装表接电技能培训课件-电能计量概述

电能计量认知12电能计量电能计量就是对电能的准确测量活动电能计量是通过电能计量装置实现的电能计量

在电力系统中，发电、变电、输电、配电、用电等各环节的贸易结算和经济指标考核都要用到电能计量装置，来计量发电量，厂用电量，供电量和销售电量等。

计量居民用电量的单相电能表是一种最简单的电能计量装置。它计量的用电量是居民缴纳电费的依据。单相电能表电流互感器电能计量电能表和互感器连接起来的电路叫做二次回路电压互感器电能表电流互感器高压电能计量装置高电压大电流

电能计量装置是指由各种类型的电能表或与计量用电压、电流互感器（或专用二次绕组）及其二次回路相连接组成的用于计量电能的装置，包括电能计量柜（屏、箱）。电能计量装置的概念（以上几种情况均包含表箱表柜）容量比较小的低压电力客户的电能计量装置仅包括电能表。负荷较大的低压计量的电力客户。电能计量装置包括，电能表和配套的电流互感器及其二次回路。高压计量的电力客户。电能计量装置包括电能表和配套的电流互感器，电压互感器及其二次回路。电能计量装置的概念1243电能表的发展概况感应式电能表机电式电能表电子式电能表智能电能表电能表的发展交流感应式电能表1880年，爱迪生直流安培小时计。

1888年，费拉里斯将旋转磁场理论用于交流电能测量。

1889年，布勒泰无单独电流铁芯的感应式电能表。

1890年，带电流铁芯的感应式电能表

1890年第一块交流感应式电能表诞生电能表

感应式电能表是根据电磁感应原理制成的，内部有铁芯和线圈，还有转盘等部件。电能表的发展机电式电能表电能脉冲数转数1、电子式电能表

利用微电子技术，信号处理技术及通信技术制造的交流电能表。电子式电能表也叫静止式电能表。电能表的发展电子式电能表

诞生于工业发达国家1976年日本研制电子式交流电能表20世纪90年代智能型IC卡预付费电能表

电能表的发展2．电子式交流电能表技术的发展20世纪80年代初开始研制电子式多费率电能表；从20世纪90年代初开始研制全电子式交流电能表；1994年开发出了多种类型、规格的电子式交流电能表。电能表的发展我国电子式交流电能表技术的发展电能表的发展智能电能表组成：测量单元，数据处理单元，通信单元等功能：电能计量数据处理，实时监测，自动控制，信息交互等互感器的发展概况

1879年电压互感器开始应用

1885年电流互感器开始问世20世纪60年代研制光电式互感器。20世纪70年代研制电子式互感器20世纪90年代实用化研究阶段互感器的发展概况

国内电子式互感器研制应用概况始于20世纪90年代初2000年后进入工程化研究阶段2007年以来逐渐开始工程应用课程性质及主要内容关于电能计量装置的知识和技能：电能表和互感器的基本结构和工作原理电能计量装置的接线电能计量装置选配电能计量装置安装电能表和互感器的检定电能表和互感器的接线分析更正电量计算课程总结电能计量装置

电能计量装置由各种类型的电能表或与计量用电压、电流互感器（或专用二次绕组）及其二次回路相连接组成的用于计量电能的装置，包括电能计量柜（屏、箱）。电能表发展概念感应式>机电式>电子式>智能表互感器发展概况电磁式>电子式计量功能通信功能费控功能事件记录显示功能其他功能一、计量功能智能电能表的功能1.电能计量1）具有正向、反向有功电能量和四象限无功电能量计量功能，并设置组合有功和组合无功电能量。2）四象限无功电能除能分别记录、显示外，实现组合无功1和组合无功2的计算、记录、显示。一、计量功能智能电能表的功能1.电能计量3）具有分时计量功能；有功、无功电能量应对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量分别进行累计、存储；不应采用各费率或各时段电能量算术加的方式计算总电能量。4）具有计量分相有功电能量功能；不应采用各分相电能量算术加的方式计算总电能量。2.

需量测量（1）测量单向或双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间，并存储带时标的数据。（2）最大需量测量采用滑差方式。出厂默认值：需量周期15min、滑差时间1min。（3）能存储12个结算日最大需量数据。智能电能表的功能二、通信功能RS485通信：将电能表的RS485接口与外部采集器的RS485接口连起来，完成电能表与采集器的通信。智能电能表的功能载波通信：现有电力线路构成的网络，通过调制与解调技术实现电能表与采集器的通信。二、通信功能公网通信：电能表内嵌入通信模块。（GPRS、CDMA或GSM）完成远程通信。微功率通信：采用外置即插即用微功率无线通信模块，无线模块能自动组网。红外抄表接口：采用近距离红外线通信，将电能表那的信息加载在红外光波上传递到外配手持终端和便携微机上。智能电能表的功能三、费控功能本地费控：通过CPU卡、射频卡等固态介质实现。远程费控：通过载波等虚拟介质和远程售电系统实现。智能电能表的功能1.控制方式（1）本地费控：通过CPU卡、射频卡等固态介质实现。在电能表内进行电费实时计算：剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表以声光或其他方式提醒客户。透支金额低于透支门限金额时，电能表发出断电信号，控制负荷开关中断供电。远程费控：通过载波等虚拟介质和远程售电系统实现。智能电能表的功能电费计算在远程售电系统完成。表内不存储、显示与电费、电价相关的信息。电能表接收远程售电系统下发的跳闸、允许合闸、数据抄读指令。智能电能表的功能（2）远程费控在电能表的运行参数出现异常时，能记录异常时间、次数、表的状态，以供分析和追补电量用。事件记录功包括：失压、失流、逆相序、需量清零、时段设置、编程、反向功率、停电及来电、全失压、过载、电网监测、表盖端钮盖开启（选配）等等。智能电能表的功能四、事件记录电能表显示内容分为数值、代码和符号三种；显示数值：电能表可显示电能量、需量、电压、电流、功率、时间、剩余金额等各类数值；显示代码：包括显示内容编码和插卡提示；显示符号：可包括功率方向、费率、象限、编程状态、相线、电池欠压、故障（如失压、断相、逆相序）等标志。智能电能表的功能五、显示功能三相电能表液晶显示字符智能电能表的功能测量、记录、显示当前各分相电压、电流、功率、功率因数及测量误差等运行参数。越限监测功能：以对电压、电流、功率因数的参数设置限值引进行监测。当某参数超出或低于设定的限值时，以事件方式进行记录。智能电能表的功能六、其他功能1.测量及监测功能电能表内置时钟电路，具有日历时间和闰年自动切换功能。内部时钟频率为1Hz全年至少可设置2个时区24小时内至少可以设置8个时段，最小间隔为15分钟。智能电能表的功能2.时钟、时段及费率功能（1）在编程状态下，通过RS485、红外通信接口对电能表校时。（2）广播校时每天只允许一次。广播校时范围不得大于5min。校时大于5min时，通过现场进行校时。避免在电能表执行冻结或结算数据转存前后5min内进行校时智能电能表的功能3.校时功能（1）定时冻结。按照指定的时刻、时间冻结电能表数据，每个冻结量至少保存12次。（2）瞬时冻结：在非正常情况下冻结当前的所有电量数据、日历时间以及重要的测量数据。瞬时冻结保存最后3次数据。（3）约定冻结：在新老两种费率、时段转换和电力企业认为有特殊要求时，在约定时刻冻结该时刻的电能数据以及其他重要数据。（4）日冻结：存储每天零点的电能数据，可存储两个月的数据量。智能电能表的功能4.冻结功能在停电状态下，能通过按键或非接触式方式唤醒电能表，抄读电能等数据。智能电能表的功能5.停电抄表（1）至少能存储上12个结算日的双向总电能和各费率的电能数据。数据转存分界时刻为月末24时或在每月1~28日内的整点时刻。（2）至少能存储上12个结算日的双向最大需量、各费率最大需量及出现的日期和时间数据。对数据转存分界时刻为月末24时或在每月1~28日内的整点时刻。（3）电能表电源失压后，所有与结算有关的数据保存时间应不少于10年，其他数据保存时间应不少于3年。智能电能表的功能6.数据存储功能电表清零：清除电能表内存储的电能量、最大需量、冻结量、事件记录、负荷记录等数据。需量清零：清空电能表内当前的最大需量及发生的日期、时间等数据。电能表清零操作必须作为世界永久记录。所有清零指令必须有防止非授权人操作的安全措施。智能电能表的功能7.清零电能表应具备与计量的电能成正比的LED脉冲和电量脉冲输出功能。智能电能表的功能8.脉冲输出9.失电压、断相发生任意相失电压、断相时，电能表能记录并发出正确提示信息。10.扩展功能（1）计量视在电能。（2）谐波电压、电流、电量的监测。（3）电能质量监测。（4）计算铁损、铜损。智能表电能表具有多项功能，主要包括计量功能、通信功能、测量功能、显示功能、事件记录等。智能电能表的功能课程总结电子式电能表的测量原理。电子式电能表的测量原理完成电能计量必备两项功能：产生功率信号将功率信息进行累加乘法器实现u(t)i(t)功率信号P(t)加法器实现p(t)相加电能信号WP显示器电压变换器电流变换器乘法器U/f变换计数显示控制iuU或Df电能计量单元直流电源A/D转换采用数字乘法器时需要A/D转换电子式电能表的基本组成框图电子式电能表的测量原理电子式电能表的测量原理一、取样电路

取样电路的组成：电流取样电路电压取样电路取样电路的作用：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；使乘法器和电网隔离，减小干扰。电子式电能表的测量原理

1.电流取样电路（1）锰铜电阻取样（锰铜片分流器

）

u(t)＝i(t)Rs电子式电能表的测量原理（2）电流互感器取样

优点：电能表内主回路与二次回路、电压和电流回路可以隔离分开，实现供电主回路电流互感器二次侧不带强电可提高电子式电能表的抗干扰能力。

电子式电能表的测量原理2.电压取样电路（1）电阻取样

优点：线性好、成本低缺点：不能实现电气隔离电子式电能表的测量原理

（2）电压互感器取样优点：实现一次侧和二次侧的电气隔离

提高电能表的抗干扰能力缺点：成本高电压互感器取样电路工作原理电子式电能表的测量原理二、乘法器电路

乘法器：模拟乘法器、数字乘法器理想的乘法器的输出特性方程式可表示为常用模拟乘法器：时分割乘法器、霍尔效应乘法器。

电子式电能表的测量原理二、乘法器电路

数字乘法器：是将数字量相乘。A/DA/D

数字乘法器P（D）A/D转换就是把模拟量转换成数字量微处理器控制双通道A/D转换，同时对电压、电流进行采样，由微处理器完成相乘功能并累计电量。电子式电能表的测量原理采样电路采样电路在每一个模拟周期T内等间隔地记录信号数据。采样可以将连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号。一个周期内采样个数越多，转换结果越准确。

A/D转换器必须保持较高的采样频率才能不丢失有用的成分。A/D转换器的采样频率越高，电能表的测量精度也越高，要求微处理器的运算速度也越快。tTu(t)+umax-umax0(a)tTu(t)+uimax-uimax0(b)电子式电能表的测量原理平均功率P表示为式1：以△t为时间隔，将上式中的积分做离散化处理，即对电压，电流同时进行采样，得到计算软件来计算负载有功功率的数学模型为式2：平均功率的计算和功率因数无关。P=

P=

电子式电能表的测量原理三、电压／频率转换器

电压/频率转换电路:输出信号的频率与输入信号的电压成正比的电子电路。模拟乘法器：U/f变换数字乘法器：D/f变换用电压/频率转换电路，将乘法器输出的代表有功功率的信号变换成方波信号，用方波的频率f反应功率P的大小。0tusc测量单位时间内的脉冲数就可得到功率测量一段时间内的脉冲数可以得到该段时间内电能。电子式电能表的测量原理四、分频计数器

所谓分频，就是使输出信号的频率分为输入信号频率的整数分之一；

所谓计数，就是对输入的频率信号累计脉冲个数。

整形电路控制门计数器显示器分频器石英震荡器fxABC原理框图脉冲波形ABCABC电子式电能表的测量原理五、显示器

原理：液晶显示器（LCD）是利用液晶在一定电场下发生光学偏振而产生不同透光率来实现显示功能的。分类：根据光学原理分为：透射式反射式半透半反射式根据视角可分为：TN型（视角为900）STN型（视角为1600）根据工作温度可分为：普通型（0-65℃）宽温型（-30-85℃）课程总结电子式电能表的测量原理

电子式电能表一般由电压变换器、电流变换器、乘法器、U/f变换器、计数显示控制电路、直流电源等部分组成。

将被测电路中的高电压、大电流经电压、电流变换器转换后送入乘法器中相乘，输出一个与功率成正比的直流电压，然后再利用电压/频率转换器把这一电压转换成与被计量的电量成正比的脉冲，送入数据处理单元进行处理。乘法器是电子式电能表的核心部件。电能表认知1智能电能表的概念2电能表的总体结构4电能表规格3电能表型号智能电能表认知

智能电能表的定义

由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。负荷开关2通信方式3费控方式4等级1智能电能表的分类此外，还可以按照电流量程、电压范围进行分类。0.2S、0.5S、1.0、2.0内置负荷开关外置负荷开关载波GPRS无线RS-485总线本地费控远程费控智能电能表的总体结构

单相智能电能表嵌入式表座嵌入式挂钩阻燃、防紫外线的透明窗口点亮液晶显示器背光的几种情况1、按下显示查询按键时2、红外通信时3、红外遥控装置触发电压低于78%Un下关闭背光智能电能表的总体结构

单相智能电能表外置载波通信模块载波通信模块可以热插拔在电能表运行时，拔下载波模块只会影响电能表的通信，对正常计量不会有影响的电能表的外置通信模块接口应和交流采样电路实行电气隔离单相智能电能表外置载波通信模块正面有发送数据指示灯TXD和接收数据指示灯RXD，当收发数据时，相应的指示灯会闪烁。反面是通信接口拔掉液晶显示屏智能电能表的结构打开盖子智能电能表的结构掀起电路板智能电能表的结构

接线端子绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料跳闸控制端子脉冲接线端子多功能输出接线端子一对RS485接线端子包含电压接线端子电流接线端子通常也叫辅助端子绝缘性能和机械性能弱电端子强电端子智能电能表的结构三相三线智能电能表三相三线智能电能表的结构打开电池盖，是抄表电池打开下透镜，是电池仓三相三线智能电能表的结构微处理器计量芯片打开外壳拔掉液晶显示屏三相三线智能电能表的结构电压采样器电流采样器拆下电路板三相三线智能电能表的结构端钮盒接线端子三相三线智能电能表的结构--功能板实物图各种功能端子A、B、C三相电压电流端子美国TI485通讯芯片SN65LBC184美国ATMEL存储芯片EEROMAT24C256日本瑞萨CPU芯片M30221日本EPSON时钟芯片8025三相三线智能电能表的结构—铭牌生产许可证型号参比电流和最大电流参比电压电能表名称准确度等级电能表常数电能表型号××××通信信道代号连接符注册号功能代号第二组别号第一组别号类别号电能表型号（1）类别号（2）第一组别号（3）第二组别号D——电能表D——单相S——三相三线T——三相四线S——静止（电子）Z——智能H——谐波电能表型号（4）功能代号D——多功能；F——多费率（分时）；Y——费控（预付费）Y只有在第二组别的代号“Z”后时，其含义为“费控”；在其他代号后时，其含义均“预付费”例如：DDSY-1519DSZY149电能表型号C——CDMA；G——GPRS；J——微功率无线；N——以太网；Q——光纤；W——230Hz专网；Z——载波RS485的通信信道代号，在型号中可以省略。例如：DSZY149C-GDTZY149-Z（5）通信信道代号：电能表规格参比电压单相：220V三相四线：3×220/380V

（直接接入式）三相三线：3×100V；（经互感器接入式）标准的参比电流和最大电流参比电流：0.3A；1.5A；

5A；10A最大电流：1.2A；6A；

60A；100A例如：5（60）A；10（100）A

3×57.7/100V

（经互感器接入式）准确度等级有功0.2S、0.5S、1、2级无功2级以记入圆圈中的等级数字表示，如②，①；或以“C1·2”、“C1·1”表示电能表常数电能表记录的电能和相应的脉冲数之间关系的常数6400imp/kWh；6400imp/kvarh电能表规格电能表推荐常数表接入方式电压（V）最大电流（A）推荐常数（imp/kWh）直接接入3×220/380604003×220/380100300经互感器接入3×220/380664003×57.7/1006200003×57.7/1001.21000003×1006200003×1001.2100000电能表推荐常数表50Hz40%~60%参比频率23℃参比温度参比相对湿度1智能电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成2具有电能计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能4通过铭牌可以知道基本信息参比电流和最大电流、参比电压、电能表常数、额定频率等基本信息3智能电能表分为多种类型课程小结智能电能表费控功能智能电能表费控功能费控的基本概念

费控就是根据电费缴纳情况控制用户供电状态，实现欠费断电，付费恢复供电采用内置开关：电能表最大电流不宜超过60A。采用外置开关：电能表可输出开关信号，使负荷开关合闸，当满足控制条件时，输出开关信号，驱动外置开关跳闸，中断供电。智能电能表费控功能本地费控：在电能表内进行电费实时计算。在表内完成剩余金额测算，根据测算结果完成预警、告警、跳闸、允许合闸等控制。远程费控：电费计算在远程售电系统中进行，表内不存储、显示与电费、电价相关的信息。电能表接收远程售电系统下发的跳闸、允许合闸、数据抄读指令。支持CPU卡、射频卡等固态介质进行充值及参数设置，同时也支持通过虚拟介质远程实现充值、参数设置及费控功能，在电能表内进行电费实时计算，在表内完成剩余金额测算，根据测算结果完成预警、告警、跳闸、允许合闸等控制。本地费控与远程费控是本地费控电能表都应具有的功能智能电能表费控功能本地费控电能表功能智能电能表费控功能本地费控功能当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表以声、光或其他方式提醒用户；当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表应发出断电信号，控制负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，首先扣除透支金额，当剩余金额大于设定值时，可通过远程或本地方式使电能表处于合闸或允许合闸状态。智能电能表费控功能本地费控功能当供电线路停止供电时，剩余金额以及其他需要保护的信息不应丢失。剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示位数决定。对本地费控电能表，远程费控跳闸命令优先级高。本地费控实现流程剩余金额≤报警金额1点亮背光，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s）剩余金额=报警金额2电能表拉闸，点亮背光，跳闸灯常亮，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s），“拉闸”字样常显（允许插卡或按键合闸恢复）（1）剩余金额≥01.报警提示智能电能表费控功能智能电能表费控功能本地费控实现流程1.报警提示（2）剩余金额=0透支门限金额≠0电能表拉闸，点亮背光，跳闸灯常亮，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s），“拉闸”字样常显；（允许插卡或按键合闸恢复）透支门限金额=0电能表拉闸，点亮背光，跳闸灯常亮，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s），“拉闸”字样常显；拉闸后，这时必须再购电（须判断合闸允许金额限值，出厂默认设置为0元）才合闸智能电能表费控功能再购电后合闸判断步骤如下：a）剩余金额>合闸允许金额限值，合闸；b）剩余金额≤合闸允许金额限值，不合闸；合闸允许金额10元报警金额220元报警金额130元透支金额10元剩余金额≤30报警≤20负荷开关跳闸可合闸≤0负荷开关跳闸可合闸﹥10负荷开关跳闸须购电，满足条件才可合闸5＜10购电15元负荷开关保持分闸状态电表状态开关操作15＞10不能合闸购电25元负荷开关合闸可合闸举例说明智能电能表费控功能智能电能表费控功能远程费控远程费控电能表是主站/售电系统借助虚拟介质进行充值及参数设置实现费控功能。远程费控实现的功能与本地费控实现的功能是等同的。远程费控电能表，本地主要实现计量功能，没有本地计费功能，计费功能由远程的主站/售电系统完成；智能电能表费控功能当用户欠费时由远程主站/售电系统发送跳闸命令，给用户断电，当用户充值后，远程主站/售电系统再发送允许合闸命令，命令有效后，允许用户合闸。远程费控电能表应能够支持远程直接合闸与远程允许合闸。智能电能表费控功能远程两种方式：远程方式通过公网、载波等虚拟介质实现远程方式通过远程售电系统实现智能电能表费控功能课程总结：智能电能表的费控功能费控方式：本地费控和远程费控本地费控电费计算在电能表内实现远程费控电费计算在远程售电系统完成电能表根据用户表内电费余额，对电路进行分合控制负荷开关分：内置式开关和外置式开关本地费控实现的流程本地费控实现流程智能电能表本地费控实现过程1.报警提示（1）剩余金额≥0剩余金额≤报警金额1点亮背光，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s）剩余金额=报警金额2电能表拉闸，点亮背光，跳闸灯常亮，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s），“拉闸”字样常显（允许插卡或按键合闸恢复）智能电能表本地费控实现过程本地费控实现流程1.报警提示（2）剩余金额=0透支门限金额≠0电能表拉闸，点亮背光，跳闸灯常亮，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s），“拉闸”字样常显；（允许插卡或按键合闸恢复）透支门限金额=0电能表拉闸，点亮背光，跳闸灯常亮，同时液晶“请购电”闪烁显示（闪1s灭1s），“拉闸”字样常显；拉闸后，这时必须再购电（须判断合闸允许金额限值，出厂默认设置为0元）才合闸智能电能表本地费控实现过程再购电后合闸判断步骤如下：a）剩余金额>合闸允许金额限值，合闸；b）剩余金额≤合闸允许金额限值，不合闸；智能电能表本地费控实现过程报警金额220元报警金额130元透支金额1