1、南网电能表培训南网电能表培训ppt感应式电能表感应式电能表电能表分类电能表分类电能计量基础知识电能计量基础知识电子式电能表电子式电能表电能计量系统的组成电能计量系统的组成互感器互感器电流电流/ /电压二次回路电压二次回路电能表电能表发发/ /输输/ /变变/ /配配电系统电系统配变电站配变电站或用户或用户计量二次回路：分为电计量二次回路：分为电流回路流回路/ /电压回路电压回路, ,一般一般有电缆或光纤两种材质有电缆或光纤两种材质电流互感器：电流互感器：电磁式、电子电磁式、电子式式电压互感器：电压互感器：电磁式、电容电磁式、电容式、电子式式、电子式电能表：电能表：感应式感应式机电一体式机电一体
2、式全电子式全电子式数字式数字式有关电能方面的电流、电压、电功率、功率因数的计算公式有关电能方面的电流、电压、电功率、功率因数的计算公式 单相交流有功电功率计算公式单相交流有功电功率计算公式 P1=UIcos式中： P1单相交流有功电功率（W） U相电压（V） I相电流（I） cos 功率因数三相交流有功电功率计算公式三相交流有功电功率计算公式 P3 =UAIAcosA+UBIBcosB +UCIC cosC 当三相负荷平衡时： P3 = U1Icos式中： P3三相交流有功电功率（W） U1线电压（V） I相电流（I） cos 功率因数 3三相交流无功电功率计算公式三相交流无功电功率计算公式
3、Q3 =UAIAsinA+UBIBsinB +UCIC sinC 当三相负荷平衡时： Q3 = U1Isin式中： Q3三相交流无功电功率（Var） U1线电压（V） I相电流（I） sin 无功功率因数 3功率因素计算公式功率因素计算公式 S2=P2+Q2 cos=P/S交流电量计算公式交流电量计算公式 单相交流有功电量 W1=P1t/1000 三相交流有功电量 W3=P3t/1000 三相交流无功电量 M3=Q3t/1000式中： W1单相交流有功电量（kWh） W3三相交流有功电量（kWh） Q3三相交流无功电量（kvar） 有功和无功功率的几何表示有功和无功功率的几何表示单相电能表直接
4、接入式单相电能表直接接入式A AO O计量功率计量功率 P=UIcosI IAOAO U UAO AO 直接接入式三相四线电能表的接线直接接入式三相四线电能表的接线UAUBUCIAIBIC计量功率：计量功率：P=P1+P2+P3=3IUcos*三相三线有功电能表的接线三相三线有功电能表的接线UAUBUCIAIBICUABUCB计量功率：计量功率：P=IUcos（30+）+cos（30-）P= IUcos*3三相三线功率计算公式 P3 =UAIAcosA+UBIBcosB +UCIC cosC 三相平衡时 UA=UB=UC，cosA=cosB =cosC ，IA=IB=IC 且IA+IB+IC
5、=0，即： IB=-（ IA+IC ） 代入上式即可得P3 =UAIAcos-UB（ IA+IC ）cos +UCIC cos = （UA-UB）IAcos + （UC-UB） IC cos = UABIAcos（+30） + UCB IC cos（-30）感应式电能表感应式电能表电能表分类电能表分类电能计量基础知识电能计量基础知识电子式电能表电子式电能表电能表分类 电能表型号的意义电能表型号的意义全电子式多功能电能表全电子式多功能电能表 电能表的铭牌电能表的铭牌示例示例电能表的参数电能表的参数 标定电流 是计算负载的基数电流值，最大额定电流 是电能表长期工作，而且误差与温升完全满足技术条件的
6、最大电流值。如5(20)A，10(40)A，31.5(6)A等 。IbImax 电压额定值，单相表为220V；低压三相表为 3220V380V；高压三相表为3100V或3100/ V。3电能表常数用C表示，它是电能表转盘转数N和计度器的指示数W之间的比例值，即：C=N/W。如C=400rkWh的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于转盘转400圈 。电子式电能表常数,如 C =1600imp/kWh的意义是用户每消耗1 kWh电能，对应于1600个脉冲，其中“imp”表示脉冲。电能表的参数电能表的参数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
7、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不允许超过2.0。即。即 准确度等级感应式电能表感应式电能表电能表分类电能表分类电能计量基础知识电能计量基础知识电子式电能表电子式电能表感应式电能表的测量机构感应式电能表的测量机构驱动元件驱动元件转动元件转动元件轴承轴承 制动元件制动元件1234计度器计度器15电压元件电压元件 电流元件电流元件 电压线电压线圈圈导线细导线
8、细，匝数匝数多多 电电流流线线圈圈导线导线粗，粗，匝数匝数少少驱动元件驱动元件1-回磁极回磁极 2-转盘转盘 3-电流铁芯电流铁芯 4-电压铁芯电压铁芯 A-电流线圈电流线圈 B-电压线圈电压线圈驱动元件驱动元件单相电能表的转矩计算公式单相电能表的转矩计算公式 由电压线圈产生的磁通U，与电流线圈的磁通感应转盘产生的涡流iI的交链作用而产生的转矩M1 M1=K1 U iIcos 由电流线圈产生的磁通I，与电压线圈的磁通感应转盘产生的涡流iU的交链作用而产生的转矩M2 M2=K2 I iUcos 总转矩M3=M1+M2 = K1 U iIcos+ K2 I iUcos =K U I fcos =K
9、UIcos感应式电能表的测量机构感应式电能表的测量机构驱动元件驱动元件转动元件转动元件轴承轴承 制动元件制动元件1234计度器计度器15转动元件：转动元件：由铝制园盘和转轴组成。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。互作用，产生电磁力驱使铝盘转动。感应式电能表的测量机构感应式电能表的测量机构驱动元件驱动元件转动元件转动元件轴承轴承 制动元件制动元件1234计度器计度器15轴承：轴承：用于支持转轴及铝盘的重力，用于支持转轴及铝盘的
10、重力， 轴轴与轴承之间的摩擦会引起计量负误差与轴承之间的摩擦会引起计量负误差 。感应式电能表的测量机构感应式电能表的测量机构驱动元件驱动元件转动元件转动元件轴承轴承 制动元件制动元件1234计度器计度器15制动元件：产生反作用力矩的元件。是制动元件：产生反作用力矩的元件。是一个永久磁铁。一个永久磁铁。 铝盘转动时，永久磁铁的磁场切割铝盘并铝盘转动时，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，产生反作用力矩久磁铁的磁场相互作用，产生反作用力矩。感应式电能表的测量机构感应式电能表的测量机构驱动元件驱动元件转动元件转动元件轴
11、承轴承 制动元件制动元件1234计度器计度器15计度器：用来计算铝盘的转数并将转数计度器：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。变换为被测电能的千瓦小时数。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。轮。通常称为计度器。 感应式电能表的原理感应式电能表的原理小结：小结： 电压线圈产生的磁通 U分成两部分： （1）磁通U 工作磁通：它通过的路径是由中心柱出发经上磁轭，再沿两边柱到下磁轭，然后回到中心柱形成闭合回路。 （2）磁通F 非工作磁通：通过的路径是 磁通I ，它通过的路经是感应式电能表的原理感应式电能表的原理小结：小结： 驱动
12、元件（电压、电流元件）在铝盘的不同位置产生不同相位的三束交变磁通 交变磁通穿过铝盘，在铝盘上产生涡流，磁通和涡流相互作用，对铝盘产生驱动力，驱动力矩正比于有功功率 制动元件永久磁铁产生与铝盘转速成正比的反作用力矩 功率 ，驱动力矩 ，转速 ，制动力矩 ，最终驱动力矩等于制动力矩，铝盘保持匀速转动。三相交流感应式电能表的结构三相交流感应式电能表的结构 三相电能表也由驱动元件、转动元件、制动元件和计度器等部件组成。三相表与单相表的结构主要区别在于： 每只三相电能表都有两组或三组电磁元件，它们产生的驱动力矩是共同每只三相电能表都有两组或三组电磁元件，它们产生的驱动力矩是共同作用在一个转动元件上，并由
13、一个计度器指示三相电路消耗的总电作用在一个转动元件上，并由一个计度器指示三相电路消耗的总电能。能。三相三线表 三相四线表1-电压元件2-电流元件3-转盘 4-制动磁铁感应式电能表感应式电能表电能表分类电能表分类电能计量基础知识电能计量基础知识电子式电能表电子式电能表电子式电能表的特点电子式电能表的特点准确度等级高且误差稳定准确度等级高且误差稳定起动电流小且误差曲线平整起动电流小且误差曲线平整3 频率响应范围宽频率响应范围宽4 受外磁场影响小受外磁场影响小15 功能强大功能强大12电子式电能表的特点电子式电能表的特点 过载能力大过载能力大6 防窃电能力强防窃电能力强7 便于安装使用便于安装使用8
14、两种电能表的性能比较两种电能表的性能比较电子式电能表的结构电子式电能表的结构电源部分电源部分 测量部分测量部分12显示部分显示部分3管理部分管理部分4接口部分接口部分15外壳及接线端钮外壳及接线端钮6测量部分的基本组成测量部分的基本组成 输入变换电路 乘法器电路：分为数字型及模拟型两种 电压频率转换器 分频计数器 显示器 电子式电能表测量原理电子式电能表测量原理原理概述 p(t)=u(t)i(t)为功率曲线，而有功电能W (t)为功率曲线与横轴t所包围的面积（阴影部分）之和。电子式电能表测量原理电子式电能表测量原理测量步骤电子式电能表的功能电子式电能表的功能1、电能计量功能、电能计量功能输入、
15、输出有功计量输入、输出无功计量四象限无功计量视在电能计量计量组合无功（如象限无功与象限无功绝对值相加，象限无功与象限无功绝对值相加等） 2、分时计费功能、分时计费功能 将一天分成若干时间段，给每段时间规定其费率特征：尖峰、峰、平、谷。按照费率特征分别累计电量，即得到电能的分时计量。如果规定不同的费率就起到了调节用电量从而达到削峰填谷、平衡负荷的作用，使发电机及供电网发挥最大的功效。分时计费电能表又称复费率电能表。 为了准确进行分时计费，要求表计内部时钟精度较高：日计时误差小于.秒，而时段切换误差小于5秒。 最大需量-用户在一个需量周期（一般15min）内平均功率的最大值计量方法-每个滑差步进时
16、间到时，计算截止到当前时刻的一个需量周期的平均功率，并且与最大值进行比较，如果大于最大值，将其记录为最大需量。3、最大需量记录功能、最大需量记录功能4、监测功能、监测功能 功率监测：设定功率上限，当电能表计量的功率超过上限时报警。 断相监测：当电能表检测到某相电压小于给定电压下限时，表明发生故障，电能表将给出断相报警，并记录发生时间、发生累计次数、发生累计时间。 过流监测：当电能表检测到电流大于给定上限时，电能表给出过流报警，并记录发生时刻、发生次数、发生累计时间。 失流监测：当电流发生较严重不平衡达到某一比例时，电能表判断为失流，并记录累计时间以及发生时刻，为故障分析做参考。 电参量监测：测
17、量瞬时电压、电流、有功/无功功率、频率、功率因数、视在功率等。高档表还可以分析谐波含量和相角等。5、事件记录功能、事件记录功能 电子式电能表可以记录多种事件的发生时间及当时的状态，以便进行故障分析和判断。这些事件有：电能表上电、电能表掉电、清零、设置参数、最大需量清零、断相、失压、过流、失流、功率超限、自检出错等。 6、预付费功能、预付费功能 预付费功能是通过用户自行持IC卡到售电点购电，然后输入到电表中，电能表按设定的费率自动进行扣费。当剩余电费小于设定限额时，报警提示用户去购电；当剩余电费小于0后，电能表自动跳闸，切断用户供电线路。用户购电的介质为IC卡。在设计预付费电表时，要考虑数据的安
18、全性，一般IC卡中均采用加密技术，以防止非法修改数据。 7、 通信功能通信功能 电子式电能表一般都具有通信接口，用于与其它设备进行数据交换、抄表、设置表计参数等，常用的有： RS-232通信接口RS-485通信接口、远红外数字通信接口等。 8、自检功能、自检功能 电能表内部的时钟芯片、存储器（包含数据存储器和程序存储器）、显示器等各个部件都有可能会损坏，在损坏后，电能表会及时发出信号（显示报警或声光报警）以提示用户尽快处理。9、电压合格率记录、电压合格率记录 在电能表中设定电压考核范围和电压合格范围，当实际电压在考核范围之内时，记录总运行时间，当实际电压在合格范围之外时，记录超上限或低于下限累计时间，并且记录在超上限时的最大电压和发生时刻以及低于下限时的最小电压和发生时刻。 电压合格率电压合格时间/电压运行时间10、电量冻结数据的记录与分析、电量冻结数据的记录与分析 电子式电能表在投入运行后，可以用多种形式自动冻结一些电量数据，方便用户追溯历史数据，进行历史结算电量，分析历史现场情况等。电量冻结的方法有以下3种： 按时间间隔定时记录负荷曲线数据； 结算“月”历史电量； 通过通讯发送冻结电量命令冻结电量。谢谢！
