电能表基础知识培训PPT课件

1、电能计量的基本知识电能计量的基本知识单、三相电能表常用接线单、三相电能表常用接线单、三相电能表错误接线举例单、三相电能表错误接线举例目 录 电能计量装置的安装设计原则电能计量装置的安装设计原则第1页/共45页一、电能计量装置基本知识一、电能计量装置基本知识（一）、电能计量装置的概念（一）、电能计量装置的概念电能计量装置：是由电能表、互感器（电流互感器、电能计量装置：是由电能表、互感器（电流互感器、电压互感器）、电能表到互感器的二次回路三部分组电压互感器）、电能表到互感器的二次回路三部分组成。成。（二）、各部分的作用分别为：（二）、各部分的作用分别为： 1 1、电能表的作用：也叫电度表，是电能计

2、量装置的核、电能表的作用：也叫电度表，是电能计量装置的核心，心，是计量负载消耗的或电源发出的电能是计量负载消耗的或电源发出的电能。 电能表型号：电能表型号：1 1位位D-D-电能表；电能表；2 2位表示相线：位表示相线：D-D-单相、单相、S-S-三相三线有功、三相三线有功、T-T-三相四线有功；三相四线有功； D-D-多功能多功能 电能表铭牌：电能表铭牌：以创力电能以创力电能表表DTS7281DDTS7281D型为例型为例，220V220V表示表示额定电压，额定电压，1.5(6)A1.5(6)A表示额定电流为表示额定电流为1.5A1.5A，最大电流为，最大电流为6A6A，50HZ50HZ表示

3、额定频率表示额定频率，1600ipm/kw.h1600ipm/kw.h表示计表示计16001600个脉冲为一个脉冲为一度电。度电。第2页/共45页1 1）从规格上可分为）从规格上可分为 ：三相三线制、三相四线制、单相制。：三相三线制、三相四线制、单相制。2 2）从接线方式上可分为）从接线方式上可分为：经互感器接入式和直接接入式；：经互感器接入式和直接接入式；3 3）从测量精度上分可为：）从测量精度上分可为：0.2S0.2S级级 0.5S0.5S级级 0.50.5级级 1.01.0级级 2.02.0级级。动力计量部的。动力计量部的外供能源管理规定外供能源管理规定要求外供用户的电度要求外供用户的电

4、度表精度不低于表精度不低于1.01.0级。级。电能表不同角度的分类电能表不同角度的分类第3页/共45页电能表的工作原理：电能表的工作原理：第4页/共45页1 1、什么叫交流电及三相四线制的特点什么叫交流电及三相四线制的特点? ? 1 1）电能的单位是）电能的单位是“千瓦时千瓦时”（kWhkWh），俗称），俗称“度度”。（举。（举例说明：例如一个电饭煲，它的说明书上标注例说明：例如一个电饭煲，它的说明书上标注1000W220V1000W220V，那么这个电饭煲的额定电压为：那么这个电饭煲的额定电压为：220V,220V,额定功率为：额定功率为：1000w1000w。在用电器的额定电压在用电器的额

5、定电压220V220V，通电，通电1 1小时，就消耗小时，就消耗1 1度电，假如度电，假如1 1度电是度电是1 1块钱，那么用电器工作一小时的电费就是块钱，那么用电器工作一小时的电费就是1 1块钱。）块钱。）第5页/共45页 1 1）交流电，是指大小和方向随时间作周期性变化的一种）交流电，是指大小和方向随时间作周期性变化的一种电流。它的最基本的形式是正弦电流，电流呈现波浪形变电流。它的最基本的形式是正弦电流，电流呈现波浪形变化，我国交流电供电的标准频率规定为化，我国交流电供电的标准频率规定为5050赫兹。供电电源赫兹。供电电源为降低线路损耗采用高压输电，因此社区进线电压一般为为降低线路损耗采用

6、高压输电，因此社区进线电压一般为10KV10KV或或6KV,6KV,由高压电网供给，通过高、低压配电屏和降压由高压电网供给，通过高、低压配电屏和降压变压器等变、配电设备，将高压电源（一般为变压器等变、配电设备，将高压电源（一般为10 kV10 kV或或6KV6KV）变为低压电源（三相变为低压电源（三相380 V380 V），为照明等设备供电。），为照明等设备供电。第6页/共45页 2 2）通常低压输电方式是三相四线制，采用三根相线加零）通常低压输电方式是三相四线制，采用三根相线加零线供电，零线由变压器中性点引出并接地，电压为线供电，零线由变压器中性点引出并接地，电压为380/220V380/2

7、20V，取任意一根相线加零线构成取任意一根相线加零线构成220V220V供电线路供一般家庭用。供电线路供一般家庭用。 线路中相线之间的电压，称为线电压，三根相线间电压为线路中相线之间的电压，称为线电压，三根相线间电压为380V380V，一般供电机使用。相线与零线之间的电压称为相电压，一般供电机使用。相线与零线之间的电压称为相电压（220V220V），供居民家庭使用。），供居民家庭使用。第7页/共45页2 2、什么是有功功率？什么是无功功率？、什么是有功功率？什么是无功功率？1 1、有功功率、有功功率: :在交流电路中，电源在一个周期内发出瞬时功率的平均值在交流电路中，电源在一个周期内发出瞬时功

8、率的平均值( (或负载电阻所消耗的功率或负载电阻所消耗的功率) )，称为，称为“有功功率有功功率”。2 2、无功功率、无功功率: :在具有电感或电容的电路中，在每半个周期内，在具有电感或电容的电路中，在每半个周期内，把电源能量变成磁场把电源能量变成磁场( (或电场或电场) )能量贮存起来，然后，再释能量贮存起来，然后，再释放，又把贮存的磁场（或电场）能量再返回给电源，只是进行这种能量的交换放，又把贮存的磁场（或电场）能量再返回给电源，只是进行这种能量的交换，并没有真正消耗能量，我们，并没有真正消耗能量，我们把这个交换的功率值，称为把这个交换的功率值，称为 无功功率无功功率 第8页/共45页3

9、3、有功功率和无功功率的计量、有功功率和无功功率的计量. . 有功功率是实际消耗的功率。P=UIcos 无功功率是与电源交换的功率。Q=UIsin 例：U=220V I20A 60 有功功率P=UIcos220V*20A*cos60=2.2KW 无功功率Q=UIsin 220V*20A*sin60=3.81KW第9页/共45页 1）、什么是断相？ 电能表在正常工作过程中丢失1相或者2相电压称为断相。不影响未断相相计量。通过读取计量芯片中的电压有效值与参考电压进行比较，如果采样电压低于参考电压持续5秒，CPU将输出一低电平驱动断相指示灯亮，实现断相指示功能。 2）、什么是逆相序？ 也称“错相”，

10、电能表A、B、C三相中任意相接反 3）、什么是反向？ 三相电能总功率为负时电能表判反向。 4）、什么是功率因数？ 功率因数=有功功率/总功功率 功率因数就是有功占总功（有功无功）的百分比，功率因数越大，电功的有效使用率就越高。 第10页/共45页2 2、互感器的作用：、互感器的作用：（1 1）扩大电能表的量程。电压互感器把高电压变换）扩大电能表的量程。电压互感器把高电压变换成低电压，电流互感器将大电流变换成小电流。成低电压，电流互感器将大电流变换成小电流。（2 2）减少了仪表的制造规格。除直接接入式电能表）减少了仪表的制造规格。除直接接入式电能表外，电流二次回路均以外，电流二次回路均以5A5A

11、为主，电压二次回路均以为主，电压二次回路均以100V100V为主。为主。（3 3）隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安）隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安全。全。互感器分为电流互感器和电压互感器互感器分为电流互感器和电压互感器第11页/共45页（1 1）电流互感器电流互感器闭口大互感器精度等级：一般在0.2级、0.5级开口大互感器精度等级：一般在0.5及1级下闭口小互感器精度等级：0.1级开口小互感器精度等级：0.5及1级以下第12页/共45页大互感器常见规格有：300A/5A、400A/5A、500A/5A、600A/5A、800A/5A、1000A/5A、 1000A/5A、 1

12、500A/5A 2000A/5A等等；大多数二次侧电流均为5A，也有1A及2A的。小互感器常见规格有：5A/2.5mA、50A/25mA、100A/50mA、20A/10mA、300A/100mA、 400A/100mA等等，以上型号，是公司常用互感器型号。互感器简介及应用互感器简介及应用第13页/共45页互感器简介及应用互感器简介及应用第14页/共45页互感器简介及应用第15页/共45页3 3、二次回路的作用、二次回路的作用 电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的电流线圈电流线圈以及连接二者的导线所构成的回路。电流互感以及连接二者的导线所构成

13、的回路。电流互感器器的二的二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈的的阻抗阻抗、端钮之间的接触电阻等。它直接影响电流互感、端钮之间的接触电阻等。它直接影响电流互感器器的确的确度等级。度等级。第16页/共45页（一）、单相电能表直接接入式（一）、单相电能表直接接入式 （2 2）、接线原则：）、接线原则： I IAO AO U UAO AO A AO O（3 3）、向量图）、向量图 （4 4）、计量功率）、计量功率（1 1）、接线图）、接线图P=UP=UIcosIcos =UIcos =UIcosI IAOAO U UAO AO 二、单、三相电能表常用

14、接线二、单、三相电能表常用接线第17页/共45页当一次侧为：当一次侧为：P1P1P2P2时，二次侧电流方向为：时，二次侧电流方向为：S1S1S2S2；第18页/共45页 （二）、直接接入式三相四线电能表的接线二）、直接接入式三相四线电能表的接线UAUBUCIAIBIC计量功率：P=IUcos*第19页/共45页（三）、带电流互感器的三相四线电能表的（三）、带电流互感器的三相四线电能表的接线接线U UA AU UB BU UC CI IA AI IB BI IC C计量功率计量功率：P=IUcosP=IUcos*K2K1K2K1K2K1A AB BN NC C第20页/共45页当一次侧为：当一次

15、侧为：5A5A量程大型互感器，再次通过毫安级互感器引出，接入到多路量程大型互感器，再次通过毫安级互感器引出，接入到多路电表中进行测量电表中进行测量；第21页/共45页三、单、三相电能表错误接线举例三、单、三相电能表错误接线举例1 1、单相有功电能表的火线和零线互换、单相有功电能表的火线和零线互换（1 1）、接线图）、接线图（2 2）、接线原则：）、接线原则：I INA NA U UNA NA （3 3）、向量图）、向量图（4 4）、计量功率）、计量功率P=P=（-U-U）（）（-I-I）coscos =UIcos =UIcos（5 5）、）、结论：结论：电能表正转，电能表正转，当负荷侧接地易漏

16、计电量。当负荷侧接地易漏计电量。 N NA AU UANANI IANAN I INA NA U UNA NA 第22页/共45页2 2、单相有功电能表电压小钩断开、单相有功电能表电压小钩断开（1 1）、接线图）、接线图（2 2）、接线原则）、接线原则 I U=0I U=0（3 3）、向量图）、向量图（4 4）、计量功率）、计量功率 P=IUcos=0P=IUcos=0（5 5）、结论）、结论 电表电表不不计量计量ANI第23页/共45页UAUCIA=0IB=0IC=0计量功率：计量功率：P=0 P=0 电能表停转电能表停转4 4、三相四线电能表电流回路三相开路、三相四线电能表电流回路三相开路

17、*第24页/共45页5 5 、三相四线电能表电流回路二相短路、三相四线电能表电流回路二相短路UBUAUCIA=0IBIC=0计量功率计量功率：P=P2=IUcos P=P2=IUcos 少计少计2/32/3的电量的电量*第25页/共45页6 6、三相四线电能表电压回路一相开路、三相四线电能表电压回路一相开路UBUA=0UCIAIBIC计量功率计量功率：P=P2+P3=2IUcos P=P2+P3=2IUcos 少计少计1/31/3电量电量*第26页/共45页四、电能计量装置的设计原则 1、电能表的选择（1）型式的确定 在中性点非有效接地的高压线路中，应选用经互感器接入的三相三线3100V的有功

18、、无功电能表，接地电流较大者应安装经互感器接入的三相四线357.5/100V的有功、无功电能表； 在三相四线制低压线路中，应选用三相四线3220/380V的有功、无功电能表； 负荷电流为50A50A及以下时，宜采用直接接入式电能表；负荷电流为50A50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式。第27页/共45页（3 3）准确度等级的确定 电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。第28页/共45页（4 4）有功、无功电能表的联合接线 在双向送、受电的电力装置回路中，应分别计量送、受的电量，应采用两

19、块有无功电能表。 在装有同步调相机或无功补偿装置的线路中，负载可能会是容性或感性，应分别计量容性和感性的无功电量，采用两块无功电能表。 在条件允许下，使用电能计量双向有功电量及双向无功电量的全电子多功能电能表。2 2、互感器的选择（1 1）额定电压的确定 电流互感器的额定电压应与被测线路电压相适应，U UN NUUL L 电压互感器要求额定一次电压应大于接入的被测线路电压的0.90.9倍，小于线路电压的1.11.1倍：0.9U0.9UL LU UN N1.1U1.1UL L第29页/共45页（4 4）额定功率因数的确定 计量用电压互感器额定二次负荷的额定功率因数应与实际二次负荷的功率因数相接近

20、。 计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数为0.81.00.81.0。（5 5）准确度等级的确定 电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。 电流互感器的准确度等级组合为0.2/0.20.2/0.2，0.2/0.50.2/0.5，0.5/0.50.5/0.5； 电压互感器的准确度等级组合为0.2/0.20.2/0.2，0.2/0.50.2/0.5，0.5/0.50.5/0.5。（6 6）互感器的二次回路规定 为保证电能计量装置的安全、可靠、准确，对35kV35kV以上线路供电的用户，应有电流互感器的专

21、用二次绕组和电压互感器的专用二次回路，不得与继电保护的测量回路共用，并不得装熔断器和开关。第30页/共45页五、电能计量装置的故障1、造成电能计量装置的故障原因（1）构成电能计量装置的各组成部分本身出现故障。（2）电能计量装置接线错误。（3）人为抄读电能计量装置或进行电量计算出现的错误。（4）窃电行为引起的计量失准。（5）外界不可抗力因素造成的电能计量装置故障。第31页/共45页 3、电子式电能表常见故障类别类别故障情况故障情况可能原因可能原因电子式电子式电能表电能表无脉冲输出无脉冲输出1、脉冲线脱焊、断线或脉冲线碰到强电引起三极管、脉冲线脱焊、断线或脉冲线碰到强电引起三极管损坏及损坏及PCB

22、板线路烧断；板线路烧断；2、无源输出脉冲，检测脉冲未加电源、无源输出脉冲，检测脉冲未加电源精度超差精度超差1、测量芯片、电压电流传感器故障、电源故障、测量芯片、电压电流传感器故障、电源故障2、制作工艺不良导致在运输振动后器件松动或接触、制作工艺不良导致在运输振动后器件松动或接触不良，导致精度超差或者因为制作时使用助焊剂后不良，导致精度超差或者因为制作时使用助焊剂后清洗不干净导致在温度、湿度变化后其性能改变导清洗不干净导致在温度、湿度变化后其性能改变导致微弱的电信号变化而引起精度超差；致微弱的电信号变化而引起精度超差；3、锰铜电阻和铜连接片之间的焊接发生变化；、锰铜电阻和铜连接片之间的焊接发生变

23、化；4、电压调整回路的焊接出现虚焊、短路或电源干扰。、电压调整回路的焊接出现虚焊、短路或电源干扰。第32页/共45页类别类别故障情况故障情况可能原因可能原因电子电子式电式电能表能表不工作、不工作、表不走表不走1、测量芯片坏、电源坏等；、测量芯片坏、电源坏等；2、损坏或是超出使用范围，东北地区出现、损坏或是超出使用范围，东北地区出现过冬天温度过低引起表计不工作的现象；过冬天温度过低引起表计不工作的现象；计度器卡计度器卡字，跨骑字，跨骑1、计度器故障或驱动能力不足；、计度器故障或驱动能力不足；2、PCB板虚焊、连焊造成所需供电电流偏板虚焊、连焊造成所需供电电流偏大；大；3、降压电容的质量问题造成容

24、量减少。、降压电容的质量问题造成容量减少。飞车飞车1、测量芯片、电压电流传感器故障、电源、测量芯片、电压电流传感器故障、电源故障故障2、电压输入开路或电路电压低导致电路工、电压输入开路或电路电压低导致电路工作不正常会引起飞车故障。作不正常会引起飞车故障。第33页/共45页类别类别故障情况故障情况可能原因可能原因电子式电子式电能表电能表显示故障：显示显示故障：显示模糊、显示缺笔模糊、显示缺笔或显示不亮或显示不亮1、显示不亮显示不亮：电源故障或显示器故障；：电源故障或显示器故障；2、显示模糊显示模糊；显示器连接部分接触不良，液；显示器连接部分接触不良，液晶显示长期阳光直射后也会导致显示模糊；晶显示

25、长期阳光直射后也会导致显示模糊；3、显示缺笔显示缺笔：显示器坏，驱动电压偏低；：显示器坏，驱动电压偏低；4、注意在显示器故障时电表其他功能正常、注意在显示器故障时电表其他功能正常时钟超差时钟超差1、电表时钟芯片坏；、电表时钟芯片坏；2、电池欠压，电池欠压后，电表掉电，时钟、电池欠压，电池欠压后，电表掉电，时钟会复位，偏离标准时间会复位，偏离标准时间第34页/共45页类别类别故障情况故障情况可能原因可能原因电子电子式电式电能表能表机械故障机械故障1、端子烧坏：接入大电流或接线接触不良；、端子烧坏：接入大电流或接线接触不良；2、挂钩损坏：用力过大损坏；、挂钩损坏：用力过大损坏；3、外壳损坏：跌落引

26、起、外壳损坏：跌落引起4、超过、超过50A的电流应严格按规程进行接线，以免的电流应严格按规程进行接线，以免由于接触不良或电流线细而在通过大电流时发热由于接触不良或电流线细而在通过大电流时发热数据乱数据乱1、内部数据存储器受到强干扰而造成损坏或数据、内部数据存储器受到强干扰而造成损坏或数据冲乱。冲乱。通信接口故通信接口故障障1、接口部分元器件损坏、接口部分元器件损坏2、往往是受到强干扰、雷击、开关动作损坏、往往是受到强干扰、雷击、开关动作损坏第35页/共45页类别类别故障情况故障情况可能原因可能原因电子电子式电式电能表能表485抄表时，抄表时，“抄表失败抄表失败”1、电表未上电；、电表未上电；2

27、、表号输入不正确；、表号输入不正确；3、RS485A、B口接反；口接反；4、同一线路上有两只相同表号的表，相互干扰，、同一线路上有两只相同表号的表，相互干扰，无法通信。无法通信。报警报警1、失压、失流、逆相序、超负荷、电池欠压等任、失压、失流、逆相序、超负荷、电池欠压等任一故障出现均报警；一故障出现均报警；2、超负荷上限值设定应大于等于电表允许负荷值；、超负荷上限值设定应大于等于电表允许负荷值；3、笔记本电脑设置程序中的数据被修改后有错误。、笔记本电脑设置程序中的数据被修改后有错误。第36页/共45页类别类别故障情况故障情况可能原因可能原因电子电子式电式电能表能表停电状态，停电状态，不能进行不

28、能进行红外通信红外通信轮显轮显1、电表内部电池欠压；、电表内部电池欠压；2、有红外干扰；、有红外干扰；3、电池连接与线路板座针接触不良；、电池连接与线路板座针接触不良；停电状态，停电状态，电脑不能电脑不能进行停电进行停电抄表抄表1、表号输入错误；、表号输入错误；2、电表应处于轮显状态；、电表应处于轮显状态；3、电表内部锂电池电量不足。、电表内部锂电池电量不足。第37页/共45页4、电压互感器的常见故障和故障处理序号序号故障情况故障情况可能原因可能原因处理方法处理方法1电压互感器高压电压互感器高压熔断器的熔丝时熔断器的熔丝时常熔断常熔断1、铁磁谐振一、二次电、铁磁谐振一、二次电压升高；压升高；2

29、、空载母线投入高压电、空载母线投入高压电容器，操作过电压；容器，操作过电压；3、五柱三相电压互感器，、五柱三相电压互感器，发生一次中点接地或单相发生一次中点接地或单相接地接地1、采用抗铁磁谐、采用抗铁磁谐振措施或更换铁振措施或更换铁磁谐振，磁谐振，2、母线先带负荷，、母线先带负荷，后投高压电容器；后投高压电容器；3、高压侧中点接、高压侧中点接电阻或氧化锌避电阻或氧化锌避雷器或压敏电阻雷器或压敏电阻2电压互感器接线电压互感器接线端子引线断路端子引线断路1、扭紧螺母时螺杆跟着、扭紧螺母时螺杆跟着转动，扭断引线；转动，扭断引线；2、接触不良，发热烧断、接触不良，发热烧断引线。引线。1、防止螺杆转动；

30、、防止螺杆转动；2、保证引线接触、保证引线接触良好。良好。第38页/共45页序号序号故障情况故障情况可能原因可能原因处理方法处理方法3三相电压互感器三相电压互感器的误差超过误差的误差超过误差限限三相电压互感器必须保证三相电压互感器必须保证正相序接线才能准确，相正相序接线才能准确，相序接反则其误差会超过范序接反则其误差会超过范围围保证电源与电压保证电源与电压互感器的正相序互感器的正相序接线一致接线一致4电压互感器在运电压互感器在运行中壳体突然爆行中壳体突然爆炸炸油浸式电压互感器的自动油浸式电压互感器的自动排气阀失灵，当线圈高温排气阀失灵，当线圈高温引起气体膨胀，不能排出引起气体膨胀，不能排出气体

31、，导致其壳体爆炸气体，导致其壳体爆炸安装维修时必须安装维修时必须确保自动排气阀确保自动排气阀灵活好用灵活好用5电压互感器在运电压互感器在运行中烧损行中烧损1、熔断器的熔丝过大不、熔断器的熔丝过大不能熔断；能熔断；2、极性接错，一、二次、极性接错，一、二次电流过大；电流过大；3、三相系统的某一相长、三相系统的某一相长时间接地；时间接地；4、铁磁谐振、操作过电、铁磁谐振、操作过电压和雷电压冲击损坏线圈压和雷电压冲击损坏线圈的绝缘的绝缘1、采用合格的熔、采用合格的熔断器；断器；2、严防极性接错；、严防极性接错；3、尽快消除接地、尽快消除接地原因；原因；5、加强防谐振、加强防谐振、防操作过电压和防操作过电压和预防雷击的措施预防雷击的措施第39页/共45页序号序号故障情况故障情况可能原因可能原因处理方法处理方法1油浸电流互感器油浸电流互感器或电压电流组合或电压电流组合互感器的绝缘不互感器的绝缘不良良1、气温过低，经常运行、气温过低，经常运行在在-30左右油的绝缘性能左右油的绝缘性能差；差；2、油面在正常油位以下，、油面在正常油位以下，线圈引线露出油面，线圈线圈引线露出油面，线圈吸入潮气吸入潮气1、更换耐低温绝、更换耐低温绝缘油；缘油；2、干燥消除潮气、干燥消除潮气补充相应绝