电工仪表与测量第五版教案.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 电能的测量,第一节,第二节,第三节,第四节,1/52,7-1,感应系电能表,1.,熟悉单相感应系电能表结构及原理。,2.,掌握单相电能表接线方法。,2/52,一、感应系电能表结构,3/52,感应系电能表主要组成部分有：,驱动元件,用来产生转动力矩。,转动元件,由铝盘和转轴组成。仪表工作时，驱动元件产生转动力矩将驱使铝盘转动。,制动元件,由永久磁铁组成。用来在铝盘转动时产生制动力矩，使铝盘转速与被测功率成正比。,计度器（也称积算机构）,用来计算铝盘转数，实现累计电能目标。它包含安装在转轴上齿轮、滚轮以及计数器等。电能表最终经过计数器直接显示出被测电能数值。,1,、基本结构,4/52,计度器结构,5/52,感应系电能表铁心结构,6/52,2,、电能表电路和磁路,7/52,单相感应系电能表原理接线图与功率表相同，不一样之处是电能表电压线圈没有串联分压电阻。,二、感应系电能表工作原理,8/52,二、感应系电能表工作原理,电能表各电流、电压及磁通关系,9/52,1,、铝盘转动力矩产生,铝盘转动力矩产生,10/52,在,t,1,时刻，因为,i,A,和,i,U,改变，在铝盘中感应出涡流，而各涡流在磁通作用下都产生顺时针方向转动力矩，使得铝盘顺时针转动起来。铝盘所受转动力矩方向，总是由相位超前磁通,A,指向相位滞后磁通,U,。,能够证实，铝盘所受平均转动力矩与负载有功功率成正比，即,M,p,C,1,P,C,1,UI,cos,11/52,2,、铝盘转数与被测电能关系,当负载功率一定时，铝盘所受转动力矩不变。不过，铝盘若只受到转动力矩作用，铝盘将会不停地加速运动，以至无法正确计量电能。,为了使铝盘在一定负载功率下以对应转速匀速转动，能正确反应电能大小，必须在铝盘上加制动力矩，铝盘所受制动力矩随铝盘转速增加而增大，即,M,z,K n,。,当制动力矩,M,z,增大到与转动力矩,M,p,相等时，,M,p,M,z,，铝盘就匀速转动。,12/52,将上面两个式子整理，得,C,1,P,K n,铝盘转速,可见，铝盘转速,n,与负载有功功率,P,成正比。,13/52,将两边同乘以,t,得,nt,CPt,，式中,nt,是电能表在时间,t,内铝盘转数，用,N,表示；,Pt,是负载在时间,t,内所消耗电能，用,E,表示，则,N,=,CE,在时间,t,内，电能表铝盘转数与这段时间内负载消耗电能成正比。所以，能够经过计度器自动累计铝盘转数，由计数器显示出被测电能大小。,由上式可求出电能表常数,(r/kW,h),14/52,制动力矩产生,15/52,三、单相电能表接线,单相电能表接线应遵从发电机端守则，即电能表电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，两线圈发电机端应接电源同一极性端。,16/52,单相电能表接线方法,17/52,思索与练习,比较电能表和功率表异同。,感应系电能表由哪几个部分组成,?,各自作用怎样,?,说明电能表常数意义。,画出单相电能表接线图。,18/52,通常在电能表接线盒盖里面都画有其接线图，使用者只要按照接线图接线即可。,返回章目录,19/52,7-2,电子式电能表,1.,掌握电子式电能表组成及原理。,2.,掌握电子式预付费电能表组成及使用方法。,3.,了解智能式电能表基本知识。,20/52,一、,普通单相电子式电能表,电子式电能表原理方框图,21/52,1.,输入变换电路,输入变换电路包含电压变换器和电流变换器两部分。,作用：将高电压、大电流变换后送至乘法器。转换后信号应分别与输入高电压和大电流成正比。,常见输入变换电路有精密电阻分流分压和仪用互感器两种。,22/52,2,、乘法器,乘法器是电子式电能表关键，是一个能将两个互不相关模拟信号进行相乘电子电路，通常含有两个输入端和一个输出端，是一个三端网络。,乘法器输出信号与两个输入信号乘积成正比。,23/52,3,、,U,f,转换器,U,f,转换器作用是将输入电压（电流）转换成与之成正比频率输出。在模数（,A,D,）转换中，,U,f,转换器是惯用一个电子电路。,24/52,4,、计度器,包含计数器和显示部分。计数器可将由,U,f,转换器输出脉冲加以计数，然后送至显示电路显示。,全电子式电能表显示部分通常采取液晶显示器进行计度。因为取消了感应式电能表仪表转盘，故也称之为静止式电能表。,当前电子式电能表也有不少采取步进电机式机械计度器。,25/52,DDS673,型系列电子式电能表,26/52,普通单相电子式电能表是依据上述测量原理进行电能计量。而三相有功电子式电能表则是经过两个或者三个模拟乘法器，分别将每一相有功功率运算成与该相单相有功功率成正比模拟电压信号，经过模拟加法器将两个电压信号,U1,、,U2,或者三个电压信号,U1,、,U2,、,U3,相加取得一个相加和,U0,，模拟电压信号,U0,与三相有功功率,P,成正比，模拟量,U0,经过,U/f(,或,I/f),转换成数字脉冲输出，经计数器累积计数去驱动计度器，把三相三线电能数值或三相四线电能数值显示出来。,27/52,二、单相电子式预付费电能表,单相电子式预付费（,IC,卡）电能表用途是计量额定频率为,50Hz,交流单相有功电能并实现电量预购功效。,供电部门可经过计算机售电管理系统对用户预购电量、预置等，并经电卡传递给电能表。该电能表含有自动计算用户消耗电量、停电时表内数据自动保护、电能表含有最大负荷控制功效。,28/52,单相电子式预付费（,IC,卡）电能表采取六位计度器显示总消耗电量。电卡作媒介，由供电部门设置密码，确保了用户电卡只能自己使用而不能换用，电卡可重复使用达一千次以上。,单相电子式预付费（,IC,卡）电能表准确度等级为,1.0,级。额定电压,220V,，额定电流有,2(10),、,5(25),、,10(50),、,20(100)A,等各种规格。,29/52,1,、单相电子式预付费电能表工作原理,由分压器完成电压取样，由取样电阻完成电流取样。,取样后电压电流信号由乘法器转换为功率信号。,经,U,f,变换后，由步进电机驱动计度器工作，并将脉冲信号输入单片机系统。,用户需在供电部门交款购电，所购电量在售电机上被写进用户电卡，由电卡传递给电能表，电卡经屡次加密能够确保用户可靠地使用。,当所购电量用完后，表内继电器将自动切断供电回路。,30/52,2,、单相电子式预付费电能表安装方法,电能表在出厂前经检验合格并加以铅封，即可安装使用。,安装表底板应固定在坚固耐火墙上，提议安装高度为,1.8m,左右。要求环境温度在,25,70,，相对湿度不超出,85,，且周围空气中无腐蚀性气体。,电能表应按照接线图接线，最好用铜线引入。,31/52,IC,卡插座,接线盒,计度器,数码管,3,、单相电子式预付费电能表使用方法,32/52,思索与练习,电子式电能表主要优点是什么？,电子式电能表由哪几部分组成？各部分作用是什么？,简述电子式电能表工作原理。,33/52,电卡内装有集成电路，为预防其静电损坏，电卡一定要妥善保管，不应放入易产生静电物体中,(,如纤维、塑料,),，并应注意保持电卡插头清洁。如电卡丢失应及时到售电部门申请补配。电能表在运输与装卸过程中应防止受到猛烈冲击。,返回章目录,34/52,7-3,三相有功电能测量,1.,掌握三相三线电能表组成及接线方式。,2.,掌握三相四线电能表组成及接线方式。,3.,了解三相无功电能表组成及使用方法。,35/52,电能表和功率表在测量负载功率这一点上是完全相同，只不过电能测量还需增加计度器，以计算功率使用时间。所以，对三相电路有功功率测量各种方法和理论，一样适合用于三相有功电能测量。,生产实际中三相电能测量，普通都采取三相电能表。三相电能表是依据两表法或三表法原理，把两个或三个单相电能表测量机构组合在一只表壳内。,36/52,一、三相三线有功电能表,三相三线电能表由两只单相电能表测量机构组合而成。,将它接入电路后，作用在转轴上总转矩等于两组元件产生转矩之和，并与三相电路有功功率成正比。所以，铝盘转数能够反应有功电能大小，并经过计度器直接显示出三相电能数值。,37/52,三相三线电能表,38/52,三相三线电能表接线方法与两表法测量功率接线方法相同。按要求，对低压供电线路，其负荷电流为,80A,及以下时，宜采取直接接入式电能表。,若负荷电流为,80A,以上时，宜采取经电流互感器接入式电能表。,39/52,二、三相四线有功电能表,三相四线电能表由三只单相电能表测量机构组合而成。,当前常见,DT862,型三相四线有功电能表外形与三相三线有功电能表外形完全一样。,当负载电流为,80A,以上时，也应配以电流互感器使用。,40/52,思索与练习,三相三线电能表怎样组成？适合用于哪些场所？,画出三相三线电能表接线图。,三相四线电能表怎样组成？适合用于哪些场所？,画出三相四线电能表配合电流互感器接线图。,41/52,通常在电能表接线盒盖里面都画有其接线图，使用时只要按照接线图接线即可。,返回章目录,42/52,7-4,电能表使用,1.,掌握电能表正确使用方法。,2.,掌握电能表安装要求。,3.,了解电能表主要技术特征。,43/52,一、正确选择量程,选择电能表量程时，应使电能表额定电压与负载额定电压相符，电能表额定电流应大于或等于负载最大电流。,44/52,二、要正确接线,电能表接线和功率表一样，必须恪守发电机端守则。通常情况下，电能表发电机端已在内部接好，接线图印在端钮盒盖里面。使用时，只要按照接线图进行接线，普通不会发生铝盘反转情况。,45/52,接线正确铝盘仍反转原因,1,装在双侧电源联络盘上电能表，当一段母线向另一段母线输出电能改变为另一段母线向这段母线输出电能时。,2,用两只单相电能表测量三相三线有功负载，当,cos,j,0.5,时，其中一只电能表也会出现反转现象。,46/52,电能表在经过仪用互感器接入电路时，必须注意互感器接线端极性，方便使电能表接线仍能满足发电机端守则。,三相有功电能表和无功电能表与仪用互感器联合接线,47/52,三、正确进行电能表读数,对直接接入电路电能表，以及与所标明互感器配套使用电能表，都能够直接从电能表上读取被测电能。,当电能表上标有,“,10kW,h,”,，或,“,100kW,h,”,字样时，应将表读数乘以,10,或,100,倍，才是被测电能实际值。,48/52,当配套使用互感器变比和电能表标明不一样时，则必须将电能表读数进行换算后，才能求得被测电能实际值。,比如，电能表上标明互感器变比是,10 000,100V,，,100,5A,，而实际使用互感器变比是,10 000,100V,，,50,5A,，此时应将电能表读数除以,2,，才是被测电能实际值。,49/52,四、电能表安装要求,通常要求电能表与配电装置装在一处。安装电能表木板正面及四面围缘应涂漆防潮。木板应为实板，且厚度不应小于,20mm,。木板必须坚实干燥，不应有裂缝，拼接处要紧密平整。,电能表应安装在配电装置左方或下方。安装高度应在,0.6,1.8m,范围内（表水平中心线距地面尺寸）。,50/52,电能表要安装在干燥、无振动和无腐蚀气体场所。,不一样电价用电线路应分别装表，同一电价用电线路应合并装表。,电能表安装要牢靠垂直。每只表除挂表螺丝外，最少应有一只定位螺钉，使表中心线向各方向倾斜度小于,1,，不然会影响电能表准确度。,51/52,思索与练习,安装电能表时须注意哪些问题？,有一电能表，电能表常数为,2 000 r,kW,h,，月初读数为,308kW,h,，月底为,529kW,h,，假如每一,kW,h,电费为,0.50,元，求这个月电费和电能表铝盘转数各为多少,?,一配有变比为,50,5A,电流互感器单相有功电能表，,4,月初读数为,5 136kW,h,，,5,月初读数变为,5 548kW,h,，在这一个月里，该用户共消耗多少,kW,h,电,?,返回章目录,52/52,