電能表與互感器學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電能表與互感器電能表與互感器第一頁，共41頁。電能計(jì)量裝置的主要部件：電能計(jì)量裝置的主要部件：計(jì)量用電流計(jì)量用電流(dinli)互感器、電壓互感器；互感器、電壓互感器；電能表；電能表；互感器與電能表之間的二次回路?；ジ衅髋c電能表之間的二次回路。電能計(jì)量裝置的附屬部件：電能計(jì)量裝置的附屬部件：試驗(yàn)接線盒；試驗(yàn)接線盒； 失壓斷流計(jì)時(shí)儀；失壓斷流計(jì)時(shí)儀；鉛封；鉛封； 電能計(jì)量箱電能計(jì)量箱 (柜柜) ; 電能量集抄設(shè)備。電能量集抄設(shè)備。第1頁/共41頁第二頁，共41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 線線三元件表。三

2、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(jí)，分為高壓表、低壓表兩種。按電壓等級(jí)，分為高壓表、低壓表兩種。按電流測(cè)量按電流測(cè)量(cling)范圍，分為直通表和經(jīng)電流互感器接入兩種范圍，分為直通表和經(jīng)電流互感器接入兩種。按準(zhǔn)確度等級(jí)，分為按準(zhǔn)確度等級(jí)，分為0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0級(jí)。級(jí)。按結(jié)構(gòu)原理，分為感應(yīng)式電能表、全電子式電能表、機(jī)電一體化按結(jié)構(gòu)原理，分為感應(yīng)式電能表、全電子式電能表、機(jī)電一體化電能表。電能表。按測(cè)量按測(cè)量(cling)功能，可分為分時(shí)計(jì)費(fèi)（復(fù)費(fèi)率）

3、電能表、最大功能，可分為分時(shí)計(jì)費(fèi)（復(fù)費(fèi)率）電能表、最大需量電能表、預(yù)付費(fèi)電能表、集抄電能表、多功能電能表。需量電能表、預(yù)付費(fèi)電能表、集抄電能表、多功能電能表。電能表分類電能表分類(fn li)第2頁/共41頁第三頁，共41頁。5-1 單相單相(dn xin)感應(yīng)系電能表感應(yīng)系電能表感應(yīng)感應(yīng)(gnyng)系系電能表電能表的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)第3頁/共41頁第四頁，共41頁。 1、驅(qū)動(dòng)元件：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的元件。、驅(qū)動(dòng)元件：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的元件。 包括包括(boku)電流電磁鐵和電壓電磁鐵。電流電磁鐵和電壓電磁鐵。 電流電磁鐵由電流電磁鐵由“U”字形鐵心和電流線圈（導(dǎo)線粗，匝數(shù)少）字形鐵心和電流線圈（導(dǎo)線粗，

4、匝數(shù)少）組成，電流線圈與負(fù)載串聯(lián)，通過負(fù)載電流。組成，電流線圈與負(fù)載串聯(lián)，通過負(fù)載電流。 電壓電磁鐵由橫電壓電磁鐵由橫“日日”字形鐵心和電壓線圈（導(dǎo)線細(xì)，匝數(shù)多）組字形鐵心和電壓線圈（導(dǎo)線細(xì)，匝數(shù)多）組成，電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)（電感性很強(qiáng)），承受負(fù)載電壓，始終帶電成，電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)（電感性很強(qiáng)），承受負(fù)載電壓，始終帶電。第4頁/共41頁第五頁，共41頁。 2、轉(zhuǎn)動(dòng)元件：由鋁制園盤和轉(zhuǎn)軸組成。、轉(zhuǎn)動(dòng)元件：由鋁制園盤和轉(zhuǎn)軸組成。 驅(qū)動(dòng)元件所產(chǎn)生的交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤上產(chǎn)生渦流，驅(qū)動(dòng)元件所產(chǎn)生的交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤上產(chǎn)生渦流，該渦流又和產(chǎn)生它的磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力驅(qū)使鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)。該渦流又

5、和產(chǎn)生它的磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力驅(qū)使鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)。 3、制動(dòng)元件：產(chǎn)生反作用力矩的元件。是一個(gè)永久磁鐵。、制動(dòng)元件：產(chǎn)生反作用力矩的元件。是一個(gè)永久磁鐵。 鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永久磁鐵的磁場(chǎng)切割鋁盤并在鋁盤中產(chǎn)生感鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永久磁鐵的磁場(chǎng)切割鋁盤并在鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流應(yīng)電流，該感應(yīng)電流(gnyng din li)和永久磁鐵的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生反作用和永久磁鐵的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生反作用力矩。力矩。 4、積算機(jī)構(gòu)：用來計(jì)算鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)并將轉(zhuǎn)數(shù)變換為被測(cè)、積算機(jī)構(gòu)：用來計(jì)算鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)并將轉(zhuǎn)數(shù)變換為被測(cè)電能的千瓦小時(shí)數(shù)。電能的千瓦小時(shí)數(shù)。 包括轉(zhuǎn)軸上的蝸輪、蝸桿及一套齒輪和字輪。通包括轉(zhuǎn)軸上的蝸輪、

6、蝸桿及一套齒輪和字輪。通常稱為計(jì)度器。常稱為計(jì)度器。 第5頁/共41頁第六頁，共41頁。G-蝸桿；蝸桿；A-蝸輪；蝸輪；B、D-主動(dòng)輪主動(dòng)輪(dngln)；C、E-從動(dòng)輪從動(dòng)輪(dngln)；14-橫軸；橫軸；5-進(jìn)位輪；進(jìn)位輪；6-長(zhǎng)齒；長(zhǎng)齒；7-短齒；短齒；8-梢齒；梢齒；9-槽齒；槽齒；10-轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)原理鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)原理第6頁/共41頁第七頁，共41頁。sinuiQKMPkUIKKMuiQcossin2TTtKnPCPKh第7頁/共41頁第八頁，共41頁。直接接入式圖經(jīng)互感器接入式圖注：P72 圖5-2 有錯(cuò)誤(cuw)第8頁/共41頁第九頁，共41頁。5-5 儀用互感器儀用互感器第

7、9頁/共41頁第十頁，共41頁。1221eIeINKIN一次額定電流值額定變比：二次額定電流值第10頁/共41頁第十一頁，共41頁。第11頁/共41頁第十二頁，共41頁。第12頁/共41頁第十三頁，共41頁。 4、電流互感器運(yùn)行中二次不允許開路。、電流互感器運(yùn)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、電流互感器接線必須按減極性連接(linji)。 6、高壓電流互感器、高壓電流互感器K2端要可靠接地。端要可靠接地。 第13頁/共41頁第十四頁，共41頁。第14頁/共41頁第十五頁，共41頁。1122eUeUNKUN 額定變比：一次額定電壓值二次額定電壓值第15頁/共41頁第十六頁

8、，共41頁。第16頁/共41頁第十七頁，共41頁。第17頁/共41頁第十八頁，共41頁。222UUrIUU I、II類用于貿(mào)易類用于貿(mào)易(moy)結(jié)算的電能計(jì)量裝置中的電壓互感器結(jié)算的電能計(jì)量裝置中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2；其它；其它電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的定二次電壓的0.5。 第18頁/共41頁第十九頁，共41頁。 電壓互感器運(yùn)行中電壓互感器運(yùn)行中二次側(cè)嚴(yán)禁短路二次側(cè)嚴(yán)禁短路(dunl)。 按要求的相序接線。按要求的相序接線。 二次側(cè)須

9、可靠接地。二次側(cè)須可靠接地。 第19頁/共41頁第二十頁，共41頁。(a)三相(sn xin)三線兩元件表 三相(sn xin)三線制計(jì)量 (b) 三相四線三元件(yunjin)表 三相四線制計(jì)量5-2 三相有功電能表三相有功電能表第20頁/共41頁第二十一頁，共41頁。與與計(jì)計(jì)量量單單元元接接口口電壓電壓(diny)監(jiān)控監(jiān)控時(shí)鐘時(shí)鐘(shzhng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器時(shí)鐘時(shí)鐘電池電池負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器LED報(bào)警報(bào)警電子狗電子狗按鈕按鈕參數(shù)參數(shù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器抄表電池抄表電池備份數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器LCD顯示器顯示器RS485通訊接口通訊接口檢測(cè)輸出檢測(cè)輸出監(jiān)控輸出監(jiān)控輸出脈沖輸出脈

10、沖輸出吸附紅外通訊接口吸附紅外通訊接口遠(yuǎn)紅外通訊接口遠(yuǎn)紅外通訊接口主數(shù)據(jù)處理器主數(shù)據(jù)處理器SPI管理單元管理單元第21頁/共41頁第二十二頁，共41頁。原理圖原理圖 相量圖相量圖abCcaabcbc A cbUcIabUaI第22頁/共41頁第二十三頁，共41頁。cos(30)cos(30)(cos 30 cossin 30 sin)(cos 30 cossin 30 sin)32cos 30 cos2cos23cosllllllllllPU IU IU IU IU IW = PT第23頁/共41頁第二十四頁，共41頁。低壓三相低壓三相(sn xin)三線有功電能測(cè)量三線有功電能測(cè)量第24頁/

11、共41頁第二十五頁，共41頁。-經(jīng)互感器接入式經(jīng)互感器接入式 主要用途：必須同主要用途：必須同時(shí)配接電壓互感器和時(shí)配接電壓互感器和電流互感器，計(jì)量電流互感器，計(jì)量35KV35KV、 10KV 10KV高壓供電高壓供電的大容量電力用戶的的大容量電力用戶的用電量。用電量。 接線方式：兩個(gè)電接線方式：兩個(gè)電流互感器四線連接流互感器四線連接(linji) (linji) ，有各，有各自獨(dú)立的二次回路；自獨(dú)立的二次回路；兩個(gè)電壓互感器兩個(gè)電壓互感器V/VV/V連連接接(linji) (linji) 。 三相三線有功電能表的現(xiàn)場(chǎng)三相三線有功電能表的現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)接線接線 第25頁/共41頁第二十六

12、頁，共41頁。原理圖、相量圖及計(jì)算原理圖、相量圖及計(jì)算(j sun)(j sun)式式CPPcos3cosaaabbbCCPU I cosU I cosU IU Iabcacb 二、三相四線有功二、三相四線有功(yu n)電能表電能表的接線方式的接線方式 c,cUUUabIIIab第26頁/共41頁第二十七頁，共41頁。低壓經(jīng)低壓經(jīng)TATA接入的標(biāo)準(zhǔn)接線，三個(gè)接入的標(biāo)準(zhǔn)接線，三個(gè)TATA六線連接六線連接(linji)(linji)，電流、電壓線各自，電流、電壓線各自獨(dú)立。獨(dú)立。 低壓低壓(dy)直通表直通表接線圖接線圖 三相三相(sn xin)四線電能表的現(xiàn)四線電能表的現(xiàn)場(chǎng)接線方式場(chǎng)接線方式

13、第27頁/共41頁第二十八頁，共41頁。電流電流(dinli)(dinli)互互感器感器二次通過實(shí)驗(yàn)二次通過實(shí)驗(yàn)接線盒接線接線盒接線第28頁/共41頁第二十九頁，共41頁。用于用于110kV110kV及以上高電壓等級(jí)及以上高電壓等級(jí)(dngj)(dngj)的大電流接地系統(tǒng)，電壓互感器采用的大電流接地系統(tǒng)，電壓互感器采用YNynYNyn接線。接線。 第29頁/共41頁第三十頁，共41頁。1 1、三相三線無功、三相三線無功(w (w nn) )電能表的原理圖、相量圖電能表的原理圖、相量圖及計(jì)算式及計(jì)算式abcbcacaca c 6060ubc uacca5-3 三相三相(sn xin)無功電能無功

14、電能表表60UUbcacIIac內(nèi)相角sin(150)sin(210)3sinQUIMKKU Ik Q 線 線第30頁/共41頁第三十一頁，共41頁。三相三線 內(nèi)相角無功電能表 60三相三線無功電能表電壓三相三線無功電能表電壓(diny) 線圈串聯(lián)電阻的原因線圈串聯(lián)電阻的原因在感應(yīng)式電能表電壓線在感應(yīng)式電能表電壓線圈的首端串聯(lián)一個(gè)附加圈的首端串聯(lián)一個(gè)附加電阻電阻R，使電壓線圈的，使電壓線圈的電阻成分增加，電壓線電阻成分增加，電壓線圈的阻抗角從原來的圈的阻抗角從原來的 ， 僅僅 滯后滯后 ，而而 又與又與 同相，同相，所以所以 滯后相應(yīng)的電滯后相應(yīng)的電壓壓 （這個(gè)角度稱（這個(gè)角度稱為內(nèi)相角）。為

15、內(nèi)相角）。 uIU9060減少為 u60uIuU60第31頁/共41頁第三十二頁，共41頁。三相三相(sn xin)三線無功電能表的三線無功電能表的現(xiàn)場(chǎng)接線現(xiàn)場(chǎng)接線第32頁/共41頁第三十三頁，共41頁。booocos(90cos(90cos(90bcaacabbabccPU I-)+U I-)+U I-)aba bcbCCaaC 2 2、三相、三相(sn xin(sn xin) )四線無功電能表的原理圖、相量圖四線無功電能表的原理圖、相量圖及計(jì)算式及計(jì)算式,90UUUabbccaIIIcab跨相接線第33頁/共41頁第三十四頁，共41頁。低壓低壓(dy)(dy)直接直接接入接入 三相四線無功

16、(w n)電能表的現(xiàn)場(chǎng)接線圖 低壓低壓(dy)(dy)采用采用TATA接入接入 第34頁/共41頁第三十五頁，共41頁。類別代號(hào)類別代號(hào)組別代號(hào)組別代號(hào)結(jié)構(gòu)代號(hào)結(jié)構(gòu)代號(hào)功能代號(hào)功能代號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)輔助說明輔助說明D-電能表電能表D-單相單相S -全電子式全電子式Y(jié)-預(yù)付費(fèi)預(yù)付費(fèi)阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字字母或數(shù)字字母或數(shù)字S-三相三線三相三線F-復(fù)費(fèi)率復(fù)費(fèi)率(廠家代號(hào)廠家代號(hào)) （附加標(biāo)注）（附加標(biāo)注）T-三相四線三相四線D-多功能多功能B-標(biāo)準(zhǔn)電能表標(biāo)準(zhǔn)電能表I-載波抄表載波抄表Z-最大需量最大需量X-無功電能無功電能5-4 電能表的使用電能表的使用(shyng)第35頁/共41頁第三十六頁，

17、共41頁。 （b）全電子(dinz)電能表 （a）機(jī)電(jdin)一體化電能表 電能表的銘牌電能表的銘牌(mngpi)示例示例第36頁/共41頁第三十七頁，共41頁。IbImax 直接接入式電能表的標(biāo)定電流，應(yīng)按正常運(yùn)行負(fù)荷直接接入式電能表的標(biāo)定電流，應(yīng)按正常運(yùn)行負(fù)荷(fh)電電流的流的30%選擇；經(jīng)選擇；經(jīng)TA接入的電能表，其標(biāo)定電流不宜超過電流接入的電能表，其標(biāo)定電流不宜超過電流互感器額定二次電流的互感器額定二次電流的30，其額定最大電流應(yīng)為電流互感器，其額定最大電流應(yīng)為電流互感器額定二次電流的額定二次電流的120。電流互感器額定二次電流為。電流互感器額定二次電流為5A和和1A時(shí)時(shí),電能表

18、的額定電流分別選擇電能表的額定電流分別選擇1.5（6）A 和和0.3（1.2）A 。 電壓額定值，單相表為電壓額定值，單相表為220V；低壓三相表為；低壓三相表為3220V380V；高壓三相表為；高壓三相表為3100V或或3100/V。第37頁/共41頁第三十八頁，共41頁。電能表常數(shù)電能表常數(shù)(chngsh)和脈沖常數(shù)和脈沖常數(shù)(chngsh) 電能表常數(shù)用A表示(也有用(yu yn)C表示的)，它是電能表計(jì)度器的指示數(shù)和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)之間的比例值。如A=400rkWh，其中“r”表示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)400圈。 脈沖常數(shù)出現(xiàn)在全電子電

19、能表或機(jī)電一體化電能表的銘牌上，它是脈沖常數(shù)出現(xiàn)在全電子電能表或機(jī)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(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)之間的比例電能表數(shù)字顯示的電能數(shù)和對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)之間的比例(bl)值，也用值，也用A表表示。如示。如A =1600impkWh，其中，其中“imp”表示表示“多少個(gè)脈沖多少個(gè)脈沖”。電子式電。電子式電能表的面板上有個(gè)發(fā)光二極管，隨著用戶用電，它不停閃爍著耀眼的紅能表的面板上有個(gè)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(gè)脈沖形成，相當(dāng)于感應(yīng)式電能表的鋁盤轉(zhuǎn)一圈，光，每閃一次代表一個(gè)脈沖形成，相當(dāng)于感應(yīng)式電能表的鋁盤轉(zhuǎn)一圈，用電功率越大閃爍速度越快。用電功率越大閃爍速度越快。 銘牌上的銘牌上的A是理