600imp kWh的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于个1600脉冲，其中“imp”表示脉冲。 若电能表有误差，其实际运行时每kWh对应的圈数与标称值不符，用 表示，称为实际电能表常数。校准电能表时要将实际电能表常数 调到与标称值A一致。,电能表常数和脉冲常数,电能表的准确度等级,电能表的准确度等级用百分比误差表示：,r（）=,为标准表显示的电能数，认为是实际电能数。,例如 级，表明该电能表在按检定规程检验其误差时， 其百分比误差r()的绝对值不允许超过2.0。即,第二节、感应式电能表的结构,包括电流电磁铁和电压电磁铁。 电流电磁铁由“U”字形铁心和电流线圈（导线粗，匝数少） 组成，电流线圈与负载串联，通过负载电流。 电压电磁铁由横“日”字形铁心和电压线圈（导线细，匝数多） 组成，电压线圈与负载并联，承受负载电压，始终带电。,1、驱动元件：产生转动力矩的元件,第二节、感应式电能表的结构,2、转动元件：由铝制园盘和转轴组成。 驱动元件所产生的交变磁通穿过铝盘，在铝盘上产生涡流， 该涡流又和产生它的磁通相互作用，产生电磁力驱使铝盘转动。 3、轴承用于支持转轴及铝盘的重力， 轴与轴承之间的摩 擦会引起计量负误差 。 4、制动元件：产生反作用力矩的元件。是一个永久磁铁。 铝盘转动时，永久磁铁的磁场切割铝盘并在铝盘中产生感 应电流，该感应电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生反作用 力矩。 5、积算机构：用来计算铝盘的转数并将转数变换为被测 电能的千瓦小时数。 包括转轴上的蜗轮、蜗杆及一套齿轮和字轮。通 常称为计度器。,第二节、感应式电能表的结构,计度器的结构,减速器传动齿轮的传动比K 是三级传动齿轮的传动比之积,G-蜗杆；A-蜗轮；B、D-主动轮； C、E-从动轮；14-横轴； 5-进位轮；6-长齿；7-短齿； 8-梢齿；9-槽齿；10-转轴,轴承,（a）磁悬轴承,（b）磁推轴承,双宝石轴承,(a)三相三线两元件表 三相三线制计量,三相感应式电能表计量元件的相对位置,(b) 三相四线三元件表 三相四线制计量,第三节、感应式电能表的工作原理,感应式电能表用铝盘对电功率进行采样，它的电压、电流铁芯线圈分别位于铝盘的上下两侧，将铝盘夹在中间，铁芯线圈上产生的电压、电流交变磁通穿过铝盘时会在铝盘上产生感应电流，磁通和感应电流相互作用，使铝盘转动起来。铝盘的转速与电功率p成正比，实现了对电功率的采样，电功率越大铝盘转速越快，再用计度器的机械传动机构将铝盘所转圈数记录下来。,感应式电能表磁通分布图,垂直穿过铝盘的三束交变磁通,单相电能表理想相量图与磁通的波形图,单相电能表理想相量图,磁通的波形图,假设的理想化条件,假设铁心磁化曲线不存在非线性、没有磁饱和、没有磁滞现象 。,工作原理推导,1、驱动力矩,2、驱动力矩与有功功率的关系 3、当负载功率稳定时，MT=MQ，铝盘匀速转动，则有,工作原理推导,工作原理推导,N=nT=APT=AW,4、上式n=AP，两边同乘以用电时间T，时间T内铝盘 所转圈数N为,小结,如果 三者在空间有不同位置，在时间上也有不同相位(即三者达到最大值的时间前后错开)，那么铝盘会转动起来，其电磁力方向是由时间上超前的磁通指向滞后的磁通。,N=nT=APT=AW 成立的条件,感应式电能表第三章第一节、电能表的分类与铭牌标志按所测电能种类，分为有功电能表、无功电能表、直流电能表三种。按相别及接线方式，分为单相表、三相三线两元件表和三相四线三元件表。按电压等级，分为高压表、低压表两种。按电流测量范围，分为直通表和经电流互感器接入两种。按准确度等级，分为0.01、0.02、0.05、0.1、 0.2、0.5、1.0、2.0、3.0级。按结构原理，分为感应式电能表、全电子式电能表、机电一体化电能表。按测量功能，分为分时计费（复费率）电能表、最大需量电能表、预付费电能表、集抄电能表、多功能电能表。 （b）全电子电能表 电能表的铭牌标志示例 （a）机电一体化电能表 电能表型号的意义电能表的额定参数 标定电流 是计算负载的基数电流值，额定最大 电流 是电能表长期工作，而且误差与温升完全满足技术条件的最大电流值。如5(20)A，10(40)A，31.5(6)A，30.3(1.2) A等 。 直接接入式电能表的标定电流，应按正常运行负荷电流的30%选择；经TA接入的电能表，其标定电流不宜超过电流互感器额定二次电流的30，其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的120。电流互感器额定二次电流为5A和1A时,电能表的额定电流分别选择1.5（6）A 和0.3（1.2）A。 电能表常数用A表示，它是电能表计度器的指示数和转盘转数之间的比例值，如A=400rkWh的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于转盘转400圈 。电子式电能表常数,如 =1600imp kWh的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于个1600脉冲，其中“imp”表示脉冲。若电能表有误差，其实际运行时每kWh对应的圈数与标称值不符，用 表示，称为实际电能表常数。校准电能表时要将实际电能表常数 调到与标称值A一致。电能表常数和脉冲常数 电能表的准确度等级 电能表的准确度等级用百分比误差表示：第二节、感应式电能表的结构 包括电流电磁铁和电压电磁铁。 电流电磁铁由“U”字形铁心和电流线圈（导线粗，匝数少）组成，电流线圈与负载串联，通过负载电流。 电压电磁铁由横“日”字形铁心和电压线圈（导线细，匝数多）组成，电压线圈与负载并联，承受负载电压，始终带电。1、驱动元件：产生转动力矩的元件第二节、感应式电能表的结构 2、转动元件：由铝制园盘和转轴组成。 驱动元件所产生的交变磁通穿过铝盘，在铝盘上产生涡流，该涡流又和产生它的磁通相互作用，产生电磁力驱使铝盘转动。 3、轴承用于支持转轴及铝盘的重力， 轴与轴承之间的摩擦会引起计量负误差 。 4、制动元件：产生反作用力矩的元件。是一个永久磁铁。 铝盘转动时，永久磁铁的磁场切割铝盘并在铝盘中产生感应电流，该感应电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生反作用力矩。 5、积算机构：用来计算铝盘的转数并将转数变换为被测电能的千瓦小时数。 包括转轴上的蜗轮、蜗杆及一套齿轮和字轮。通常称为计度器。 第二节、感应式电能表的结构计度器的结构减速器传动齿轮的传动比K是三级传动齿轮的传动比之积 G-蜗杆；A-蜗轮；B、D-主动轮；C、E-从动轮；14-横轴；5-进位轮；6-长齿；7-短齿；8-梢齿；9-槽齿；10-转轴轴承（a）磁悬轴承（b）磁推轴承双宝石轴承 (a)三相三线两元件表 三相三线制计量 三相感应式电能表计量元件的相对位置(b) 三相四线三元件表 三相四线制计量第三节、感应式电能表的工作原理 感应式电能表用铝盘对电功率进行采样，它的电压、电流铁芯线圈分别位于铝盘的上下两侧，将铝盘夹在中间，铁芯线圈上产生的电压、电流交变磁通穿过铝盘时会在铝盘上产生感应电流，磁通和感应电流相互作用，使铝盘转动起来。铝盘的转速与电功率p成正比，实现了对电功率的采样，电功率越大铝盘转速越快，再用计度器的机械传动机构将铝盘所转圈数记录下来。感应式电能表磁通分布图 垂直穿过铝盘的三束交变磁通 单相电能表理想相量图与磁通的波形图 单相电能表理想相量图 磁通的波形图 假设的理想化条件 假设铁心磁化曲线不存在非线性、没有磁饱和、没有磁滞现象 。工作原理推导1、驱动力矩2、驱动力矩与有功功率的关系3、当负载功率稳定时，MT=MQ，铝盘匀速转动，则有 工作原理推导工作原理推导N=nT=APT=AW4、上式n=AP，两边同乘以用电时间T，时间T内铝盘所转圈数N为小结 如果 三者在空间有不同位置，在时间上也有不同相位(即三者达到最大值的时间前后错开)，那么铝盘会转动起来，其电磁力方向是由时间上超前的磁通指向滞后的磁通。N=nT=APT=AW 成立的条件第四节、感应式电能表的误差及附加力矩,被测电能量的测量读数与实际值(也称真值)之差,测量的绝对误差与其实际值之比的百分数,1、误差,第四节、感应式电能表的误差及附加力矩,是电能表的固有误差。 电能表的准确度等级是根据基本误差来确定的。,指供电电压、频率、环境温度等外界条件偏离规定值时额外引起的误差。,1、误差,第四节、感应式电能表的误差及附加力矩,附加力矩,铝盘转动时，切割交变的电流和电压工作磁通，也会在转盘中产生相应的感应涡流，与交变磁通相互作用，形成阻碍转盘转动的力矩,自抑制力矩增大会使电能表出现负误差。,感应式电能表可动部件运转摩擦会产生与转动方向相反的力矩。 电能表在轻载下运行时，摩擦力矩的影响较大,2、附加力矩,感应式电能表附加误差变化趋势,当负载功率因数接近1（感性）时，附加误差的变化趋势为： （1）电压升高超过额定值时，会产生较大的附加电压自抑制力矩，出现负误差。增加永久磁铁制动力矩的绝对值（会减小电能表常数A），降低电压自抑制力矩在总制动力矩中的比例；在电压非工作磁路中设置饱和段，如打孔或减小下磁轭截面积，都能减小这项误差的影
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