电能表与互感器学习教案

会计学1电能表与互感器电能表与互感器第一页，共41页。电能计量装置的主要部件：电能计量装置的主要部件：计量用电流计量用电流(dinli)互感器、电压互感器；互感器、电压互感器；电能表；电能表；互感器与电能表之间的二次回路。互感器与电能表之间的二次回路。电能计量装置的附属部件：电能计量装置的附属部件：试验接线盒；试验接线盒； 失压断流计时仪；失压断流计时仪；铅封；铅封； 电能计量箱电能计量箱 (柜柜) ; 电能量集抄设备。电能量集抄设备。第1页/共41页第二页，共41页。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 线线三元件表。三元件表。按电能种类，分为有功电能表、无功电能表、直流电能表。按电能种类，分为有功电能表、无功电能表、直流电能表。按电压等级，分为高压表、低压表两种。按电压等级，分为高压表、低压表两种。按电流测量按电流测量(cling)范围，分为直通表和经电流互感器接入两种范围，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。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。电能表。按测量按测量(cling)功能，可分为分时计费（复费率）电能表、最大功能，可分为分时计费（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。需量电能表、预付费电能表、集抄电能表、多功能电能表。电能表分类电能表分类(fn li)第2页/共41页第三页，共41页。5-1 单相单相(dn xin)感应系电能表感应系电能表感应感应(gnyng)系系电能表电能表的结构的结构第3页/共41页第四页，共41页。 1、驱动元件：产生转动力矩的元件。、驱动元件：产生转动力矩的元件。 包括包括(boku)电流电磁铁和电压电磁铁。电流电磁铁和电压电磁铁。 电流电磁铁由电流电磁铁由“U”字形铁心和电流线圈（导线粗，匝数少）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。组成，电流线圈与负载串联，通过负载电流。 电压电磁铁由横电压电磁铁由横“日日”字形铁心和电压线圈（导线细，匝数多）组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（电感性很强），承受负载电压，始终带电成，电压线圈与负载并联（电感性很强），承受负载电压，始终带电。第4页/共41页第五页，共41页。 2、转动元件：由铝制园盘和转轴组成。、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，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。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、制动元件：产生反作用力矩的元件。是一个永久磁铁。、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，该感应电流应电流，该感应电流(gnyng din li)和永久磁铁的磁场相互作用，产生反作用和永久磁铁的磁场相互作用，产生反作用力矩。力矩。 4、积算机构：用来计算铝盘的转数并将转数变换为被测、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。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。常称为计度器。 第5页/共41页第六页，共41页。G-蜗杆；蜗杆；A-蜗轮；蜗轮；B、D-主动轮主动轮(dngln)；C、E-从动轮从动轮(dngln)；14-横轴；横轴；5-进位轮；进位轮；6-长齿；长齿；7-短齿；短齿；8-梢齿；梢齿；9-槽齿；槽齿；10-转轴转轴铝盘转动原理铝盘转动原理第6页/共41页第七页，共41页。sinuiQKMPkUIKKMuiQcossin2TTtKnPCPKh第7页/共41页第八页，共41页。直接接入式图经互感器接入式图注：P72 图5-2 有错误(cuw)第8页/共41页第九页，共41页。5-5 仪用互感器仪用互感器第9页/共41页第十页，共41页。1221eIeINKIN一次额定电流值额定变比：二次额定电流值第10页/共41页第十一页，共41页。第11页/共41页第十二页，共41页。第12页/共41页第十三页，共41页。 4、电流互感器运行中二次不允许开路。、电流互感器运行中二次不允许开路。 5、电流互感器接线必须按减极性连接、电流互感器接线必须按减极性连接(linji)。 6、高压电流互感器、高压电流互感器K2端要可靠接地。端要可靠接地。 第13页/共41页第十四页，共41页。第14页/共41页第十五页，共41页。1122eUeUNKUN 额定变比：一次额定电压值二次额定电压值第15页/共41页第十六页，共41页。第16页/共41页第十七页，共41页。第17页/共41页第十八页，共41页。222UUrIUU I、II类用于贸易类用于贸易(moy)结算的电能计量装置中的电压互感器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二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2；其它；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定二次电压的0.5。 第18页/共41页第十九页，共41页。 电压互感器运行中电压互感器运行中二次侧严禁短路二次侧严禁短路(dunl)。 按要求的相序接线。按要求的相序接线。 二次侧须可靠接地。二次侧须可靠接地。 第19页/共41页第二十页，共41页。(a)三相(sn xin)三线两元件表 三相(sn xin)三线制计量 (b) 三相四线三元件(yunjin)表 三相四线制计量5-2 三相有功电能表三相有功电能表第20页/共41页第二十一页，共41页。与与计计量量单单元元接接口口电压电压(diny)监控监控时钟时钟(shzhng)数据数据存储器存储器时钟时钟电池电池负荷曲线负荷曲线存储器存储器LED报警报警电子狗电子狗按钮按钮参数参数存储器存储器抄表电池抄表电池备份数据备份数据存储器存储器LCD显示器显示器RS485通讯接口通讯接口检测输出检测输出监控输出监控输出脉冲输出脉冲输出吸附红外通讯接口吸附红外通讯接口远红外通讯接口远红外通讯接口主数据处理器主数据处理器SPI管理单元管理单元第21页/共41页第二十二页，共41页。原理图原理图 相量图相量图abCcaabcbc A cbUcIabUaI第22页/共41页第二十三页，共41页。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页/共41页第二十四页，共41页。低压三相低压三相(sn xin)三线有功电能测量三线有功电能测量第24页/共41页第二十五页，共41页。-经互感器接入式经互感器接入式 主要用途：必须同主要用途：必须同时配接电压互感器和时配接电压互感器和电流互感器，计量电流互感器，计量35KV35KV、 10KV 10KV高压供电高压供电的大容量电力用户的的大容量电力用户的用电量。用电量。 接线方式：两个电接线方式：两个电流互感器四线连接流互感器四线连接(linji) (linji) ，有各自，有各自独立的二次回路；两独立的二次回路；两个电压互感器个电压互感器V/VV/V连接连接(linji) (linji) 。 三相三线有功电能表的现场三相三线有功电能表的现场(xinchng)接线接线 第25页/共41页第二十六页，共41页。原理图、相量图及计算原理图、相量图及计算(j sun)(j sun)式式CPPcos3cosaaabbbCCPU I cosU I cosU IU Iabcacb 二、三相四线有功二、三相四线有功(yu n)电能表电能表的接线方式的接线方式 c,cUUUabIIIab第26页/共41页第二十七页，共41页。低压经低压经TATA接入的标准接线，三个接入的标准接线，三个TATA六线连接六线连接(linji)(linji)，电流、电压线各自独，电流、电压线各自独立。立。 低压低压(dy)直通表直通表接线图接线图 三相三相(sn xin)四线电能表的现四线电能表的现场接线方式场接线方式 第27页/共41页第二十八页，共41页。电流电流(dinli)(dinli)互感器互感器二次通过实验二次通过实验接线盒接线接线盒接线第28页/共41页第二十九页，共41页。用于用于110kV110kV及以上高电压等级及以上高电压等级(dngj)(dngj)的的大电流接地系统，电压互感器采用大电流接地系统，电压互感器采用YNynYNyn接接线。线。 第29页/共41页第三十页，共41页。1 1、三相三线无功、三相三线无功(w n)(w n)电能表的原理图、相量图及电能表的原理图、相量图及计算式计算式abcbcacaca c 6060ubc uacca5-3 三相三相(sn xin)无功电能无功电能表表60UUbcacIIac内相角sin(150)sin(210)3sinQUIMKKU Ik Q 线 线第30页/共41页第三十一页，共41页。三相三线 内相角无功电能表 60三相三线无功电能表电压三相三线无功电能表电压(diny) 线圈串联电阻的原因线圈串联电阻的原因在感应式电能表电压线在感应式电能表电压线圈的首端串联一个附加圈的首端串联一个附加电阻电阻R，使电压线圈的，使电压线圈的电阻成分增加，电压线电阻成分增加，电压线圈的阻抗角从原来的圈的阻抗角从原来的 ， 仅仅 滞后滞后 ，而而 又与又与 同相，同相，所以所以 滞后相应的电滞后相应的电压压 （这个角度称（这个角度称为内相角）。为内相角）。 uIU9060减少为 u60uIuU60第31页/共41页第三十二页，共41页。三相三相(sn xin)三线无功电能表的三线无功电能表的现场接线现场接线第32页/共41页第三十三页，共41页。booocos(90cos(90cos(90bcaacabbabccPU I-)+U I-)+U I-)aba bcbCCaaC 2 2、三相、三相(sn xin)(sn xin)四线无功电能表的原理图、相量图及四线无功电能表的原理图、相量图及计算式计算式,90UUUabbccaIIIcab跨相接线第33页/共41页第三十四页，共41页。低压低压(dy)(dy)直接接直接接入入 三相四线无功(w n)电能表的现场接线图 低压低压(dy)(dy)采用采用TATA接入接入 第34页/共41页第三十五页，共41页。类别代号类别代号组别代号组别代号结构代号结构代号功能代号功能代号设计序号设计序号辅助说明辅助说明D-电能表电能表D-单相单相S -全电子式全电子式Y-预付费预付费阿拉伯数字阿拉伯数字字母或数字字母或数字S-三相三线三相三线F-复费率复费率(厂家代号厂家代号) （附加标注）（附加标注）T-三相四线三相四线D-多功能多功能B-标准电能表标准电能表I-载波抄表载波抄表Z-最大需量最大需量X-无功电能无功电能5-4 电能表的使用电能表的使用(shyng)第35页/共41页第三十六页，共41页。 （b）全电子(dinz)电能表 （a）机电(jdin)一体化电能表 电能表的铭牌电能表的铭牌(mngpi)示例示例第36页/共41页第三十七页，共41页。IbImax 直接接入式电能表的标定电流，应按正常运行负荷直接接入式电能表的标定电流，应按正常运行负荷(fh)电电流的流的30%选择；经选择；经TA接入的电能表，其标定电流不宜超过电流接入的电能表，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，其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的额定二次电流的120。电流互感器额定二次电流为。电流互感器额定二次电流为5A和和1A时时,电能表的额定电流分别选择电能表的额定电流分别选择1.5（6）A 和和0.3（1.2）A 。 电压额定值，单相表为电压额定值，单相表为220V；低压三相表为；低压三相表为3220V380V；高压三相表为；高压三相表为3100V或或3100/V。第37页/共41页第三十八页，共41页。电能表常数电能表常数(chngsh)和脉冲常数和脉冲常数(chngsh) 电能表常数用A表示(也有用(yu yn)C表示的)，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，其中“r”表示转盘转的“圈”数，电能表常数在这里的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于转盘转400圈。 脉冲常数出现在全电子电能表或机电一体化电能表的铭牌上，它是脉冲常数出现在全电子电能表或机电一体化电能表的铭牌上，它是电能表数字显示的电能数和对应的脉冲数之间的比例电能表数字显示的电能数和对应的脉冲数之间的比例(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“多少个脉冲多少个脉冲”。电子式电。电子式电能表的面板上有个发光二极管，随着用户用电，它不停闪烁着耀眼的红能表的面板上有个发光二极管，随着用户用电，它不停闪烁着耀眼的红光，每闪一次代表一个脉冲形成，相当于感应式电能表的铝盘转一圈，光，每闪一次代表一个脉冲形成，相当于感应式电能表的铝盘转一圈，用电功率越大闪烁速度越快。用电功率越大闪烁速度越快。 铭牌上的铭牌上的A是理论标称值，若电能表有误差，其实际运行时每是理论标称值，若电能表有误差，其实际运行时每kWh对对应的圈数应的圈数A0与标称值不符，与标称值不符， A0称为实际电能表常数。校准电能表时称为实际电能表常数。校准电能表时要将实际电能表常数要将实际电能表常数A0调到与标称值调到与标称值A一致。一致。第38页/共41页第三十九页，共41页。 r（）= 100%WWW其中其中 W 为被检表显示的电能数；为被检表显示的电能数； W 为标准表显示的电能数，认为是实际电能为标准表显示的电能数，认为是实际电能数。数。例如例如 级，表明该电能表在按检定规程检验其误差时，其级，表明该电能表在按检定规程检验其误差时，其百分比误差百分比误差r()的绝对值不允许超过的绝对值不允许超过2.0。即。即若电能表在各负荷电流测试点均能使上式成立，则该表合格若电能表在各负荷电流测试点均能使上式成立，则该表合格。1002.0WWrW 第39页/共41页第四十页，共41页。课堂作业课堂作业:1、如何选择家用电能表？、如何选择家用电能表？2、画出三相三线、三相四线有功及无、画出三相三线、三相四线有功及无功电能功电能 表的现场接线图。表的现场接线图。3、电能计量、电能计量(jling)装置的作用是什么装置的作用是什么？其中互感器的作用是什么？其中互感器的作用是什么？4、感应式电能表由哪几部分组成？各、感应式电能表由哪几部分组成？各部分作用是什么？部分作用是什么？第40页/共41页第四十一页，共41页。