电能计量装置

电能计量装置电能计量是电力企业生产、科研和经营管理不可缺少的一项重要基础工作。它包括：发电量、上网电量的计量，供电量、售电量的计量；以及网损、变损的检测和生产经营中技术经济指标核算的计量等等。从某种意义上说电能计量工作代表电力企业效益和质量水平的重要标志，是电力企业参与市场竞争的首要条件。没有准确的电能计量，就没有科学、合理且合法的电量数据，电力生产经营指标的监控，发、供、用电量的结算就缺乏牢固的基础。世界工业发达的国家，都把计量检测、原材料和工艺装备作为现代工业生产的三大支柱。电力企业只有凭借准确、可靠地计量数据，才能保证电力安全、经济、可靠地运行，才能有优质、诚信的电力营销和良好的企业形象。“计量就是效益”，电力企业在激烈的市场竞争中，必须在降低成本和电量损耗上下功夫，实现发电与供电、购电与售电的最小差值；提高电力营销水平，必须以科学、准确、可靠的电能计量数据为依据，加强购、售电量的核算及管理，杜绝估超估算、假账真算、线损指标分摊等现象，用系统的、准确可靠的、最佳的电能计量方式及其计量所得数据来保证电力营销活动。只有加强电能计量工作，公正而诚信地进行贸易结算和参与市场竞争，电力企业才能获得最佳的经济效益。2整理ppt1.

电能计量装置的组成。一般我们把电能表、与其配合使用的互感器以及电能表到互感器的二次回路统称为电能计量装置。2.电能计量装置各个部分作用(1)电能表的作用:电能表俗称电度表，是电能计量装置的核心部分，其作用是计量负载消耗的或电源发出的电能。(2)互感器的作用:A.扩大了电能表的量程。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，再接人电能表，使得电能表能完成超过其量程的电能测量任务，因此测量范围扩大了。

B.减少了仪表的制造规格。互感器的使用，使仪表制造厂家容易实现电能表等指示仪表生产规格的标准化。如高供高量用三相三线电能表的量程一般为电压10OV，电流5A，这有利于电能表的批量生产和成本降低。

C.隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安全。因为抄表人员经常接触的电能表是在互感器的二次回路。正常情况下，二次侧的电压、电流都很小，并且都有一端保安接地，使得人和指示仪表的安全系数大大提高。（3）二次回路的作用电能汁量装置的二次回路包含电压二次回路和电流二次回路。电压二次回路是指电压互感器的二次线圈、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的电流线圈以及连接二者的导线所构成的回路。3整理ppt1电能计量基本知识UPS的基本结构GYZD011010014整理ppt1.电能表分类（1）按使用电源性质分类：可分为交流电能表和直流电能表；其中交流电能表主要有以下种类：单相电能表、三相三线电能表、三相四线电能表和最大需量电能表。（2）按结构和原理分类：可分为机电式电能表和电子式电能表；（3）按用途分类：可分为工业与民用电能表及特殊用途电能表。5整理ppt1电能计量基本知识6整理ppt2.电能表的铭牌与标识电能表的铭牌可以固定在计度器框架上，也可附在表盖上，示意图如图1-1所示。铭牌上标志的含义分别说明如下：（1）计量单位名称或符号：有功电能表为“千瓦·时”或“kW·h”,无功电能表为“千乏·时”或“kvar·h”。（2）计度器的窗口：字轮式整数位和小数位用不同颜色区分，中间有小数点；液晶式的，一般是直接显示数字。（3）电能表的名称及型号：我国对电能表型号的表示方式规定如表1-1所示。（4）基本电流和额定最大电流：其中基本电流用Ib表示；额定最大电流用Imax表示。如5（20）A，即电能表基本电流为5A，额定最大电流为20A。（5）参比电压：指的是确定电能表有关特性的电压值。三相三线电能表以相数乘以线电压表示，如3×380V；三相四线电能表则以相数乘以相电压／线电压表示，如3×220／380V；单相电能表则以电压线路接线端上的电压表示，如220V。（6）额定频率：我国工业频率规定为50Hz。（7）电能表常数：指的是电能表计度器的指示数和转盘转数之间的比例常数，用C表示，如C＝7200r/（kW·h），说明转盘转了7200r，计度器的指示数增加1kW·h。（或一度电闪烁多少个脉冲）（8）准确度等级，以圆圈中的等级数字表示，无标志时，单相电能表视为2.0级。（9）耐受环境条件的能力，分为P、S、A、B四组。（10）条形码，厂家或使用单位的识别标示。通常，电能表的质量是以准确度等级、过负载能力和一次使用寿命等几项指标为主要标志。7整理ppt1电能计量基本知识8整理ppt3.感应式电能表简介感应式电能表的种类、型号尽管很多，但它们的基本结构都是相似的，即都是由测量机构、补偿调整装置和辅助部件所组成。图1-2是感应式单相电能表测量机构简图。测量机构是电能表实现电能测量的核心部分。它由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器组成。驱动元件由电压元件与电流元件构成。被测电路的电压和电流作用于电压元件和电流元件，产生的交变磁通与其在圆盘内产生的感应电流相互作用，进而产生驱动力矩，推动圆盘转动。转动元件由铝质转盘和转轴用合金压铸在一起组成，其作用是在驱动元件建立的交变磁通的作用下，圆盘上产生感应电流，进而产生驱动力矩使圆盘转动，并把转动的圈数通过蜗轮与蜗杆的啮合传递给计度器。制动元件由永久磁铁及其调整元件组成，其作用是产生与驱动力矩相反的制动力矩，以便使圆盘的转动速度与被测电路的功率成正比。轴承是电能表的一个重要部件,它由上、下轴承组成。上轴承位于转轴上端,只起定位和导向作用。下轴承位于转轴下端,用以支撑转动元件的全部重量，下轴承的质量好坏对电能表的准确度和使用寿命有很大影响。9整理ppt1电能计量基本知识10整理ppt1电能计量基本知识电子式电能表的构成：11整理ppt4.电子式电能表简介（1）组成电子式电能表由电能测量单元、电源单元、中央处理单元、显示单元、输出及通信单元组成，如图1-3。（2）各单元的作用1）电源单元将50Hz的电网220V交流高电压变换成电子元件所需的直流低电压±5V。将电子式电能表与外界交流电网实现电气隔离，使电网噪声的影响缩小。提供后备电池，确保电网停电时数据不丢失。电池：电子表停电时，维持表的显示和时钟等功能。2）显示单元利用LED数码管和LCD液晶显示器来显示电能表的电能量。3）电能测量单元将输入表中电压、电流变换成与功率成一定比例关系的脉冲信号送至分频器、计数器。它是电子表的关键，其测量精度直接决定电能表的精度和准确度。核心元件：乘法器4）输出及通信单元：脉冲输出、远红外口、RS485口5）单片机（3）电子式电能表分类按相线数分：单相、三相。按功能分：普通电能表、预付费电能表、多功能电能表。按工作原理分：模拟乘法器型、数字乘法器型。12整理ppt1电能计量基本知识13整理ppt1电能计量基本知识14整理ppt1电能计量基本知识15整理ppt1.电流互感器的结构特点电流互感器结构简单，一次线圈匝数少，二次线圈匝数多（N1<<N2）。我国规定电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器尺寸小，成本低，价格便宜，通过短路电流时稳定性较高。缺点：当被测电流小时准确度低。电流互感器的接线方式是一次线圈串联在线路中。2.极性标志我国电流互感器以减极性标注。一次绕组首端标为L1，末端标为L2。当一次绕组带有抽头时，首端标为L1，自第一个抽头起依次标为L2，L3……。二次绕组首端标为K1，末端标为K2。当二次绕组带有中间抽头时，首端标为K1，自第一个抽头起以下依次标志为K2，K3……。对于具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在各个二次绕组的出线端标志“K”前加注数字，如1K1，1K2，1K3……；2K1，2K2，2K3……。标志符号的排列应当使一次电流自L1端流向L2端时，二次电流自K1流出，经外部回路流回到K2。3.电流互感器图形符号16整理ppt1电能计量基本知识17整理ppt1电能计量基本知识18整理ppt4.电流互感器分类（1）电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器。（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。（3）根据安装地点可分为户内式和户外式。（4）根据绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式等。（5）根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、电子式等电流互感器。5.电流互感器的型号规定目前，国产电流互感器型号编排方法规定如下：产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见表2-l所示19整理ppt1电能计量基本知识20整理ppt1电能计量基本知识21整理ppt6.电流互感器的主要参数（1）额定电流变比：额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比,额定电流比一般用不约分的分数形式表示。（2）额定电流：就是在这个电流下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电流时，叫做过负载。（3）准确度等级：国产电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S级及0.5S级。（4）额定容量：电流互感器的额定容量，就是额定二次电流I2e通过二次额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e。（5）额定电压：是指一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值），它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和电流互感器额定容量没有任何关系。22整理ppt1电能计量基本知识23整理ppt1电能计量基本知识使用电流互感器应注意的问题：★运行中的电流互感器二次绕组不允许开路。★电流互感器绕组应按减极性连接。★电流互感器二次侧应可靠接地。★电流互感器二次侧不接熔断器。24整理ppt1.电压互感器的结构特点电压互感器一次侧电压与电网电压相等，二次侧电压我国规定相间电压为100V，相与地间为100/√3V。一次线圈匝数多，二次线圈匝数少（N1》N2）。电压互感器二次负载的阻抗很大；一次电流和二次电流都很小。可以认为电压互感器是在近似于开路状态下工作。电压互感器的接线方式是一次线圈并联在线路中。2.极性标志我国电压互感器以减极性标注。电压互感器一次绕组接线端子用大写字母A、B、C、N表示，二次绕组接线端子用小写字母a、b、c、n表示。3.电压互感器图形符号25整理ppt1电能计量基本知识26整理ppt1电能计量基本知识27整理ppt4.电压互感器的分类（1）根据用途分类：按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器。这两种电压互感器，又可分为单相电压互感器和三相电压互感器。（2）根据安装地点分类：按安装地点分为户内型电压互感器和户外型电压互感器。（3）根据电压变换原理分类：电磁式电压互感器，以电磁感应来变换电压；电容式电压互感器，以电容分压来变换电压；光电式电压互感器，以光电元件来变换电压。（4）根据结构不同分类单级式电压互感器，一次绕组和二次绕组均绕在同一个铁芯柱上。串级式电压互感器，一次绕组分成匝数相同的几段，各段串联起来，一端子连接高压电路，另一端子接地。28整理ppt1电能计量基本知识29整理ppt5.电压互感器的型号规定目前，国产电压互感器型号编排方法如下：电压互感器在特殊使用环境的代号，主要有以下几种：CY一船舶用；GY一高原地区用；W一污秽地区用；AT—干热带地区用；TH一湿热带地区用。电压互感器型号中的字母，都用汉语拼音字母表示，字母排列顺序及其对应符号含义如表3-1所示。30整理ppt1电能计量基本知识31整理ppt6.电压互感器的主要参数（1）绕组的额定电压：额定一次电压是指可以长期加在一次绕组上的电压，其值应与我国电力系统规定的“额定电压”系列相一致。额定二次电压，我国规定接在三相系统中相线与相线之间的单相电压互感器为100V，对于接在三相系统相与地间的单相电压互感器，为100/√3V。（2）额定电压变比：额定电压变比为额定一次电压与额定二次电压之比，一般用不约分的分数形式表示。（3）额定二次负载：电压互感器的额定二次负载，为确定准确度等级所依据的二次负载导纳（或阻抗）值。（4）准确度等级：国产电压互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0级。用户电能计量装置通常采用0.2级和0.5级电压互感器。32整理ppt1电能计量基本知识33整理ppt1电能计量基本知识使用电压互感器应注意的问题：★电压互感器二次侧严禁短路。★按要求的相序进行接线。★电压互感器二次侧应可靠接地。★电压互感器使用前应进行检定。34整理ppt1.电能计量装置的分类原则：电量大小、贸易结算、内部考核、便于管理、管理工作量大小。2.电能计量装置的分类方法：运行中的电能计量装置按其所计量点能量的多少和计量对象的重要程度分五类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。（1）Ⅰ类电能计量装置：月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电能计量装置。（2）Ⅱ类电能计量装置：月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量装置。（3）Ⅲ类电能计量装置：月平均用电量10万kWh及以上或变压器容量为315kVA及以上的计费用户、100MW以下发电机、发电企业厂(站)用电量、供电企业内部用于承包考核的计量点、考核有功电量平衡的110kV及以上的送电线路电能计量装置。（4）Ⅳ类电能计量装置：负荷容量为315kVA以下的计费用户、发供电企业内部经济技术指标分析、考核用的电能计量装置。（5）Ⅴ类电能计量装置：单相供电的