配电自动化第六章.ppt

第6章 远方抄表与电能计费系统 第6章 远方抄表与电能计费系统 一、电能表的作用： 电能表是测量电能累积值的仪表。（电度表） 二、电能表的分类： 按照所测电流种类分：直流式和交流式 按照不同用途可分为：单相电能表、三相电能表和特种用途电能表。 按照准确度等级可分为：普通电能表（分为3.0、2.0、1.0、0.5级）和标准电能表（分为0.5、0.2、0.1、0.05级）。 按照工作原理可分为：机械式（感应式）电能表、机械电子式（机电式）电能表和电子式电能表。 第6章 远方抄表与电能计费系统 6.1 电能表的发展与现状 1. 机械式电能表(感应式电能表):采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘的轴带动齿轮驱动计度器转动。用转盘所转的圈数来表示每千瓦时电能。 缺点：精度一般，功能少 第6章 远方抄表与电能计费系统 机械式电能表结构：由测量机构和辅助部件两部分组成。 测量机构包括: 驱动元件、转动元件、制动原件、和轴承等。 辅助部分包括: 基架、底座、表盖、端钮盒、铭牌等 驱动元件：包括电压元件和电流元件，作用是将交变的电压和电流转变为穿过转盘的交变磁通，与其在转盘中的感应电流相互作用，产生驱动力矩，是转盘转动。 转动元件：由转轴和转盘构成，能在驱动元件所建立的交变磁场作用下连续转动。 轴承：电能表的轴承是主要元件，下轴承位于转轴下端，支撑转动元件的全部重量，减小转动时的摩擦，上轴承位于转轴上端，起着导向作用。 第6章 远方抄表与电能计费系统 制动元件：由永久磁铁及其调整装置组成，永久磁铁的磁通与转盘相互作用形成制动力矩，是转盘的转动速度和被测功率正比变化，调整装置只是为了改变制动力矩的大小。 计度器：又称为积算机构，用来累计转盘的转数，以显示测定的电能。 辅助部件：包括基架、外壳、端钮盒、铭牌。 特点：价格低且经久耐用，制造技术成熟； 对电源及其他无线电的干扰不敏感； 测量精度不高且难以改进， 功能单一，已经不能适应现代电能管理的要求。 第6章 远方抄表与电能计费系统 2、机械电子式多功能电能表：由电子元件和机械元件组成。在机械式电表的基础上发展起来的，它沿用了机械式电能表的测量机构，数据处理机构则用电子电路和微机控制系统实现，其测量精度仍不能突破机械式电表的水平，且功能不够丰富。从结构上可分为整体式和分体式两种类型。 第6章 远方抄表与电能计费系统 3、电子式电能表：没有机械转动部分和计数机构，又称为静止式电能表或固态电能表。 优点：测量精度高、性能稳定、功耗低、体积小、重量轻等， 功能丰富：如有功电能和无功电能记录、事件记录、负荷曲线记录、功率因数测量等。 第6章 远方抄表与电能计费系统 6.2 电子式电能表 工作原理：电能是电功率对时间的积分，因此电子式电能表是采用乘法器和加法器来完成对电功率和电能的测量。 乘法器使电压、电流信号相乘产生功率信号。 加法器使功率信号进行累加从而获得电能数值。 分类：根据转换原理，电子式电能表可分为热电转换型、模拟乘法器型和数字乘法器型。 1. 热电变换型电子式电能表：通过热电转换电路，使热电偶的输出与线路平均功率成正比，从而达到计量目的，该种表能在功率因数和波形畸变严重的情况下获得较准确的测量结果。 第6章 远方抄表与电能计费系统 2. 模拟乘法器型电子式电能表：模拟乘法器主要有时分割乘法器、跨导型乘法器和霍尔效应乘法器三种。 时分割乘法器，又称PWM乘法器。它实质上是一个脉宽、幅度调制器。电流和电压路输入信号中的一路对脉宽进行调制，另一路对幅值进行调制。时分割乘法器的输出正比于两路输入信号的乘积，反映了输入平均功率。时分割乘法器的制造技术成熟且工艺性好，原理先进，具有很好的线性度和很高的准确度，但与数字乘法器相比，功能扩展较难。 第6章 远方抄表与电能计费系统 3. 数字乘法器型电子式电能表：以微处理器为核心的电能表，对来自电压、电流变换器的电压和电流，采用A/D转换器来完成其交流采样和数字化处理工作，利用微处理器进行乘法运算和数据处理。 第6章 远方抄表与电能计费系统 第6章 远方抄表与电能计费系统 6.3 多功能电子式电能表 6.3.1 多功能电子式电能表的功能： 电子式电能表由于采用了微处理器，一般可以具有十余种基本功能，还可以加一些辅助功能。基本功能可以分为以下几类 1、用电计量功能：包括累计计量和实时计量功能。 累计计量功能：累计双向供电的有功功率、无功功率和视在功率的消耗量，还可以累计掉电时间、掉电次数等。 实时计量功能：实测各相电流、相电压及线电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、供电频率等。 2、监视功能：主要由最大需量监视和