第3章 电气测量课件

1、第三章电力和电能的测定第一节电力和电量的测定方法第二节电动系统电表第三节低功率因数电表第四节三相电力的测定第五节感应系统电表和电量的测定第六节三相有效电表第七节三相无效电表和无效电量的测定第八节电子式单相电表第九节电子式三相电表第十节电子式单相复速率电表第十一节集中抄写表和电子式IC卡预付费电表ElectricalMeasure，本章要点，本章介绍电动系电表、低功率因数电表、三相电表、感应系电表的原理和使用方法。 其工作原理一般可以理解。 测量方法和测量时的电路连接，包括单相和三相，有效和无效的电度表，必须熟练掌握。 本章第八、九节介绍了电子式电能表的原理和电路结构，电表在电子电路中应用广泛，

2、所以通过电子电能表的电路结构，详细了解电表电子部件的使用方法。 第一节电力和电力的测定方法，第一、电力测定方法1 .直接法：用电动系统或数字单相电表测定单相电力。 用单相功率计连接二表法或三表法，或用三相电表测量三相电力。 二表法或三表法有加法过程，但一般分为直接法。 2 .间接法：直流通过测量电压、电流间接求出电力。 交流需要根据电压、电流、功率因数求出功率。 二、电能测定方法1 .直接法：直接测定电能，直流可以使用电动系电能表、交流用感应系或电子电能表。 2 .间接法：电力测量一般不是间接法，仅在电力稳定的情况下用电表和钟表进行测量。 三、转换式电力计常用的电力计多采用电动系统，电动系统计

3、的生产技术复杂，抗噪能力低，近年来利用磁电系统计芯制作的转换式电力计。 表的结构如图所示。 四、转换式电表工作原理转换式电表首先通过由两个变流器组成的采样电路检测负载的电压和电流，两个变流器的初级线圈连接法相反，电流和负载的u、I关系如下式所示。 半导体二极管是非线性元件，适当调整R0和R1，利用半导体二极管的平方律特性，使磁电系指示仪表的两端电压与负载的u、I积的电力成比例。 完成电力到电压的转换。 在标尺上刻上功率值。 回到本章的首页，二极管平方律特性，第二节电动系电度表，一、工作原理电动系仪表是测量电力的最常用的仪表，测量电力时将仪表的固定线圈和负载串联连接，反映负载电流I，将活动线圈和

4、负载并联连接，反映负载电压u，电动系仪表如果、u、I是交流，则同样地，可动线圈的偏转角与交流负载功率p成比例。 二、扩大功率计电流范围扩大功率计范围，分别扩大电流范围或扩大电压范围，扩大电流范围，可以将两个固定线圈从串联变为并联，范围可以相应地扩大两倍固定线圈串联固定线圈并联连接，但电表的固定线圈只有两个，所以该方法只能把范围扩大两倍。功率计的选择和使用方法、三、扩大电表的电压范围扩大电压范围，可以改变动线圈的串联附加电阻，在电阻值不同的情况下，可以得到不同的电压范围，但工程中使用的电压电平都是标准规定的，所以例如，D26W型便携式单相电表的电流范围为510A，电压范围为150300600V，

5、其功率范围为P1=5150=750 wp2=5300=1500 wp3=5600=3000 wp4=10150=1500 wp5=10300=。 由于是电感性或电容性负载的cosj1，所以上述范围表示最大功率范围。 例：有电感性负载，额定功率为600W，额定电压为220V，cosj0.8。现在，试着测量功率计实际消耗的电力，并选择使用的功率计的范围。 解负载额定电压为220V，因此功率计电压范围请选择300V。 负载额定电流为a，因此选择电流范围为5A、电压范围为300V、功率范围为3005=1500W的功率计。 四、电表的正确接线，因为电动电表的指针的偏转方向和两个线圈的电流方向有关，所以规

6、定两个线圈的电源(发电机)端，使指针不反转，用“*”表示。 电表的正确接线必须遵守“电源侧”的规范。 即，布线时必须将“电源侧”与电源的同极性连接。 电源(发电机)侧规范、电流线圈：从电流线圈的电源(发电机)侧流过电流，将电流线圈和负载串联连接。 电压线圈：保证从电压线圈的电源(发电机)流过电流，电压线圈的支路与负载并联。功率计的正确接线(a )电压线圈之前(b )电压线圈之后，五、功率计的错误接线，电源端*有同一极性的错误，可动线圈与固定线圈之间有电位差的错误，六、功率计的读取值，便携式功率计一般有几个选择不同的范围时，功率计比例的各单元显示的功率值会不同。 通常，每格显示的瓦特数称为功率计

7、的格常数。 如果没有附加在功率计上的分格常数表，则该分格常数c也可以用下式计算，如果求出功率计的分格常数c，就可以求出被测量功率。 PC :，图功率表前面面板的图像，1电压端子，4指针零调整器，2电流端子， 3标度盘5变换电力正负的旋钮，图D26型仪表，例如选择电表，其电压范围为300V，电流范围为5A，标度的全标度数为150网格，用它测量某负载消耗的电力，指针偏向80网格。 求负载的功耗。 解：首先求出功率计的格常数被测定功率，返回本章的首页，在第三节低功率因数功率计中，要用一般功率仪表测定低功率因数的功率，在低功率因数的情况下，电流大，功率小，用功率选定的话，存在电流的额定过小的问题。 如

8、果用电流选择，即使在满电流的情况下，也只能使用功率计刻度的前几个单元，并不能获得正确的读取值。 以测定功率因数为0.1、额定电压为500V、额定电流为10A、功率为500W的电路为例。 如果选择500V、500W的一般功率计，额定电流只有1A。 选定500V、10A的一般功率表，最大显示值为5000W。 500W只能使用比例的前1/10。 测量低功率因数的功率计必须具有大电流和低功率显示值两个特征。 在结构上，一方面要提高仪表的灵敏度，能够测量低功率，另一方面，在提高电表的额定电流，增大额定电流时，必须注意仪表的功耗不要变大。 另一方面，带补偿线圈的低功率因数功率计主要着眼于仪表消耗问题的解决

9、。 本来，功率计的读取值中包含仪表消耗电力，但在一般的电表中，仪表消耗电力比电力显示值小很多，可以忽略，但在低功率因数电表中，采用大的额定电流，仪表消耗电力大，通过采用小的电力显示值， 显示值中所包含的仪表消耗功率的比例变大，导致读取值的误差，因此必须增大额定电流，并且采取消除显示值的仪表消耗功率部分的措施。 一种解决方案是在电压电路中串联补偿线圈以便产生附加的扭矩以抵消钟表的功耗。 减少的读数正好与表功耗值的增加量相同。关于带补偿线圈、二、补偿电容器的低功率因数功率计，由于功率计的电压线圈中存在电感，因此通过电压线圈的电流与电压的相位差，功率计的指针的偏转角与上式没有电感的功率计的指针的偏转

10、角相比，误差、功率因数低误差变大，在测量低功率因数的功率方面非常不利，连接补偿电容器，消除了电感的影响，减少了，误差降低。补偿电容、D34W型功率计主要用于在直流电路中测量小功率或在交流50赫兹电路中测量功率。 (1)该表的精度等级为0.5级，定格力率cos0.2。 基本技术特性如下： a )仪表串联电路的额定电流为双重量限制，提供以下5种规格：0.250.5A； 0.51A； 12A； 2.55A； 510A。 b )仪表并联电路的额定电压为三量限制，提供以下各规格： 25/50/100V； 50/100/200V； 75/150/300V； 150/300/600V。 (2)连接方法、三、

11、张丝结构低功率因数功率计1 .采用张丝结构低功率因数功率计，从提高灵敏度的方面着眼，并解决功率显示值的问题。 电力小的话能得到大的显示值。 这是因为张线结构不使用旋转轴，摩擦力小，灵敏度高。 可以在相同的电流条件下得到大的偏转角度。 2 .在采用拉丝结构后，使用光指示装置，可获得更高的仪表灵敏度。 使用张线、四、低功率因数功率计，请回到本章的首页，并正确地阅读接线：低功率因数功率计提供了额定电压、额定电流、定功率因数三个额定值。 使用时请勿使电压、电流超过额定值。 此外，在被测功率因数大于额定功率因数的情况下，请注意指针是否超过满度。在被测功率因数小于额定功率因数的情况下，请注意，尽管指针没有

12、超过满度，电流环的电流也有可能超过额定值。 为此，在测量功率时，最好用另一个电流计监视电流状态。 第四节三相电力的测量，用一、单相电表测量三相电力的一表法适用于电压、负载对称的系统。 三相负载的总功率等于电表读数的三倍。 三相三线完全对称电路可以通过上图的配线方式进行测量，但被测量电路的中点难以配线或负载无法断开时，请使用下图所示的线路进行测量。 在图中，电压支路的非发电机侧用与人工中点，即电压支路的阻抗值相同的阻抗连接，作为人工中点。 二表法适用于三相三线式，通过电流线圈的电流是线电流，施加于电压线圈的电压是线电压，三相总功率等于二表读之和。 考虑到这些相位关系，在三相电路对称的情况下，根据

13、图所示的相量图，三相负载的总功率为， 用图2表法测定三相三线式负载电力(a )对称三相负载相量图(b )的2表法接线图，用2表法测定的注意事项： (1)接线时必须将两个电力计的电流线圈串联连接到电路的任意两相线上(例如，分别为a， 与b相线串联连接)通过的电流作为三相电路的线电流，两根电表的电压分支的发电机侧必须与有电流线圈的相线连接，另一方必须与没有电流线圈的第三相连接。 (2)读取时必须考虑符号：1)把负载对称为纯电阻，两表的读取值相等。 2 )负载对称，功率因数为0.5，电表读数为0。 3 )负载对称，功率因数小于0.5，电表的读数为负值。 三表法适用于三相四线式、电压、负载不对称系统，

14、三相总功率是用三表读数之和，即二、三相电表测量三相功率，把两个或三个或单相电表的可动线圈安装在一个公共旋转轴上，构成两个元件或三个元件的三相电表，三相其公共旋转轴的扭矩直接反映三相总功率，因此可以从标尺直接读取三相功率。、二元件三相电表的结构、三、三相无效电表的测量、1、一表交叉相法、2、二表交叉相法、3、三表交叉相法，回到本章主页，第五节感应系统电表和电量的测量、一、电表的概要1、电表的分类中国电表的标准体系有以下种类。 (1)使用电源的性质：交流电表和直流电表(2)用途：有效电表、无效电表和复率电表以及多功能电表(3)精度等级：普通级： 0.2S、0.2、0.2S、0.5、1.0、2.0

15、主要以普通级电能表为检验标准(4)结构和工作原理：机械式电能表和电子式电能表。 2、国产电能表型号的含义类别编号组编号设计编号派生编号的代表意义为： 1类别编号： d电能表。 2组码：表示相线的d单相； s三相三线t三相四线。 显示用途和工作原理： x为无效b基准a安培时间表z最大需求量，j直流： f复速率h总消耗量l长寿命s全电子式y预付费m脉冲d多功能。 3设计编号：用阿拉伯数字表示。 4派生编号： t湿热、干热两用； TH湿热用； TA干热用； g高原用h船用f化工的防腐用。 例如DD28型、DD862型等DD单相感应式有效电表。 DS三相三线有效电表、DS8型、DS864型等。 DSS

16、D三相三线式全电子式多功能电能表、DSSD-331型、DSSD-110型等。 DT三相四线有效电能计，例如DT8型、DT862型等。 DTF三相四线复率电能表，例如DTF68型、DTF9型等。 DX862型、DX863型等DX无效电表。 二、感应系电表结构、驱动元件：驱动元件由电压元件(电压线圈及其铁心)和电流元件(电流线圈及其铁心)组成。 旋转元件：旋转元件由可动铝板和旋转轴组成。 制动要素：制动要素是永久磁铁，在铝盘旋转时产生制动扭矩，使铝盘的旋转速度与被测定电力成比例。 累计手段：累计手段也称为仪表，由蜗杆、蜗轮、齿轮、齿轮组成。 1、测量机构、电能表的结构图、2、补偿调整装置、满载、轻

17、载、相位角调整装置和防潜装置。 3、辅助零件(外壳、底座、端子箱和铬卡等)、三、工作原理、感应式单相电能表利用电磁感应原理工作，其铁心结构如下图(a )，电流和磁通如图(b )。 电表的铝盘向哪个方向旋转，电表的磁通和涡电流是如何产生力矩的？ 交流电流通过感应式单相电能表的电压线圈时，在电压元件铁心上产生交变磁通u，该磁通通过进入铝板的下部的反磁板，通过铝板构成磁路，在铝板上产生涡电流iu。 交流电流通过电流线圈时，在电流元件铁心上产生交变磁通I，该磁通通过铁心柱的一端穿过铝板，通过铁心柱的另一端穿过铝板，构成闭合的磁路。 电压线圈和电流线圈产生两个交变磁通，这两个交变磁通与其产生的涡电流相互

18、作用，产生电磁扭矩。 该电磁扭矩(旋转扭矩)使铝盘旋转。 同时，这两个磁通产生的涡流也与制动永久磁铁产生的磁场相互作用而产生制动扭矩，制动扭矩的大小与铝盘的转速的增大成比例地增大。 只有在制动扭矩和旋转扭矩平衡的情况下，铝盘才能等速旋转。 铝盘在电流线圈和电压线圈中产生的驱动扭矩与负载电力成比例，在永久磁铁中产生的制动扭矩与旋转速度成比例。等式有：四、电能表布线、单相电能表布线、五、交流电能表常见故障和处理方法、表交流电能表常见故障和处理方法、回到本章主页，第六节三相有效电能表，一、 三相有效电能表的结构三相电能表和三相电能表一样，有二元件和三元件两种结构，二元件可用于三相三线式，三元件可用于三相四线式。 两个元件和三个元件都有两种形式。 一个是在共同的旋转轴上安装三个铝盘，两个铝盘分别用三个元件或两个元件驱动，另一个是在旋转轴上只用三个