感应式电能表课件.ppt

1、感应式电能表感应式电能表第第3章章第一节、电能表的分类与铭牌标志第一节、电能表的分类与铭牌标志按所测电能种类，分为有功电能表、无功电能表、直流电按所测电能种类，分为有功电能表、无功电能表、直流电能表三种。能表三种。按相别及接线方式，分为单相表、三相三线两元件表和三按相别及接线方式，分为单相表、三相三线两元件表和三相四线三元件表。相四线三元件表。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。按电流测量范围，分为直通表和经电流互感器接入两种。按电流测量范围，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、

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。一体化电能表。按测量功能，分为分时计费（复费率）电能表、最大需量按测量功能，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、多功能电能表电能表、预付费电能表、集抄电能表、多功能电能表。22PCOSQPWWW（b）全电子电能表）全电子电能表 电能表的铭牌标志示例电能表的铭牌标志示例（a）机电一体化电能表）机电一体化电能表 电能表型号的意义电能表型号的意义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

3、号设计序号辅助说明辅助说明D-电能表D-单相S-全电子式Y-预付费阿拉伯数字字母或数字S-三相三线F-复费率(厂家代号)（附加标注）T-三相四线D-多功能B-标准电能表I-载波抄表Z-最大需量X-无功电能电能表的额定参数电能表的额定参数 标定电流标定电流 是计算负载的基数电流值，额定最大是计算负载的基数电流值，额定最大 电流电流 是电能表长期工作，而且误差与温升完全满足技是电能表长期工作，而且误差与温升完全满足技术条件的最大电流值。如术条件的最大电流值。如5(20)A，10(40)A，31.5(6)A，30.3(1.2)A等等。IbImax 直接接入式电能表的标定电流，应按正常运行负荷电流的直

4、接接入式电能表的标定电流，应按正常运行负荷电流的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互接入的电能表，其标定电流不宜超过电流互感器额定二次电流的感器额定二次电流的30，其额定最大电流应为电流互感器额，其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的定二次电流的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。3电能表

5、常数用电能表常数用A表示，它是电能表计度器的指示数和转盘转表示，它是电能表计度器的指示数和转盘转数之间的比例值，如数之间的比例值，如A=400rkWh的意义是用户每消的意义是用户每消耗耗1 kWh电能，对应于转盘转电能，对应于转盘转400圈圈。电子式电能表常数电子式电能表常数,如如 =1600imp kWh的意义是的意义是用户每消耗用户每消耗1 kWh电能，对应于个电能，对应于个1600脉冲，其中脉冲，其中“imp”表示脉冲。表示脉冲。若电能表有误差，其实际运行时每若电能表有误差，其实际运行时每kWh对应的圈数与标称对应的圈数与标称值不符，用值不符，用 表示，称为实际电能表常数。校准电能表时表

6、示，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 调到与标称值调到与标称值A一致。一致。电能表常数和脉冲常数电能表常数和脉冲常数 AAA电能表的准确度等级电能表的准确度等级 电能表的准确度等级用百分比误差表示：电能表的准确度等级用百分比误差表示：r（）（）=100%WWW 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，认为是实际电能数。为标准表显示的电能数，认为是实际电能数。1002.0WWrW例如例如 级，表明该电能表在按检定规程检验其误差时，级，表明该电能表在按检定规程检验其误差时，其百分比误差其百分比误差r()的绝对值不允许超过的绝对值

7、不允许超过2.0。即。即第二节、感应式电能表的结构第二节、感应式电能表的结构 包括电流电磁铁和电压电磁铁。包括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）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，承受负载电压，始终带电。组成，电压线圈与负载并联，承受负载电压，始终带电。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第二节、感应式

8、电能表的结构第二节、感应式电能表的结构 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、轴承用于支持转轴及铝盘的重力，、轴承用于支持转轴及铝盘的重力，轴与轴承之间的摩轴与轴承之间的摩擦会引起计量负误差擦会引起计量负误差。4、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

9、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，该感应电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生反作用应电流，该感应电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生反作用力矩。力矩。5、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。第二节、感应式电能表的结构第二节、感应式电能表的结构计度器的结构计度器的结构减速器传动齿轮的传动比减速器传动齿轮的传动比K是三级传动齿轮的传动比之积是三级传动齿轮的传动比

10、之积 G-蜗杆；蜗杆；A-蜗轮；蜗轮；B、D-主动轮；主动轮；C、E-从动轮；从动轮；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CAEGBDKZZZZZZK=A的关系的关系末位字轮每个末位字轮每个字代表的电能字代表的电能K=A0.1 kWhK=10A1 kWhK=100A10 kWh轴承轴承（a）磁悬轴承）磁悬轴承（b）磁推轴承）磁推轴承双宝石轴承双宝石轴承(a)三相三线两元件表 三相三线制计量 三相感应式电能表计量元件的相对位置三相感应式电能表计量元件的相对位置(b)三相四线三元件表 三相四线制计量第三节、感应式电能表

11、的工作原理第三节、感应式电能表的工作原理 感应式电能表用铝盘对电功率进行采样，它感应式电能表用铝盘对电功率进行采样，它的电压、电流铁芯线圈分别位于铝盘的上下两侧，的电压、电流铁芯线圈分别位于铝盘的上下两侧，将铝盘夹在中间，铁芯线圈上产生的电压、电流交将铝盘夹在中间，铁芯线圈上产生的电压、电流交变磁通穿过铝盘时会在铝盘上产生感应电流，磁通变磁通穿过铝盘时会在铝盘上产生感应电流，磁通和感应电流相互作用，使铝盘转动起来。铝盘的转和感应电流相互作用，使铝盘转动起来。铝盘的转速与电功率速与电功率p成正比，实现了对电功率的采样，电成正比，实现了对电功率的采样，电功率越大铝盘转速越快，再用计度器的机械传动机

12、功率越大铝盘转速越快，再用计度器的机械传动机构将铝盘所转圈数记录下来。构将铝盘所转圈数记录下来。感应式电能表磁通分布图感应式电能表磁通分布图 垂直穿过铝盘的三束交变磁通垂直穿过铝盘的三束交变磁通 单相电能表理想相量图与磁通的波形图单相电能表理想相量图与磁通的波形图 单相电能表理想相量图单相电能表理想相量图 磁通的波形图磁通的波形图 假设的理想化条件假设的理想化条件 假设铁心磁化曲线不存在非线性、没有磁饱和、没假设铁心磁化曲线不存在非线性、没有磁饱和、没有磁滞现象有磁滞现象。工作原理推导工作原理推导1 1、驱动力矩、驱动力矩sinQiuMK 2 2、驱动力矩与有功功率的关系、驱动力矩与有功功率的

13、关系3 3、当负载功率稳定时，当负载功率稳定时，M MT T=M=MQ Q，铝盘匀速转动，则有，铝盘匀速转动，则有 PkUIKKMuiQcossinAPPhKKntTT22Q TTTTTTTTTTTTInFIMK F hKnhMKPuumfNU44.4miimRIN2工作原理推导工作原理推导工作原理推导工作原理推导N=nT=APT=AW2TTtKnPAPKhThT感应式电能表的满载调整装置设计用来调整感应式电能表的满载调整装置设计用来调整和和4、上式、上式n=AP，两边同乘以用电时间，两边同乘以用电时间T，时间，时间T内铝盘内铝盘所转圈数所转圈数N为为小结小结 如果如果 三者在空间有不同位置，在时三者在空间有不同位置，在时间上也有不同相位间上也有不同相位(即三者达到最大值的时间前后即三者达到最大值的时间前后错开错开)，那么铝盘会转动起来，其电磁力方向是由，那么铝盘会转动起来，其电磁力方向是由时间上超前的磁通指向滞后的磁通。时间上超前的磁通指向滞后的磁通。90sincos相位条件：或,iuIU 幅值条件iui、N=nT=APT=AW 成立的条件成立的条件