電工儀表與測(cè)量第7章-課件

第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第七章電能的測(cè)量第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第七章電能的測(cè)量1第一節(jié)感應(yīng)系電能表第一節(jié)感應(yīng)系電能表2一、感應(yīng)系電能表的結(jié)構(gòu)一、感應(yīng)系電能表的結(jié)構(gòu)3感應(yīng)系電能表的主要組成部分有：驅(qū)動(dòng)元件用來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)動(dòng)元件由鋁盤(pán)和轉(zhuǎn)軸組成。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)元件由永久磁鐵組成。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（也稱積算機(jī)構(gòu)）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。它包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪、滾輪以及計(jì)數(shù)器等。電能表最終通過(guò)計(jì)數(shù)器直接顯示出被測(cè)電能的數(shù)值。感應(yīng)系電能表的主要組成部分有：4

計(jì)度器的結(jié)構(gòu)

計(jì)度器的結(jié)構(gòu)5感應(yīng)系電能表的鐵心結(jié)構(gòu)感應(yīng)系電能表的鐵心結(jié)構(gòu)6電能表的電路和磁路

電能表的電路和磁路7單相感應(yīng)系電能表的原理接線圖與功率表相似，不同之處是電能表的電壓線圈沒(méi)有串聯(lián)分壓電阻。二、感應(yīng)系電能表的工作原理單相感應(yīng)系電能表的原理接線圖與功率表相似，不同之處是電能表的8二、感應(yīng)系電能表的工作原理電能表各電流、電壓及磁通的關(guān)系二、感應(yīng)系電能表的工作原理電能表各電流、電壓及磁通的關(guān)系9鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生10在t1時(shí)刻，由于iA和iU的變化，在鋁盤(pán)中感應(yīng)出渦流，而各渦流在磁通作用下都產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)力矩，使得鋁盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。鋁盤(pán)所受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的方向，總是由相位超前磁通ΦA(chǔ)指向相位滯后磁通ΦU?？梢宰C明，鋁盤(pán)所受平均轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與負(fù)載的有功功率成正比，即Mp＝C1P＝C1UIcosφ在t1時(shí)刻，由于iA和iU的變化，在11鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)與被測(cè)電能的關(guān)系當(dāng)負(fù)載功率一定時(shí)，鋁盤(pán)所受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不變。但是，鋁盤(pán)若只受到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用，鋁盤(pán)將會(huì)不斷地加速運(yùn)動(dòng)，以至無(wú)法正確計(jì)量電能。為了使鋁盤(pán)在一定負(fù)載功率下以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能正確反映電能的大小，必須在鋁盤(pán)上加制動(dòng)力矩，鋁盤(pán)所受制動(dòng)力矩隨鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速的增加而增大，即Mz＝Kn。當(dāng)制動(dòng)力矩Mz增大到與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩Mp相等時(shí)，Mp＝Mz，鋁盤(pán)就勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)與被測(cè)電能的關(guān)系當(dāng)負(fù)載功率一定時(shí)，鋁盤(pán)所受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不12將上面兩個(gè)式子整理，得C1P＝Kn鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速

可見(jiàn)，鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)速n與負(fù)載有功功率P成正比。將上面兩個(gè)式子整理，得C1P＝Kn13將兩邊同乘以t得nt＝CPt,式中nt是電能表在時(shí)間t內(nèi)鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，用N表示；Pt是負(fù)載在時(shí)間t內(nèi)所消耗的電能，用E表示，則N=CE在時(shí)間t內(nèi)，電能表的鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)與這段時(shí)間內(nèi)負(fù)載消耗的電能成正比。因此，可以通過(guò)計(jì)度器自動(dòng)累計(jì)鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，由計(jì)數(shù)器顯示出被測(cè)電能的大小。由上式可求出電能表常數(shù)(r/kW·h)將兩邊同乘以t得nt＝CPt,式中14制動(dòng)力矩的產(chǎn)生

制動(dòng)力矩的產(chǎn)生15三、單相電能表的接線

單相電能表的接線應(yīng)遵從發(fā)電機(jī)端守則，即電能表的電流線圈與負(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。三、單相電能表的接線單相電能表的接線應(yīng)遵從發(fā)電機(jī)端守則，即16單相電能表的接線方法單相電能表的接線方法17思考與練習(xí)比較電能表和功率表的異同。感應(yīng)系電能表由哪幾個(gè)部分組成?各自的作用如何?說(shuō)明電能表常數(shù)的意義。畫(huà)出單相電能表的接線圖。返回章目錄思考與練習(xí)比較電能表和功率表的異同。返回章目錄18第二節(jié)電子式電能表第二節(jié)電子式電能表19一、單相電子式電能表的組成及工作原理

電子式電能表原理方框圖一、單相電子式電能表的組成及工作原理電子式電能表原理方框圖20電子式電能表各組成部分的作用1.輸入變換電路輸入變換電路包括電壓變換器和電流變換器兩部分。作用：將高電壓、大電流變換后送至乘法器。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)應(yīng)分別與輸入的高電壓和大電流成正比。常見(jiàn)的輸入變換電路有精密電阻分流分壓和儀用互感器兩種。

電子式電能表各組成部分的作用1.輸入變換電路21乘法器乘法器是電子式電能表的核心，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)。乘法器的輸出信號(hào)與兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積成正比。乘法器乘法器是電子式電能表的核心，是一種能將兩個(gè)互不相關(guān)的模22U／f轉(zhuǎn)換器U／f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。在模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換中，U／f轉(zhuǎn)換器是常用的一種電子電路。

U／f轉(zhuǎn)換器U／f轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入電壓（電流）轉(zhuǎn)換成23計(jì)度器包括計(jì)數(shù)器和顯示部分。計(jì)數(shù)器可將由U／f轉(zhuǎn)換器輸出的脈沖加以計(jì)數(shù)，然后送至顯示電路顯示。全電子式電能表的顯示部分通常采用液晶顯示器進(jìn)行計(jì)度。由于取消了感應(yīng)式電能表的儀表轉(zhuǎn)盤(pán)，故也稱之為靜止式電能表。目前電子式電能表也有不少采用步進(jìn)電機(jī)式的機(jī)械計(jì)度器。計(jì)度器包括計(jì)數(shù)器和顯示部分。計(jì)數(shù)器可將由U／f轉(zhuǎn)換器輸出的24DDS673型系列電子式電能表DDS673型系列電子式電能表25二、單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表的用途是計(jì)量額定頻率為50Hz的交流單相有功電能并實(shí)現(xiàn)電量預(yù)購(gòu)功能。供電部門(mén)可通過(guò)計(jì)算機(jī)售電管理系統(tǒng)對(duì)用戶預(yù)購(gòu)電量、預(yù)置等，并經(jīng)電卡傳遞給電能表。該電能表具有自動(dòng)計(jì)算用戶消耗電量、停電時(shí)表內(nèi)數(shù)據(jù)自動(dòng)保護(hù)、電能表具有最大負(fù)荷控制功能。二、單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡26單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表采用六位計(jì)度器顯示總消耗電量。電卡作媒介，由供電部門(mén)設(shè)置密碼，保證了用戶電卡只能自己使用而不能換用，電卡可反復(fù)使用達(dá)一千次以上。單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表的準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)。額定電壓220V，額定電流有2(10)、5(25)、10(50)、20(100)A等多種規(guī)格。單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表采用六位計(jì)度器顯示總消耗電量27單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的工作原理由分壓器完成電壓取樣，由取樣電阻完成電流取樣。取樣后的電壓電流信號(hào)由乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)。經(jīng)U／f變換后，由步進(jìn)電機(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)。用戶需在供電部門(mén)交款購(gòu)電，所購(gòu)電量在售電機(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。當(dāng)所購(gòu)電量用完后，表內(nèi)繼電器將自動(dòng)切斷供電回路。單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的工作原理由分壓器完成電壓取樣，由取樣28單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的安裝方法電能表在出廠前經(jīng)檢驗(yàn)合格并加以鉛封，即可安裝使用。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℃，相對(duì)濕度不超過(guò)85％，且周圍空氣中無(wú)腐蝕性氣體。電能表應(yīng)按照接線圖接線，最好用銅線引入。單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的安裝方法電能表在出廠前經(jīng)檢驗(yàn)合格并加29單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的外形IC卡插座接線盒計(jì)度器數(shù)碼管單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的外形IC卡插座接線盒計(jì)度器數(shù)碼管30單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表使用方法用戶到指定地點(diǎn)購(gòu)電后，將購(gòu)電后的電卡插入電表，保持5s后方可拔出電卡，即可用電。在用戶拔下電卡約30s后，電表進(jìn)入隱顯狀態(tài)。當(dāng)電表電量小于10kW·h時(shí)，電表由隱顯變?yōu)槌ｏ@狀態(tài)，提醒用戶電量已剩余不多。當(dāng)用戶電量剩至5kW·h時(shí)，電能表斷電報(bào)警，再次提醒用戶及時(shí)購(gòu)電，此時(shí)用戶將電卡重新插入表內(nèi)一次，可繼續(xù)使用5kW·h電量。單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表使用方法用戶到指定地點(diǎn)購(gòu)電后，將購(gòu)電后31思考與練習(xí)電子式電能表的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？電子式電能表由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？簡(jiǎn)述電子式電能表的工作原理。返回章目錄思考與練習(xí)電子式電能表的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？返回章目錄32第三節(jié)三相有功電能的測(cè)量第三節(jié)三相有功電能的測(cè)量33電能表和功率表在測(cè)量負(fù)載功率這一點(diǎn)上是完全相同的，只不過(guò)電能的測(cè)量還需增加計(jì)度器，以計(jì)算功率的使用時(shí)間。因此，對(duì)三相電路有功功率測(cè)量的各種方法和理論，同樣適用于三相有功電能的測(cè)量。生產(chǎn)實(shí)際中的三相電能測(cè)量，一般都采用三相電能表。三相電能表是根據(jù)兩表法或三表法的原理，把兩個(gè)或三個(gè)單相電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)組合在一只表殼內(nèi)。電能表和功率表在測(cè)量負(fù)載功率這一點(diǎn)上是完全相同的，只不過(guò)電能34一、三相三線有功電能表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)矩等于兩組元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)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電能的數(shù)值。一、三相三線有功電能表三相三線電能表由兩只單相電能表的測(cè)量機(jī)35三相三線電能表三相三線電能表36三相三線電能表的接線方法與兩表法測(cè)量功率的接線方法相同。按規(guī)定，對(duì)低壓供電線路，其負(fù)荷電流為80A及以下時(shí)，宜采用直接接入式電能表。若負(fù)荷電流為80A以上時(shí)，宜采用經(jīng)電流互感器接入式電能表。三相三線電能表的接線方法與兩表法測(cè)量功率的接線方法相同。按規(guī)37二、三相四線有功電能表三相四線電能表由三只單相電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)組合而成。目前常見(jiàn)的DT862型三相四線有功電能表的外形與三相三線有功電能表的外形完全一樣。當(dāng)負(fù)載電流為80A以上時(shí)，也應(yīng)配以電流互感器使用。二、三相四線有功電能表三相四線電能表由三只單相電能表的測(cè)量機(jī)38思考與練習(xí)三相三線電能表如何組成？適用于哪些場(chǎng)合？畫(huà)出三相三線電能表接線圖。三相四線電能表如何組成？適用于哪些場(chǎng)合？畫(huà)出三相四線電能表配合電流互感器的接線圖。返回章目錄思考與練習(xí)三相三線電能表如何組成？適用于哪些場(chǎng)合？返回章目錄39第四節(jié)電能表的使用第四節(jié)電能表的使用40正確選擇量程選擇電能表量程時(shí)，應(yīng)使電能表額定電壓與負(fù)載額定電壓相符，電能表額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的最大電流。正確選擇量程選擇電能表量程時(shí)，應(yīng)使電能表額定電壓與負(fù)載額定電41要正確接線電能表的接線和功率表一樣，必須遵守發(fā)電機(jī)端守則。通常情況下，電能表的發(fā)電機(jī)端已在內(nèi)部接好，接線圖印在端鈕盒蓋的里面。使用時(shí)，只要按照接線圖進(jìn)行接線，一般不會(huì)發(fā)生鋁盤(pán)反轉(zhuǎn)的情況。要正確接線電能表的接線和功率表一樣，必須遵守發(fā)電機(jī)端守則。通42接線正確鋁盤(pán)仍反轉(zhuǎn)的原因1．裝在雙側(cè)電源聯(lián)絡(luò)盤(pán)上的電能表，當(dāng)一段母線向另一段母線輸出電能改變?yōu)榱硪欢文妇€向這段母線輸出電能時(shí)。2．用兩只單相電能表測(cè)量三相三線有功負(fù)載，當(dāng)cosj<0.5時(shí)，其中一只電能表也會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。接線正確鋁盤(pán)仍反轉(zhuǎn)的原因1．裝在雙側(cè)電源聯(lián)絡(luò)盤(pán)上的電能表，當(dāng)43電能表在通過(guò)儀用互感器接入電路時(shí)，必須注意互感器接線端的極性，以便使電能表的接線仍能滿足發(fā)電機(jī)端守則。三相有功電能表和無(wú)功電能表與儀用互感器的聯(lián)合接線電能表在通過(guò)儀用互感器接入電路時(shí)，必須注意互感器接線端的極性44電能表的讀數(shù)對(duì)直接接入電路的電能表，以及與所標(biāo)明的互感器配套使用的電能表，都可以直接從電能表上讀取被測(cè)電能。當(dāng)電能表上標(biāo)有“10×kW·h”，或“100×kW·h”字樣時(shí)，應(yīng)將表的讀數(shù)乘以10或100倍，才是被測(cè)電能的實(shí)際值。電能表的讀數(shù)對(duì)直接接入電路的電能表，以及與所標(biāo)明的互感器配套45當(dāng)配套使用的互感器變比和電能表標(biāo)明的不同時(shí)，則必須將電能表的讀數(shù)進(jìn)行換算后，才能求得被測(cè)電能實(shí)際值。例如，電能表上標(biāo)明互感器的變比是10000／100V，100／5A，而實(shí)際使用的互感器變比是10000／100V，50／5A，此時(shí)應(yīng)將電能表的讀數(shù)除以2，才是被測(cè)電能的實(shí)際值。當(dāng)配套使用的互感器變比和電能表標(biāo)明的不同時(shí)，則必須將電能表的46電能表的安裝要求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。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)（表水平中心線距地面尺寸）。電能表的安裝要求通常要求電能表與配電裝置裝在一處。安裝電能表47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。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。電能表安裝要牢固垂直。每只表除掛表螺絲外，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1°，否則會(huì)影響電能表的準(zhǔn)確度。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。48思考與練習(xí)安裝電能表時(shí)須注意哪些問(wèn)題？有一電能表，電能表常數(shù)為2000r／kW·h，月初讀數(shù)為308kW·h，月底為529kW·h，如果每一kW·h電費(fèi)為0.50元，求這個(gè)月的電費(fèi)和電能表鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)各為多少?一配有變比為50／5A電流互感器的單相有功電能表，4月初的讀數(shù)為5136kW·h，5月初的讀數(shù)變?yōu)?548kW·h，在這一個(gè)月里，該用戶共消耗多少kW·h電?返回章目錄思考與練習(xí)安裝電能表時(shí)須注意哪些問(wèn)題？返回章目錄49第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第七章電能的測(cè)量第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第七章電能的測(cè)量50第一節(jié)感應(yīng)系電能表第一節(jié)感應(yīng)系電能表51一、感應(yīng)系電能表的結(jié)構(gòu)一、感應(yīng)系電能表的結(jié)構(gòu)52感應(yīng)系電能表的主要組成部分有：驅(qū)動(dòng)元件用來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)動(dòng)元件由鋁盤(pán)和轉(zhuǎn)軸組成。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)元件由永久磁鐵組成。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（也稱積算機(jī)構(gòu)）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。它包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪、滾輪以及計(jì)數(shù)器等。電能表最終通過(guò)計(jì)數(shù)器直接顯示出被測(cè)電能的數(shù)值。感應(yīng)系電能表的主要組成部分有：53

計(jì)度器的結(jié)構(gòu)

計(jì)度器的結(jié)構(gòu)54感應(yīng)系電能表的鐵心結(jié)構(gòu)感應(yīng)系電能表的鐵心結(jié)構(gòu)55電能表的電路和磁路

電能表的電路和磁路56單相感應(yīng)系電能表的原理接線圖與功率表相似，不同之處是電能表的電壓線圈沒(méi)有串聯(lián)分壓電阻。二、感應(yīng)系電能表的工作原理單相感應(yīng)系電能表的原理接線圖與功率表相似，不同之處是電能表的57二、感應(yīng)系電能表的工作原理電能表各電流、電壓及磁通的關(guān)系二、感應(yīng)系電能表的工作原理電能表各電流、電壓及磁通的關(guān)系58鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的產(chǎn)生59在t1時(shí)刻，由于iA和iU的變化，在鋁盤(pán)中感應(yīng)出渦流，而各渦流在磁通作用下都產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)力矩，使得鋁盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。鋁盤(pán)所受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的方向，總是由相位超前磁通ΦA(chǔ)指向相位滯后磁通ΦU?？梢宰C明，鋁盤(pán)所受平均轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與負(fù)載的有功功率成正比，即Mp＝C1P＝C1UIcosφ在t1時(shí)刻，由于iA和iU的變化，在60鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)與被測(cè)電能的關(guān)系當(dāng)負(fù)載功率一定時(shí)，鋁盤(pán)所受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不變。但是，鋁盤(pán)若只受到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用，鋁盤(pán)將會(huì)不斷地加速運(yùn)動(dòng)，以至無(wú)法正確計(jì)量電能。為了使鋁盤(pán)在一定負(fù)載功率下以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能正確反映電能的大小，必須在鋁盤(pán)上加制動(dòng)力矩，鋁盤(pán)所受制動(dòng)力矩隨鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速的增加而增大，即Mz＝Kn。當(dāng)制動(dòng)力矩Mz增大到與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩Mp相等時(shí)，Mp＝Mz，鋁盤(pán)就勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)與被測(cè)電能的關(guān)系當(dāng)負(fù)載功率一定時(shí)，鋁盤(pán)所受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不61將上面兩個(gè)式子整理，得C1P＝Kn鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速

可見(jiàn)，鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)速n與負(fù)載有功功率P成正比。將上面兩個(gè)式子整理，得C1P＝Kn62將兩邊同乘以t得nt＝CPt,式中nt是電能表在時(shí)間t內(nèi)鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，用N表示；Pt是負(fù)載在時(shí)間t內(nèi)所消耗的電能，用E表示，則N=CE在時(shí)間t內(nèi)，電能表的鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)與這段時(shí)間內(nèi)負(fù)載消耗的電能成正比。因此，可以通過(guò)計(jì)度器自動(dòng)累計(jì)鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，由計(jì)數(shù)器顯示出被測(cè)電能的大小。由上式可求出電能表常數(shù)(r/kW·h)將兩邊同乘以t得nt＝CPt,式中63制動(dòng)力矩的產(chǎn)生

制動(dòng)力矩的產(chǎn)生64三、單相電能表的接線

單相電能表的接線應(yīng)遵從發(fā)電機(jī)端守則，即電能表的電流線圈與負(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。三、單相電能表的接線單相電能表的接線應(yīng)遵從發(fā)電機(jī)端守則，即65單相電能表的接線方法單相電能表的接線方法66思考與練習(xí)比較電能表和功率表的異同。感應(yīng)系電能表由哪幾個(gè)部分組成?各自的作用如何?說(shuō)明電能表常數(shù)的意義。畫(huà)出單相電能表的接線圖。返回章目錄思考與練習(xí)比較電能表和功率表的異同。返回章目錄67第二節(jié)電子式電能表第二節(jié)電子式電能表68一、單相電子式電能表的組成及工作原理

電子式電能表原理方框圖一、單相電子式電能表的組成及工作原理電子式電能表原理方框圖69電子式電能表各組成部分的作用1.輸入變換電路輸入變換電路包括電壓變換器和電流變換器兩部分。作用：將高電壓、大電流變換后送至乘法器。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)應(yīng)分別與輸入的高電壓和大電流成正比。常見(jiàn)的輸入變換電路有精密電阻分流分壓和儀用互感器兩種。

電子式電能表各組成部分的作用1.輸入變換電路70乘法器乘法器是電子式電能表的核心，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)。乘法器的輸出信號(hào)與兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積成正比。乘法器乘法器是電子式電能表的核心，是一種能將兩個(gè)互不相關(guān)的模71U／f轉(zhuǎn)換器U／f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。在模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換中，U／f轉(zhuǎn)換器是常用的一種電子電路。

U／f轉(zhuǎn)換器U／f轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入電壓（電流）轉(zhuǎn)換成72計(jì)度器包括計(jì)數(shù)器和顯示部分。計(jì)數(shù)器可將由U／f轉(zhuǎn)換器輸出的脈沖加以計(jì)數(shù)，然后送至顯示電路顯示。全電子式電能表的顯示部分通常采用液晶顯示器進(jìn)行計(jì)度。由于取消了感應(yīng)式電能表的儀表轉(zhuǎn)盤(pán)，故也稱之為靜止式電能表。目前電子式電能表也有不少采用步進(jìn)電機(jī)式的機(jī)械計(jì)度器。計(jì)度器包括計(jì)數(shù)器和顯示部分。計(jì)數(shù)器可將由U／f轉(zhuǎn)換器輸出的73DDS673型系列電子式電能表DDS673型系列電子式電能表74二、單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表的用途是計(jì)量額定頻率為50Hz的交流單相有功電能并實(shí)現(xiàn)電量預(yù)購(gòu)功能。供電部門(mén)可通過(guò)計(jì)算機(jī)售電管理系統(tǒng)對(duì)用戶預(yù)購(gòu)電量、預(yù)置等，并經(jīng)電卡傳遞給電能表。該電能表具有自動(dòng)計(jì)算用戶消耗電量、停電時(shí)表內(nèi)數(shù)據(jù)自動(dòng)保護(hù)、電能表具有最大負(fù)荷控制功能。二、單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡75單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表采用六位計(jì)度器顯示總消耗電量。電卡作媒介，由供電部門(mén)設(shè)置密碼，保證了用戶電卡只能自己使用而不能換用，電卡可反復(fù)使用達(dá)一千次以上。單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表的準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)。額定電壓220V，額定電流有2(10)、5(25)、10(50)、20(100)A等多種規(guī)格。單相電子式預(yù)付費(fèi)（IC卡）電能表采用六位計(jì)度器顯示總消耗電量76單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的工作原理由分壓器完成電壓取樣，由取樣電阻完成電流取樣。取樣后的電壓電流信號(hào)由乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)。經(jīng)U／f變換后，由步進(jìn)電機(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)。用戶需在供電部門(mén)交款購(gòu)電，所購(gòu)電量在售電機(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。當(dāng)所購(gòu)電量用完后，表內(nèi)繼電器將自動(dòng)切斷供電回路。單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的工作原理由分壓器完成電壓取樣，由取樣77單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的安裝方法電能表在出廠前經(jīng)檢驗(yàn)合格并加以鉛封，即可安裝使用。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℃，相對(duì)濕度不超過(guò)85％，且周圍空氣中無(wú)腐蝕性氣體。電能表應(yīng)按照接線圖接線，最好用銅線引入。單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的安裝方法電能表在出廠前經(jīng)檢驗(yàn)合格并加78單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的外形IC卡插座接線盒計(jì)度器數(shù)碼管單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表的外形IC卡插座接線盒計(jì)度器數(shù)碼管79單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表使用方法用戶到指定地點(diǎn)購(gòu)電后，將購(gòu)電后的電卡插入電表，保持5s后方可拔出電卡，即可用電。在用戶拔下電卡約30s后，電表進(jìn)入隱顯狀態(tài)。當(dāng)電表電量小于10kW·h時(shí)，電表由隱顯變?yōu)槌ｏ@狀態(tài)，提醒用戶電量已剩余不多。當(dāng)用戶電量剩至5kW·h時(shí)，電能表斷電報(bào)警，再次提醒用戶及時(shí)購(gòu)電，此時(shí)用戶將電卡重新插入表內(nèi)一次，可繼續(xù)使用5kW·h電量。單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表使用方法用戶到指定地點(diǎn)購(gòu)電后，將購(gòu)電后80思考與練習(xí)電子式電能表的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？電子式電能表由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？簡(jiǎn)述電子式電能表的工作原理。返回章目錄思考與練習(xí)電子式電能表的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？返回章目錄81第三節(jié)三相有功電能的測(cè)量第三節(jié)三相有功電能的測(cè)量82電能表和功率表在測(cè)量負(fù)載功率這一點(diǎn)上是完全相同的，只不過(guò)電能的測(cè)量還需增加計(jì)度器，以計(jì)算功率的使用時(shí)間。因此，對(duì)三相電路有功功率測(cè)量的各種方法和理論，同樣適用于三相有功電能的測(cè)量。生產(chǎn)實(shí)際中的三相電能測(cè)量，一般都采用三相電能表。三相電能表是根據(jù)兩表法或三表法的原理，把兩個(gè)或三個(gè)單相電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)組合在一只表殼內(nèi)。電能表和功率表在測(cè)量負(fù)載功率這一點(diǎn)上是完全相同的，只不過(guò)電能83一、三相三線有功電能表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)矩等于兩組元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)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電能的數(shù)值。一、三相三線有功電能表三相三線電能表由兩只單相電能表的測(cè)量機(jī)84三相三線電能表三相三線電能表85三相三線電能表的接線方法與兩表法測(cè)量功率的接線方法相同。按規(guī)定，對(duì)低壓供電線路，其負(fù)荷電流為80A及以下時(shí)，宜采用直接接入式電能表。若負(fù)荷電流為80A以上時(shí)，宜采用經(jīng)電流互感器接入式電能表。三相三線電能表的接線方法與兩表法測(cè)量功率的接線方法相同。按規(guī)86二、三相四線有功電能表三相四線電能表由三只單相電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)組合而成。目前常見(jiàn)的DT862型三相四線有功電能表的外形與三相三線有功電能表的外形完全一樣。當(dāng)負(fù)載電流為80A以上時(shí)，也應(yīng)配以電流互感器使用。二、三相四線有功電能表三相四線電能表由三只單相電能表的測(cè)量機(jī)87思考與練習(xí)三相三線電能表如何組成？適用于哪些場(chǎng)合？畫(huà)出三相三線電能表接線圖。三相四線電能表如何組成？適用于哪些場(chǎng)合？畫(huà)出三相四線電能表配合電流互感器的接線圖。返回章目錄思考與練習(xí)三相三線電能表如何組成？適用于哪些場(chǎng)合？返回章目錄88第四節(jié)電能表的使用第四節(jié)電能表的使用89正確選擇量程選擇電能表量程時(shí)，應(yīng)使電能表額定電壓與負(fù)載額定電壓相符，電能表額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的最大電流。正確選擇量程選擇電能表量程時(shí)，應(yīng)使電能表額定電壓與負(fù)載額定電90要正確接線電能表的接線和功率表一樣，必須遵守發(fā)電機(jī)端守則。通常情況下，電能表的發(fā)電機(jī)端已在內(nèi)部接好，接線圖印在端鈕盒蓋的里面。使用時(shí)，只要按照接線圖進(jìn)行接線，一般不會(huì)發(fā)生鋁盤(pán)反轉(zhuǎn)的情況。要正確接線電能表的接線和功率表一樣，必須遵守發(fā)電機(jī)端守