电气测量技术 课件项目5 电能的测量

配套课件电气测量技术电工仪表与测量的基本知识目录Contents项目1电流与电压的测量项目2电阻的测量项目3电功率的测量项目4电能的测量项目5频率和相位的测量项目6信号波形的测量项目7其他电气测量项目8项目5电能的测量项目目标项目5电能的测量项目目标1）掌握感应系电能表的构造，了解单相电能表的接线情况。2）了解三相有功电能表的面板及面板上各部分的作用。3）掌握三相四线电能表和三相三线电能表的组成及使用。4）掌握电子式电能表的组成、原理及使用方法。5）能使用单相电能表测量电能。6）能掌握三相电能表的使用方法。7）能使用电子式电能表测量单相功率和三相功率。8）具备专业安全意识、规范意识、标准意识和质量意识。9）具备精益求精的工作作风和严谨求实的劳动态度。项目导入项目导入电能的测量是电工测量中的一个普遍存在的内容，每个用电的用户都需要测量电能。显然，生产生活中使用电能通常是要缴费的，只有先计量电能后才能确定缴费的多少，并使公民自觉节约用电，达到节能的目的，这在构建低碳节约型社会过程中是非常必要的。项目5电能的测量项目实施学习任务5.1感应系电能表的应用学习任务5.1感应系电能表的应用学习任务5.11.掌握感应系电能表的构造，并理解各部分的功能。2.掌握单相电能表的接线。任务目标学习任务5.1感应系电能表的应用学习任务5.11.认识感应系仪表学习任务5.1感应系电能表的应用(1)面板学习任务5.11.认识感应系仪表学习任务5.1感应系电能表的应用组成结构名称组成元件作用驱动元件电压元件和电流元件电压元件：E形铁心和电压线圈（很细，匝数多，与负载并联，反映负载电压U）。电流元件：U形铁心和电流线圈（很粗，匝数少，与负载串联，反映负载电流I）。转动元件铝盘和转轴转轴上装有蜗杆，用来传递铝盘转数。仪表工作时，驱动元件产生的转动力矩将驱使铝盘转动。制动元件永久磁铁用来在铝盘转动时产生制动力矩，使铝盘的转速与被测功率成正比。计度器齿轮、滚轮以及计数器等计度器用来计算铝盘的转数，实现累计电能的目的。通过显示字轮直接显示出被测电能的数值。(2)基本结构学习任务5.11.认识感应系仪表学习任务5.1感应系电能表的应用(3)基本原理

当交流电通过单相感应系电能表的电压线圈时，在电压元件铁心中产生一个交变磁通ΦV，这一磁通经过伸入铝盘下部的回磁板穿过铝盘构成磁回路，并在铝盘上产生涡流iV。交流电流通过电流线圈时，会在电流元件铁心中产生一个交变磁通ΦA，这一磁通通过铁心柱的一端穿出铝盘，又经过铁心柱的另一端穿入铝盘，从而构成闭合的磁路。电压线圈和电流线圈产生的是两个交变磁通，这两个交变磁通及其产生的涡流相互作用，产生电磁力矩。学习任务5.12.单相感应系电能表的接线学习任务5.1感应系电能表的应用单相感应系电能表的接线应遵从发电机端守则，即电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，两线圈的发电机端应接电源的同一极性端。单相感应系电能表都有专门的接线盒，盒内有4个端子，连接时按1、3接电源，2、4接负载的原则。学习任务5.13.电能表的安装学习任务5.1感应系电能表的应用（1）通常要求电能表与配电装置装在一处。安装电能表的木板正面及四周边缘应涂漆防潮。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。（2）电能表应安装在配电装置的左方或下方。安装高度应在0.6~1.8m范围内（电能表的水平中心线距地面尺寸）。（3）电能表要安装在干燥、无振动和无腐蚀气体的场所。（4）不同电价的用电线路应分别装表，同一电价的用电线路应合并装表。（5）电能表安装要牢固垂直。每只表除挂表螺钉外，至少应有一只定位螺钉，使表中心线向各方向倾斜度不大于1o，否则会影响电能表的准确度。学习任务5.13.电能表简单的故障处理学习任务5.1感应系电能表的应用故障现象原因处理无显示无电源供电1）用万用表查看线路是否有电压，建议在电压表端子排上测量2）电能表的电压是否按电能表面板上所标定的额定电压接入不计量或者少计量计量电路工作不正常1）检查接入电压是否正确，电能表接线是否符合要求2）可用现场校验仪对电能表精度进行检测3）可通过估算用户电器的用电负荷，并对照比较电能表显示的功率，如相差不大，电能表计量应该没什么问题，此时检查接线盒或计量柜内的端子排上电流短接线是否取下（此现象在新装表或更换电能表后出现）项目实施学习任务5.2三相有功电能表的使用学习任务5.2三相有功电能表的使用学习任务5.21.了解三相有功电能表的面板及其作用。2.掌握三相四线有功电能表的组成及使用。3.掌握三相三线有功电能表的组成及使用。任务目标学习任务5.2三相有功电能表的使用学习任务5.21.认识三相四线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用

认识DT862-4型三相四线有功电能表（1）结构及工作原理

三相四线有功电能表由三个单相有功电能表的测量机构组合而成，是按三表法测量功率的原理制成的。常见的是具有三个驱动元件和两个铝盘结构的三相四线有功电能表。它的特点是两组驱动元件共同作用在一个铝盘上，另一组驱动元件单独作用在另一个铝盘上。也有采用三驱动元件单铝盘结构的电能表，铝盘越小，可动部分越轻，电能表体积也越小，但误差也越大。学习任务5.21.认识三相四线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用（2）使用

1）接线。三相四线有功电能表有直接接入和带电流互感器接入两种方式。当负载电流大于80A时，应该配合电流互感器使用，接线时必须区分好电源的相线、中性线及相序；还必须区分好电流互感器一、二次绕组的同名端，以便正确连接。

学习任务5.21.认识三相四线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用（2）使用

2）接线判定。

接线的正误，可以用快速检查法判别。当负载在正常状态下，先测记下铝盘在x分钟内的转数N1，再把相应的电压元件的电源断开，并测记此时铝盘在x分钟内的转数N2，对比N1和N2的值则可判定接线的正误。当电能表接线正确时，依次断开每个驱动元件电压，则N2转数为N1的1/3。

学习任务5.21.认识三相四线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用（2）使用3）读数a.如果三相四线有功电能表是最右边没有红色读数框的,那黑色读数框的都是整数,只是在最右边(即个位数)的“计数轮”的右边带有刻度，而这个刻度就是小数点后的读数；如果是最右边带有红色读数框的，那红色读数框所显示的就是小数点后的读数。学习任务5.21.认识三相四线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用（2）使用3）读数。b.如果电能表输出是不带电流互感器的,那表上显示的读数就是用户实际用电的计量读数,如果是带有电流互感器的,那要看电流互感器的规格了,比如用的是100/5的电流互感器,那它的倍率为20(即100除以5),如果是200/5的电流互感器,即倍率为40,如果是500/5的电流互感器,那倍率就是100。以此类推，把电能表上显示的读数再乘以这个倍率，就是实际使用的电能数，即实际使用电能=实际读数x倍率。学习任务5.21.认识三相四线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用（2）使用

3）读数。

互感器如果不只绕一匝，那么

实际使用电能=互感器倍率x互感器匝数x实际读数式中，互感器匝数为电流互感器内圈导线的条数，不指外圈。

一般计量收费时，大多不计小数位的读数。学习任务5.21.认识三相三线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用认识DS862-4型三相三线有功电能表（1）结构及工作原理

三相三线电能表由两只单相电能表的测量机构组合而成。将它接入电路后，作用在转轴上的总转动力矩等于两组元件产生的转动力矩之和，并与三相电路的有功功率成正比。因此，铝盘的转数可以反映有功电能的大小，并通过计度器直接显示出三相有功电能的数值。学习任务5.21.认识三相三线有功电能表学习任务5.2三相有功电能表的使用（2）使用

三相三线有功电能表有直接接入式和带电流互感器接入式两种方式。当其负荷电流小于等于80A时，宜采用直接接入式。当负荷电流大于80A时，宜采用带电流互感器接入式。直接接入式带电流互感器接入式项目实施学习任务5.3电子式单相电能表的应用学习任务5.3电子式单相电能表的应用学习任务5.31.掌握电子式单相电能表的组成及原理。2.掌握电子式单相电能表的使用。3.掌握预付费电子式单相电能表的组成及使用方法。任务目标学习任务5.3电子式单相电能表的应用学习任务5.3（1）面板介绍1.认识电子式单相电能表学习任务5.3电子式单相电能表的应用学习任务5.3（2）组成和工作原理1.认识电子式单相电能表学习任务5.3电子式单相电能表的应用组成部分作用变换器1.是将被测信号按一定的比例转换成低电压、小电流输入到乘法器中；2.是使乘法器和电网隔离，减小干扰。乘法器乘法器是电子式单相电能表的核心，它是一种能将两个互不相关的模拟信号进行相乘的电子电路，通常具有两个输入端和一个输出端，是一个三端网络。电压/频率转换器电压/频率转换器的作用是将输入电压（电流）转换成与之成正比的频率输出。分频计数器脉冲信号在计数之前，需要先进行分频，以降低脉冲频率。这样做，一方面是为了便于取出电能计量单位的位数，另一方面是考虑到计数器长期计数的容量问题。显示器显示作用。目前常见的电子式单相电能表显示器件有三种：液晶显示器（LCD）、发光二极管（LED）和荧光显示板（FIP）。学习任务5.3（1）面板介绍2.预付费电子式单相电能表学习任务5.3电子式单相电能表的应用学习任务5.3（2）工作原理2.预付费电子式单相电能表学习任务5.3电子式单相电能表的应用1）由分压器完成电压取样，由取样电阻完成电流取样。2）取样后的电压和电流信号由乘法器转换为功率信号。3）经电压/频率变换后，由步进电动机驱动计度器工作，并将脉冲信号输入单片机系统。4）用户需在供电部门交款购电，所购电能在售电机上被写进用户电卡，由电卡传递给电

能表，电卡经多次加密可以保证用户可靠地使用。5）当所购电能用完后，表内继电器将自动切断供电回路。学习任务5.3（3）安装方法2.预付费电子式单相电能表学习任务5.3电子式单相电能表的应用1）表在出厂前经检验合格并加以铅封，即可安装使用。2）安装表的底板应固定在坚固的耐火墙上，建议安装高度为1.8m左右。要求环境温度在-25~70摄氏度，相对湿度不超过85%，且周围空气中无腐蚀性气体。3）应按照接线图接线，最好用铜线引入。学习任务5.3（4）使用方法2.预付费电子式单相电能表学习任务5.3电子式单相单相电能表的应用

预付费电子式单相电能表在安装使用前，应由电力管理部门进行“清零”操作，清零方法为，按住“复位允许”按钮（电能表表盖第一个按钮）不动，插入“复位卡”，电能表“清零”后，购电报警电能设置为30.0（kw·h），分闸报警电能设置为3.0（kw·h）。项目实施学习任务5.4电子式三相电能表的应用学习任务5.4电子式三相电能表的应用学习任务5.41.了解电子式三相电能表的面板和工作原理。2.掌握电子式三相电能表的接线和使用方法。任务目标学习任务5.4电子式三相电能表的应用学习任务5.4（1）面板介绍1.认识电子式三相电能表学习任务5.4电子式三相电能表的应用学习任务5.3（2）工作原理1.认识电子式三相电能表