功率表電能表的介紹與使用

1、電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量第一節(jié)第一節(jié) 功率和電能的測量方法功率和電能的測量方法第二節(jié)第二節(jié) 電動(dòng)系功率表電動(dòng)系功率表第三節(jié)第三節(jié) 低功率因數(shù)功率表低功率因數(shù)功率表第四節(jié)第四節(jié) 三相功率的測量三相功率的測量第五節(jié)第五節(jié) 感應(yīng)系電能表及電能的測量感應(yīng)系電能表及電能的測量第六節(jié)第六節(jié) 三相有功電能表三相有功電能表第七節(jié)第七節(jié) 三相無功電能表和無功電能的測量三相無功電能表和無功電能的測量第八節(jié)第八節(jié) 電子式單相電子式單相電能表電能表第九節(jié)第九節(jié) 電子式三相電能表電子式三相電能表

2、第十第十節(jié)節(jié) 電子式單相復(fù)費(fèi)電子式單相復(fù)費(fèi)率率電能表電能表第十一節(jié)第十一節(jié) 集中抄表與電子式集中抄表與電子式IC卡預(yù)付費(fèi)卡預(yù)付費(fèi)電能表電能表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)本章要點(diǎn)本章要點(diǎn) 本章介紹本章介紹電動(dòng)系功率表電動(dòng)系功率表、低功率因數(shù)功率表低功率因數(shù)功率表、三相三相功率表功率表、感應(yīng)系感應(yīng)系電能表電能表的原理與使用方法的原理與使用方法,其其中中工作原理可作一般了解工作原理可作一般了解，測量方法測量方法以及測量時(shí)以及測量時(shí)的的電路連線電路連線，包括單相與，包括單相與三相，有三相，有功與功與無功的無功的功功率表、率表、

3、有有功與功與無功無功電能表都電能表都必須熟練掌握必須熟練掌握。 本章第八、九節(jié)介紹本章第八、九節(jié)介紹靜止式電子靜止式電子電能表的原理與電能表的原理與電路結(jié)構(gòu)，由于電測儀表廣泛應(yīng)用電子電路，通電路結(jié)構(gòu)，由于電測儀表廣泛應(yīng)用電子電路，通過過電子電子電能表的電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步了解儀表中電電能表的電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步了解儀表中電子器件的使用方法。子器件的使用方法。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 功率和電能的測量方法功率和電能的測量方法 一、功率測量方法一、功率測量方法 1.直接法直接法：測量功率可直接用測量功率可直接用電動(dòng)

4、系功率表電動(dòng)系功率表、數(shù)字?jǐn)?shù)字功率表功率表或或三相功率表三相功率表，測量三相功率還可以用，測量三相功率還可以用單相功單相功率表接成兩表法或三表法率表接成兩表法或三表法，雖然有求和過程，但一般，雖然有求和過程，但一般仍將它歸為直接法仍將它歸為直接法。 2.間接法：間接法：直流直流可通過測量電壓、電流間接求得功可通過測量電壓、電流間接求得功率。率。交流交流則需要通過電壓、電流和功率因數(shù)求得功率。則需要通過電壓、電流和功率因數(shù)求得功率。 二、電能測量方法二、電能測量方法 1.直接法：直接法：直接測量電能，直接測量電能，直流直流可使用可使用電動(dòng)系電能電動(dòng)系電能表表，交流交流用用感應(yīng)系或電子電能表感應(yīng)系

5、或電子電能表。 2.間接法間接法：電能測量一般不用間接法電能測量一般不用間接法，只有在功率只有在功率穩(wěn)定不變的情況下用功率表和記時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行測量穩(wěn)定不變的情況下用功率表和記時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行測量。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)常用的功率表多采用常用的功率表多采用電動(dòng)系電動(dòng)系，由于電動(dòng)系儀表的生產(chǎn)工，由于電動(dòng)系儀表的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，所以近年來發(fā)展了利用藝比較復(fù)雜，所以近年來發(fā)展了利用磁電系磁電系表芯做成表芯做成的變換式功率表的變換式功率表，表的結(jié)構(gòu)如圖。，表的結(jié)構(gòu)如圖。三、變換式功率表三、變換式功率表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三

6、章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 變換式功率表先通過由兩個(gè)互感變換式功率表先通過由兩個(gè)互感器組成的取樣電路，檢測負(fù)載的電器組成的取樣電路，檢測負(fù)載的電壓與電流，由于兩個(gè)互感器的一次壓與電流，由于兩個(gè)互感器的一次繞組接法相反，使得互感器二次繞繞組接法相反，使得互感器二次繞組的電流與負(fù)載的組的電流與負(fù)載的u u、i i關(guān)系如下式關(guān)系如下式所示。所示。 然后然后利用半導(dǎo)體二極管的平方律特性，使得磁電系指示儀表的兩端電壓利用半導(dǎo)體二極管的平方律特性，使得磁電系指示儀表的兩端電壓up 與負(fù)載的與負(fù)載的u u、i i 乘積即功率成正比。完成功率到電壓的變換。并在標(biāo)

7、尺乘積即功率成正比。完成功率到電壓的變換。并在標(biāo)尺上刻以功率值。上刻以功率值。)()(212211iRuNNiiRuNNiAA)14()()()(2022120220121uiRRNNKRiKRiKuuuAp返回本章首頁二極管平方律特性四、變換式功率表的工作原理四、變換式功率表的工作原理電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 電動(dòng)系功率電動(dòng)系功率表表 一、工作原理一、工作原理 測量功率時(shí)，電動(dòng)系儀表測量功率時(shí)，電動(dòng)系儀表的固定線圈與負(fù)載串聯(lián)，反映的固定線圈與負(fù)載串聯(lián)，反映負(fù)載電流負(fù)載電流 I ，儀表的可動(dòng)線圈，儀表的

8、可動(dòng)線圈與負(fù)載并聯(lián)，反映負(fù)載電壓與負(fù)載并聯(lián)，反映負(fù)載電壓 U ，按電動(dòng)系儀表工作原理，可推按電動(dòng)系儀表工作原理，可推出可動(dòng)線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)出可動(dòng)線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)載功率載功率P。PKRUKIIKIP21 如果如果U、I 為交流同樣可推出可動(dòng)線為交流同樣可推出可動(dòng)線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)載功率圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)載功率P。1 22cosPUKI I cocKIK PR電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)二、擴(kuò)大功率表電流量程二、擴(kuò)大功率表電流量程 固定線圈串聯(lián)固定線圈串聯(lián) 固定線圈并聯(lián)固定線圈并聯(lián) 但功率表的固定線圈只有兩個(gè)，因

9、此這種辦但功率表的固定線圈只有兩個(gè)，因此這種辦法只能擴(kuò)大量程一倍。法只能擴(kuò)大量程一倍。擴(kuò)大功率表量程可分別為擴(kuò)大電擴(kuò)大功率表量程可分別為擴(kuò)大電流量程或擴(kuò)大電壓量程，擴(kuò)大電流量程或擴(kuò)大電壓量程，擴(kuò)大電流量程可將兩個(gè)流量程可將兩個(gè)固定線圈從串聯(lián)固定線圈從串聯(lián)改為并聯(lián)改為并聯(lián)，量程可相應(yīng)擴(kuò)大一倍。，量程可相應(yīng)擴(kuò)大一倍。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)擴(kuò)大電壓量程可改變可動(dòng)線圈的串聯(lián)附加電阻，擴(kuò)大電壓量程可改變可動(dòng)線圈的串聯(lián)附加電阻，阻值不同時(shí)，可得到不同的電壓量程，但工程阻值不同時(shí)，可得到不同的電壓量程，但工程上使用的電壓等級(jí)都

10、是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，上使用的電壓等級(jí)都是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的， 所以所以功率表的電壓量程也都取標(biāo)準(zhǔn)值。功率表的電壓量程也都取標(biāo)準(zhǔn)值。三、擴(kuò)大功率表電壓量程三、擴(kuò)大功率表電壓量程電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)功率表正確接線應(yīng)功率表正確接線應(yīng)遵守遵守“電源端電源端”守則守則，即接線時(shí)，即接線時(shí)應(yīng)將應(yīng)將“電源端電源端”接在電源的同一極性上。接在電源的同一極性上。*號(hào)表示號(hào)表示“電源端電源端”四、四、功率表正確接線功率表正確接線適用于負(fù)載較大的場合適用于負(fù)載較大的場合適用于負(fù)載較小的場合適用于負(fù)載較小的場合電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第

11、三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 五、功率表的錯(cuò)誤接線五、功率表的錯(cuò)誤接線電源端電源端* *不接同一極性的錯(cuò)誤不接同一極性的錯(cuò)誤可動(dòng)線圈與可動(dòng)線圈與固定線圈間固定線圈間存在電位差存在電位差的錯(cuò)誤的錯(cuò)誤返回本章首頁電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 低功率因數(shù)功率表低功率因數(shù)功率表 用一般功率表測量低功率因數(shù)的功率存在如下問題用一般功率表測量低功率因數(shù)的功率存在如下問題 1.若按功率選用若按功率選用，指針略有擺動(dòng)，通過功率表的電流就會(huì)超，指針略有擺動(dòng)，通過功率表的電流就會(huì)超過該

12、表的電流額定值。過該表的電流額定值。 2.若按電流選用若按電流選用，在滿電流的情況下，也只能使用功率表標(biāo)，在滿電流的情況下，也只能使用功率表標(biāo)尺的前幾個(gè)小格，無法準(zhǔn)確讀數(shù)。尺的前幾個(gè)小格，無法準(zhǔn)確讀數(shù)。 以測量功率因數(shù)為0.1，額定電壓為500V ，額定電流為10A，功率為500W的電路為例。選用選用500V500V、500W500W的的普通功率表，的的普通功率表，額定電流只有額定電流只有1A1A。選用選用500V500V、10A10A的普通功率表，其最大示的普通功率表，其最大示值為值為5000W5000W。而功率因數(shù)為。而功率因數(shù)為0.10.1時(shí)，最大功率只有時(shí)，最大功率只有500W500W

13、，只，只能使用標(biāo)尺的前能使用標(biāo)尺的前1/101/10部分。部分。 可見測量低功率因數(shù)的功率表必須具備可見測量低功率因數(shù)的功率表必須具備大電流和低功率示大電流和低功率示值值兩個(gè)特點(diǎn)兩個(gè)特點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上必須采取一些措施，一方面。在結(jié)構(gòu)上必須采取一些措施，一方面提高儀表提高儀表的靈敏度的靈敏度，使它能測量低功率，另一方面要，使它能測量低功率，另一方面要提高功率表的電提高功率表的電流額定值流額定值，在加大電流額定值的時(shí)候，在加大電流額定值的時(shí)候，還要注意不使表耗功還要注意不使表耗功率影響讀數(shù)率影響讀數(shù)。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大

14、學(xué)一、帶補(bǔ)償線圈的低功率因數(shù)功率一、帶補(bǔ)償線圈的低功率因數(shù)功率表表 這種功率表這種功率表主要著眼于解決表耗問題主要著眼于解決表耗問題，額定電流額定電流加大之后，表耗功率就會(huì)增大，而功率表的讀數(shù)中加大之后，表耗功率就會(huì)增大，而功率表的讀數(shù)中包含表耗功率。因此要采取措施使測量出來的功率包含表耗功率。因此要采取措施使測量出來的功率值中不包含表耗功率。值中不包含表耗功率。 解決辦法是利用解決辦法是利用補(bǔ)償線圈產(chǎn)補(bǔ)償線圈產(chǎn)生附加力矩生附加力矩，減小功率表讀數(shù)，減小功率表讀數(shù)，并且要使減小值正好等于表耗并且要使減小值正好等于表耗功率引起的讀數(shù)增加。方法是功率引起的讀數(shù)增加。方法是在電壓電路中，串聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償

15、在電壓電路中，串聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償線圈（反向繞在線圈（反向繞在電壓電路的電壓電路的電電流線圈上），使它產(chǎn)生附加力流線圈上），使它產(chǎn)生附加力矩以抵消表耗功率矩以抵消表耗功率。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 由于功率表的電壓線圈存在由于功率表的電壓線圈存在感抗，通過電壓線圈的電流與感抗，通過電壓線圈的電流與電壓的相位差為電壓的相位差為 ，功率表指，功率表指針偏轉(zhuǎn)角為針偏轉(zhuǎn)角為 上式與無感抗的功率表指針偏轉(zhuǎn)角相上式與無感抗的功率表指針偏轉(zhuǎn)角相比其誤差為比其誤差為 功率因數(shù)越低功率因數(shù)越低 ， 越大越大，造成的誤差就越大，對于測量低功，

16、造成的誤差就越大，對于測量低功率因數(shù)的功率，十分不利，率因數(shù)的功率，十分不利，加接補(bǔ)償電容后，可消除感抗影響加接補(bǔ)償電容后，可消除感抗影響，使使 減少，誤差下降。減少，誤差下降。)cos( cos121UIKIKIp tg1cos)sin tg(coscoscos-)-cos( cos二、帶補(bǔ)償電容的低功率因數(shù)功率表二、帶補(bǔ)償電容的低功率因數(shù)功率表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 1. 1.采用張絲結(jié)構(gòu)低功率因數(shù)功采用張絲結(jié)構(gòu)低功率因數(shù)功率表，是率表，是從提高靈敏度方面著從提高靈敏度方面著眼眼，解決功率示值太小的問題。，解

17、決功率示值太小的問題。使得功率較小時(shí)，也能有較大使得功率較小時(shí)，也能有較大示值。這是因?yàn)閺埥z結(jié)構(gòu)不用示值。這是因?yàn)閺埥z結(jié)構(gòu)不用轉(zhuǎn)軸，摩擦力小，靈敏度高。轉(zhuǎn)軸，摩擦力小，靈敏度高。在同樣電流條件下，能得到較在同樣電流條件下，能得到較大的偏轉(zhuǎn)角度。大的偏轉(zhuǎn)角度。 2.2.采用張絲結(jié)構(gòu)之后，如果采用張絲結(jié)構(gòu)之后，如果使用光指示裝置，則可得到更使用光指示裝置，則可得到更高的儀表靈敏度。高的儀表靈敏度。三、采用張絲結(jié)構(gòu)低功率因數(shù)功率表三、采用張絲結(jié)構(gòu)低功率因數(shù)功率表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 低功率因數(shù)功率表提供三個(gè)額定值低功

18、率因數(shù)功率表提供三個(gè)額定值，即，即額定電壓額定電壓、額定電流額定電流和和額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)。使用時(shí)除。使用時(shí)除電壓、電流不電壓、電流不得超過額定值得超過額定值外，還應(yīng)注意外，還應(yīng)注意 1.若被測功率因數(shù)大于額定功率因數(shù)若被測功率因數(shù)大于額定功率因數(shù)，要注意，要注意指指針是否超過滿度針是否超過滿度 2.若被測功率因數(shù)小于額定功率因數(shù)若被測功率因數(shù)小于額定功率因數(shù)，要注意指要注意指針雖未超過滿度針雖未超過滿度，電流圈的電流可能超過額定值電流圈的電流可能超過額定值。為此測量功率時(shí)為此測量功率時(shí)最好再用一個(gè)電流表監(jiān)視電流狀態(tài)最好再用一個(gè)電流表監(jiān)視電流狀態(tài)。返回本章首頁四、使用低功率因數(shù)功率表的注

19、意點(diǎn)：四、使用低功率因數(shù)功率表的注意點(diǎn)：電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 三相功率的測量三相功率的測量一、用單相功率表測三相功率一、用單相功率表測三相功率 一表法：一表法： 適用于適用于電壓、負(fù)載對稱的系統(tǒng)電壓、負(fù)載對稱的系統(tǒng)。三相負(fù)載的。三相負(fù)載的總功率，等于功率表讀數(shù)的三倍?？偣β?，等于功率表讀數(shù)的三倍。PP3電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)二表法：二表法： 適用于三相三線制適用于三相三線制，通過電流線圈的電流為線，通過電流線圈的電流為

20、線電流，加在電壓線圈上的電壓為線電壓，三相總功率等于兩電流，加在電壓線圈上的電壓為線電壓，三相總功率等于兩表讀數(shù)之和。表讀數(shù)之和。1.負(fù)載對稱并為阻性時(shí)，兩表讀數(shù)相等。負(fù)載對稱并為阻性時(shí)，兩表讀數(shù)相等。2.負(fù)載對稱且功率因數(shù)為負(fù)載對稱且功率因數(shù)為0.5，有一只功率表讀數(shù)為，有一只功率表讀數(shù)為0。3.負(fù)載對稱且功率因數(shù)小于負(fù)載對稱且功率因數(shù)小于0.5，一只功率表讀數(shù)為負(fù)值。，一只功率表讀數(shù)為負(fù)值。21)cos()cos(PPIUIUIUIUPBBCBBCAACAAC電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 適用于三相四線制，電壓、負(fù)

21、載不對稱的系統(tǒng)，適用于三相四線制，電壓、負(fù)載不對稱的系統(tǒng)，被測三相總功率為三表讀數(shù)之和，即被測三相總功率為三表讀數(shù)之和，即321PPPP三表法：三表法：電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 將兩只或三只單相功將兩只或三只單相功率表的可動(dòng)線圈裝在率表的可動(dòng)線圈裝在一個(gè)公共轉(zhuǎn)軸上即組一個(gè)公共轉(zhuǎn)軸上即組成成兩元件或三元件兩元件或三元件的的三相功率表，其公共三相功率表，其公共轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩直接反映轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩直接反映三相總功率，因此可三相總功率，因此可從標(biāo)尺上直接讀出三從標(biāo)尺上直接讀出三相功率。相功率。返回本章首頁二、用三相功率表測三相功率

22、二、用三相功率表測三相功率兩元件三相兩元件三相功率表結(jié)構(gòu)功率表結(jié)構(gòu)電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第五節(jié) 感應(yīng)系電能表及電能的測量一、感應(yīng)系電能表感應(yīng)系電能表結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 二、工作原理二、工作原理 鋁盤在電流線圈和電壓線圈作用下產(chǎn)生鋁盤在電流線圈和電壓線圈作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與負(fù)載功率成正比，由永久磁的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與負(fù)載功率成正比，由永久磁鐵產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與轉(zhuǎn)速成正比。寫成等鐵產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與轉(zhuǎn)速成正比。寫成等式為式為返回本章首

23、頁CPqPKqPKqMPKMWWTWw www w , , 即即率的正比關(guān)系率的正比關(guān)系可求得轉(zhuǎn)速與功可求得轉(zhuǎn)速與功矩時(shí)矩時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩等于制動(dòng)力當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩等于制動(dòng)力。, 2 , 2 2 2 與電能成正比與電能成正比所轉(zhuǎn)動(dòng)過的轉(zhuǎn)數(shù)所轉(zhuǎn)動(dòng)過的轉(zhuǎn)數(shù)上式表示鋁盤經(jīng)過時(shí)間上式表示鋁盤經(jīng)過時(shí)間即即可得可得乘以乘以等式兩邊各除以等式兩邊各除以NtWCNtCPtt w w電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)一、三相有功電能表的結(jié)構(gòu)一、三相有功電能表的結(jié)構(gòu) 三相電能表和三相功率表一樣，也有二元件和三元件兩種結(jié)構(gòu)，三相電能表和三相功率表一樣，也有

24、二元件和三元件兩種結(jié)構(gòu)， 二元件用于三相三線制，三元件可用于三相四線制。不論是二元二元件用于三相三線制，三元件可用于三相四線制。不論是二元件或三元件都有兩種形式，一種是一個(gè)公共轉(zhuǎn)軸上裝三個(gè)鋁盤或件或三元件都有兩種形式，一種是一個(gè)公共轉(zhuǎn)軸上裝三個(gè)鋁盤或兩個(gè)鋁盤分別由三個(gè)元件或兩個(gè)元件驅(qū)動(dòng)，另一種轉(zhuǎn)軸上只有一兩個(gè)鋁盤分別由三個(gè)元件或兩個(gè)元件驅(qū)動(dòng)，另一種轉(zhuǎn)軸上只有一個(gè)鋁盤由三個(gè)元件或兩個(gè)元件共同驅(qū)動(dòng)。以二元件為例，其結(jié)構(gòu)個(gè)鋁盤由三個(gè)元件或兩個(gè)元件共同驅(qū)動(dòng)。以二元件為例，其結(jié)構(gòu)如圖。如圖。二元件單鋁盤二元件單鋁盤二元件二鋁盤二元件二鋁盤第六節(jié)第六節(jié) 三相有功電能表三相有功電能表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù)

25、 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)二、三相有功電能表的接線二、三相有功電能表的接線 感應(yīng)式三相有功電能表，是利用感應(yīng)式三相有功電能表，是利用兩只兩只或或三只三只單相有功電能表單相有功電能表，將鋁盤裝在一個(gè)公共軸上，將鋁盤裝在一個(gè)公共軸上，使轉(zhuǎn)數(shù)直接反映三相電能。積算器的示值就是使轉(zhuǎn)數(shù)直接反映三相電能。積算器的示值就是三相總電能，連接方法與功率表的兩表法或三三相總電能，連接方法與功率表的兩表法或三表法相同表法相同。返回本章首頁電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第七節(jié)第七節(jié) 三相無功

26、電能表和無功電能的測量三相無功電能表和無功電能的測量 無功功率一般無需測量，但電力系統(tǒng)為無功功率一般無需測量，但電力系統(tǒng)為了了限制用戶濫用無功電能限制用戶濫用無功電能，對裝機(jī)容量大的，對裝機(jī)容量大的用戶，采取無功電能收費(fèi)政策，用戶，采取無功電能收費(fèi)政策，促使用戶采促使用戶采取措施提高功率因數(shù)取措施提高功率因數(shù)。為此要對這種用戶加。為此要對這種用戶加裝無功電能表。裝無功電能表。DX1DX1型型三相無功電能表三相無功電能表, ,適用于三相四線制，適用于三相四線制，DX2DX2型型三相無功電能表三相無功電能表, ,適用于三相三線制。適用于三相三線制。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能

27、的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 對三相四線制系統(tǒng)，測量無功電能可用對三相四線制系統(tǒng)，測量無功電能可用DX1DX1型無功電型無功電能表，該表為兩元件結(jié)構(gòu)，兩組鋁盤裝在同一轉(zhuǎn)軸能表，該表為兩元件結(jié)構(gòu)，兩組鋁盤裝在同一轉(zhuǎn)軸上，讀數(shù)為三相總無功電能。上，讀數(shù)為三相總無功電能。每一組驅(qū)動(dòng)元件有兩每一組驅(qū)動(dòng)元件有兩個(gè)固定電流線圈個(gè)固定電流線圈，即，即基本線圈基本線圈與與附加線圈附加線圈，兩線圈，兩線圈繞在同一鐵心上，匝數(shù)相等，極性相反繞在同一鐵心上，匝數(shù)相等，極性相反一、三相四線制無功電能的測量一、三相四線制無功電能的測量電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率

28、和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) DX1型三相無功電能表測量無功電能的原理：型三相無功電能表測量無功電能的原理： QKMMMIUKMIUKMUUUUIIIIIIUKMIUKM，III、IIIIIIWCPCPCPLLWCPLLWCPLCABCABCBABCBACBABWCPABBCWCPBCCBBAABBCA3 )30sin(3 )30sin(3 3/3/ )30(90cos )30(90cos 212121總力矩總力矩兩組線圈對鋁盤產(chǎn)生的兩組線圈對鋁盤產(chǎn)生的可推出由于力矩分別由下式?jīng)Q定力矩分別由下式?jīng)Q定兩組線圈對鋁盤產(chǎn)生的兩組線圈對鋁盤產(chǎn)生的正比正比成成將分別與將分別與則兩組線圈的

29、合成磁場則兩組線圈的合成磁場通過附加線圈的電流為通過附加線圈的電流為為為若通過基本線圈的電流若通過基本線圈的電流電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)二、三相三線制無功二、三相三線制無功電能的測量電能的測量 測量三相三線制無功電能可用測量三相三線制無功電能可用DX2DX2型型無功電能表，該表也無功電能表，該表也是是二元件結(jié)構(gòu)二元件結(jié)構(gòu)，可直接讀出三相無功電能，該表電壓，可直接讀出三相無功電能，該表電壓圈串接一電阻圈串接一電阻, ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R R，使電壓與工作磁通相位差為，使電壓與工作磁通相位差為6060，接線如圖。，接線如圖。電

30、氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 三、用單相電能表測三、用單相電能表測對稱的三相三線制的無功電能對稱的三相三線制的無功電能按下圖接法，將單相電能表讀數(shù)乘以按下圖接法，將單相電能表讀數(shù)乘以 ，等于三相，等于三相三線制無功電能。這可由鋁盤所受的平均轉(zhuǎn)矩推出。三線制無功電能。這可由鋁盤所受的平均轉(zhuǎn)矩推出。四、三相有功電四、三相有功電能表測三相無功能表測三相無功電能（電能（P85）QKIUKIUKMWABCWABCWCP3 sin )90cos( 返回本章首頁3電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量

31、南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第八節(jié)電子式單相電能表一、電子式單相電能表結(jié)構(gòu)一、電子式單相電能表結(jié)構(gòu) 圖中乘法器和頻率變換器可選用專用集成電路。步圖中乘法器和頻率變換器可選用專用集成電路。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和字輪也有單獨(dú)的部件產(chǎn)品，所以電子進(jìn)電動(dòng)機(jī)和字輪也有單獨(dú)的部件產(chǎn)品，所以電子電能表實(shí)際是電能表實(shí)際是在電能表專用集成電路和字輪部件在電能表專用集成電路和字輪部件的基礎(chǔ)上，的基礎(chǔ)上，配置相應(yīng)的取樣電路構(gòu)成，生產(chǎn)工藝配置相應(yīng)的取樣電路構(gòu)成，生產(chǎn)工藝簡單，可靠性高，已開始取代過去生產(chǎn)工藝復(fù)雜、簡單，可靠性高，已開始取代過去生產(chǎn)工藝復(fù)雜、耗材多的感應(yīng)系電能表耗材多的感應(yīng)系電能表。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù)

32、第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)二、電子式單相電能表的專用集成電路二、電子式單相電能表的專用集成電路 可供選擇的電能表專用集成電路有可供選擇的電能表專用集成電路有AD7755AD7755、AD7750AD7750等芯片，下圖為等芯片，下圖為AD7755AD7755的結(jié)構(gòu)與引腳示意圖。的結(jié)構(gòu)與引腳示意圖。 電流取樣輸入電壓取樣輸入基準(zhǔn)電壓輸入直流電源晶振連接點(diǎn)增益調(diào)節(jié)復(fù)位高通濾波器接步進(jìn)電機(jī)輸出校驗(yàn)脈沖電能輸入輸出判別校驗(yàn)脈沖頻率調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)節(jié)電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工

33、程大學(xué)三、三、AD7755AD7755外接電路外接電路電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 對對AD7755需要提供兩組直流電源，其中片內(nèi)數(shù)字電路、需要提供兩組直流電源，其中片內(nèi)數(shù)字電路、模擬電路所需直流電源，由二極管模擬電路所需直流電源，由二極管VD2整流并經(jīng)整流并經(jīng)IC2穩(wěn)壓穩(wěn)壓后提供，基準(zhǔn)電壓由后提供，基準(zhǔn)電壓由IC4產(chǎn)生。產(chǎn)生。 使用時(shí)要根據(jù)電能表的額定電流、額定電壓選擇取樣使用時(shí)要根據(jù)電能表的額定電流、額定電壓選擇取樣電阻，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，取樣電阻計(jì)算步驟如下：電阻，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，取樣電阻計(jì)算步驟如下：1.求得從求得從F1

34、、F2輸出的脈沖頻率輸出的脈沖頻率：根據(jù)計(jì)數(shù)器根據(jù)計(jì)數(shù)器的電表常數(shù)。設(shè)配套用的計(jì)數(shù)器的電表常數(shù)為的電表常數(shù)。設(shè)配套用的計(jì)數(shù)器的電表常數(shù)為100imp/kWh，電能表的電壓為，電能表的電壓為220V，額定電流為，額定電流為10A，可求得工作在額定電壓、額定電流時(shí)的脈沖頻率。（若工可求得工作在額定電壓、額定電流時(shí)的脈沖頻率。（若工作電流未達(dá)到額定，相應(yīng)的脈沖頻率將減少。）作電流未達(dá)到額定，相應(yīng)的脈沖頻率將減少。）Hz06111. 010sh3600110A220Vimp/kWh1003Ff四、四、AD7755AD7755外接電路計(jì)算外接電路計(jì)算電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測

35、量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)設(shè)電流通道取樣電阻為設(shè)電流通道取樣電阻為350，電能表額定電流為，電能表額定電流為10A，可，可求得取樣電壓為求得取樣電壓為 這個(gè)電壓不能超過集成電路的允許值。這個(gè)電壓不能超過集成電路的允許值。 3. 求電壓取樣電路的電壓值求電壓取樣電路的電壓值：設(shè)基準(zhǔn)電壓為設(shè)基準(zhǔn)電壓為2.5當(dāng)當(dāng) ， 為為3.4，按產(chǎn)品目錄提供的公式，求出，按產(chǎn)品目錄提供的公式，求出 4.求電壓取樣電路的分壓電阻：求電壓取樣電路的分壓電阻：由于取樣電壓從由于取樣電壓從220V降壓得降壓得來，可推出應(yīng)接入的分壓電阻，例如圖中來，可推出應(yīng)接入的分壓電阻，例如圖中R4-R16為分壓

36、為分壓電阻電阻。mV5 . 3350101AUmV9.24806.84.1122fGUUfUREFF4.1f返回本章首頁165442202RRRRU011 , 0SS 2.求電流通道取樣電壓求電流通道取樣電壓：電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)1.三相電子電能表的結(jié)構(gòu)三相電子電能表的結(jié)構(gòu)常用的三相電子電能表，常用的三相電子電能表，一般不配置單片機(jī)及相關(guān)接口一般不配置單片機(jī)及相關(guān)接口，只要在電能表專用，只要在電能表專用集成電路之后，用字輪進(jìn)行計(jì)度即可。集成電路之后，用字輪進(jìn)行計(jì)度即可。第九節(jié)第九節(jié) 電子式三相電能表電子式三相電

37、能表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 2.三相電能表的取樣電路三相電能表的取樣電路 三相電子電能表是在單相基礎(chǔ)上，分別對三相計(jì)量后三相電子電能表是在單相基礎(chǔ)上，分別對三相計(jì)量后求和。其結(jié)構(gòu)與單相同。但三相多為高壓、大負(fù)載的用求和。其結(jié)構(gòu)與單相同。但三相多為高壓、大負(fù)載的用戶，所以一般需要通過電流、電壓互感器取樣。戶，所以一般需要通過電流、電壓互感器取樣。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 3、電子式三相電能表的專用集成電路、電子式三相電能表的專用集成電路

38、 常用的專用集成電路有常用的專用集成電路有ADE7752、ADE7754等。等。 ADE7752的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖三相取樣輸入計(jì)數(shù)脈沖輸出三相求和第九節(jié) 電子式三相電能表電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) ADE7752的引腳圖的引腳圖 從內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和引腳圖可從內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和引腳圖可以看出，三相電能表的專以看出，三相電能表的專用集成電路，是由三組單用集成電路，是由三組單相電路組成，分別從三組相電路組成，分別從三組電路測出每相耗用功率，電路測出每相耗用功率，然后通過求和得出三相總?cè)缓笸ㄟ^求和得出三相總耗用功率。每一相的電路

39、耗用功率。每一相的電路結(jié)構(gòu)與原理，跟單相集成結(jié)構(gòu)與原理，跟單相集成電路的結(jié)構(gòu)與原理基本相電路的結(jié)構(gòu)與原理基本相同，所用的引腳名稱于功同，所用的引腳名稱于功能也類似。能也類似。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 4、電子式三相電能表的電路組成、電子式三相電能表的電路組成 電路結(jié)構(gòu)與單相主要區(qū)別是：電路結(jié)構(gòu)與單相主要區(qū)別是：1.必須對三相必須對三相電壓、電流取樣。電壓、電流取樣。2.對于大負(fù)荷的電能表要用對于大負(fù)荷的電能表要用互感器取樣?；ジ衅魅印ｋ姎鉁y量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息

40、工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 5. 5.外接電路計(jì)算外接電路計(jì)算 使用三相電能表和單相一樣，也要計(jì)算取樣電阻，其步使用三相電能表和單相一樣，也要計(jì)算取樣電阻，其步驟與單相計(jì)算基本相同。驟與單相計(jì)算基本相同。 第一步求第一步求F1F1、F2F2輸出的脈沖頻率輸出的脈沖頻率 根據(jù)計(jì)數(shù)器每千根據(jù)計(jì)數(shù)器每千瓦小時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)，及電能表的額定功率，求得瓦小時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)，及電能表的額定功率，求得F1、F2輸出的輸出的脈沖頻率。脈沖頻率。例如例如電能表的額定功率為電能表的額定功率為66kW，計(jì)數(shù)器計(jì)，計(jì)數(shù)器計(jì)量常數(shù)為量常數(shù)為100imp/Kw,可求得工作于額定狀態(tài)時(shí)可求得工作于額定狀態(tài)時(shí)F1、F2輸輸出的脈沖頻率出的脈沖頻率

41、 第二步求電流通道取樣電壓第二步求電流通道取樣電壓 ：通常不能讓取樣電壓超通常不能讓取樣電壓超過允許值，過允許值，ADE7752的允許有效值為的允許有效值為176mV，取樣電壓，取樣電壓取允許值的一半取允許值的一半88mV，若負(fù)載電流為，若負(fù)載電流為100A，互感器變，互感器變比為比為2500:1，二次繞組電流為，二次繞組電流為100/2500，可求得二次繞，可求得二次繞組應(yīng)接的負(fù)載電阻為組應(yīng)接的負(fù)載電阻為2.2 ，即，即（100/2500）2.2 =0.088V。1UHz833. 1Hz3600100661Ff電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工

42、程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第三步第三步 求電壓取樣電路的電壓值：求電壓取樣電路的電壓值：設(shè)基準(zhǔn)電壓為設(shè)基準(zhǔn)電壓為2.5V，按，按ASDE7752產(chǎn)品目錄提供的產(chǎn)品目錄提供的 328. 6 ） 01110(07.39 15 . 112125 . 1流通道取樣電壓為以上第二步求出的電式中可求得時(shí)UfUUfU、SCF、SSfREFF 第四步根據(jù)取樣電壓第四步根據(jù)取樣電壓 選擇電壓互感器選擇電壓互感器：或或與分壓電阻結(jié)合取得。與分壓電阻結(jié)合取得。2U 外接電路計(jì)算外接電路計(jì)算電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第十節(jié)第十節(jié) 電子式單相復(fù)費(fèi)

43、率電能表電子式單相復(fù)費(fèi)率電能表 利用微處理器設(shè)置不同時(shí)段的起止時(shí)間，然后按不利用微處理器設(shè)置不同時(shí)段的起止時(shí)間，然后按不同時(shí)段測量用電量，存入不同的內(nèi)存單元，供顯示或同時(shí)段測量用電量，存入不同的內(nèi)存單元，供顯示或抄錄。下圖是抄錄。下圖是DDSF111型復(fù)費(fèi)率電能表的結(jié)構(gòu)示意圖。型復(fù)費(fèi)率電能表的結(jié)構(gòu)示意圖。電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 一、時(shí)鐘電路一、時(shí)鐘電路 復(fù)費(fèi)率電能表利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片復(fù)費(fèi)率電能表利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片RTC4553A提供實(shí)時(shí)時(shí)提供實(shí)時(shí)時(shí)間，包括年、月、日、時(shí)、分、秒，作為分時(shí)計(jì)費(fèi)的時(shí)間間，包括年、月、日、

44、時(shí)、分、秒，作為分時(shí)計(jì)費(fèi)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。圖標(biāo)準(zhǔn)。圖3-43為為RTC4553內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 二、電能計(jì)量電路二、電能計(jì)量電路電流信號(hào)接VIN、VIP端ADE7755作為計(jì)量芯片電壓信號(hào)接V2N、V2P端消耗功率轉(zhuǎn)換的低頻脈沖校驗(yàn)用高頻脈沖電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 控制電路由控制電路由單片機(jī)單片機(jī)MC68HC05L16及相關(guān)外圍及相關(guān)外圍電路包括液電路包括液晶顯示器、晶顯示器、通信接口和通信接口和檢

45、測電路等檢測電路等組成。組成。三、控制電路三、控制電路電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué) 控制電路的外圍部件控制電路的外圍部件 1液晶顯示器液晶顯示器 顯示器有顯示器有33個(gè)顯示電極和個(gè)顯示電極和4個(gè)背電極，連接個(gè)背電極，連接到單片機(jī)到單片機(jī)MC68HC05L16的的FP、BP有關(guān)引腳，有關(guān)引腳，并通過紅外開關(guān)控制翻頁，依次顯示并通過紅外開關(guān)控制翻頁，依次顯示42種不同種不同的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。 2通信接口通信接口 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過485通信接口向電能表要設(shè)置通信接口向電能表要設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，或從電能表取出數(shù)據(jù)。運(yùn)行參

46、數(shù)，或從電能表取出數(shù)據(jù)。返回本章首頁電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù) 第三章第三章 功率和電能的測量功率和電能的測量南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第十一節(jié)第十一節(jié) 集中抄表與電子式集中抄表與電子式IC卡預(yù)付費(fèi)電能表卡預(yù)付費(fèi)電能表一、集中抄表與電能表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送的幾種方式一、集中抄表與電能表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送的幾種方式 1.紅外傳輸方式：用戶電能表通過紅外輸出信號(hào)接口，紅外傳輸方式：用戶電能表通過紅外輸出信號(hào)接口，向抄表者傳送表內(nèi)數(shù)據(jù)。向抄表者傳送表內(nèi)數(shù)據(jù)。 2.利用利用RS485串口的傳輸方式：用戶電能表通過串口的傳輸方式：用戶電能表通過RS485串口將表內(nèi)數(shù)據(jù)送抄表中心。串口將表內(nèi)數(shù)據(jù)送抄表中心。 3.利用電力線或有線電視網(wǎng)