[电能表常用知识分析.ppt

《电能表基础知识》深圳市思达仪表有限公司电表事业 部制造中心  工程部：王万年  2007年4月27日  电能表的发展 从20世纪90年代初，电子式电能表从出现到目前海内外大面积的使用说明电子式电能表已逐步被用户接受，无论从质量上还是技术上已走向成熟。电子式电能表的种类繁多，包括普通电子式电能表，带各种通信接口、预付费、多费率和多功能的单、三相电能表。普通电子式电能表是指仅仅具有计量功能的电能表，显示方式主要有机械计度器、数码管和液晶三种方式。从发展趋势看，由于机械计度器在抗强磁方面存在缺陷，因此在防窃电方面，数码管和液晶两种显示方式将会有更大的市场空间，但成本较高，目前国内部分省市已开始推广使用，国外也有较大需求。防窃电式电能表主要是指电流反接、负载接地等情况下能正常计量。 由于电力供应紧张，为了合理使用电力资源，推广使用实行尖峰平谷电价的分时表，各种多费率电能表，特别是工业用的三相电能表会逐步地被多费率、多功能的电子式电能表取代。例如现在我们公司生产的带有载波、485、红外、射频通讯功能的表，都是为了解决抄表难的问题，自动抄表系统也在被越来越多地采用。 模块化的电能表 1. 电能表是一计量工具所以不管怎么发展怎么改变他必须要以计量功能为主，而随着科技的发展和人们对电子用品的完善，不断的在原来的基础上外加了一些功能，也就是说我们在计量的基础上外加一些功能能更方便更快捷的抄表以及操作电能表。 2. 我们的电表外加功能一般是以客户要求而外加的。例如：某客户需要一款带有时钟﹑停电抄表及载波通讯的表，那么我们会将这些模块和计量模块合理设计排板制作以达到客户的要求。 下面我们讨论电能表 用运的一些电路及功能和常用元件的工作原理和特性 单相正弦交流电 三相正弦交流电 预付费电能表工作原理 MCU工作原理 计量单元工作原理 电表常用电路 这是一个将220V交流电压，变为5V纯直流电压的电路。从图中可以看到，220V交流电压通过压敏电阻VR1和聚脂电容C1稳压和滤波输入变压器TR1的初级线圈，同时压敏电阻VR1也有保险的作用。变压器将电压通过降压后再用整流二极管D1对其进行整流。所以经过二极管D1的是整流电压，然后将一个大大电容和一个小电容并联起来，这完全利用了电容的特性（由于大电容在高频时会处于开路状态而小电容的容抗远大于大电容所以处于工作状态）滤除各种高频干扰信号，从而得到了纯直流电压输入三端稳压器U1的集电极经过稳压后得到一个纯直流电压+5V，那么图中的其他两个二极管D2，D3主要是保护作用，D2是当电容处于开路状态时使其形成回路。D3当输入端短路时，给C12一个放电的通路，防止C12两端电压激穿调整管的发射结。　 互感现象 这一原理在电能表中常用到的我们先做个实验。 实验：有线圈L1和L2，其中在线圈L1回路中接入电池E和开关S在线圈L2中接入一个检流表。当开关S闭合时检流表指针有变化，说明线圈L2中有电流。 分析：线圈L1有了电流产生了变化的磁通，这一变化的磁通穿过了线圈L2。由于线圈L2中存在变化的磁通，所以线圈L2两端要产生感应电动势，便有电流。这就叫互感现象。 总结：1.线圈L1和线圈L2之间存在磁耦合又称互感现象。 2.为了定量表征互感偶合情况，出现了互感系数M，其是互感线圈的固有参数，它的大小与两个线圈的匝数，相互间的位置，几何尺寸等因素有关。 （3）隔离特性 我们在图中可以看到输入变压器初级的是220V交流电压也就是市电，它的零线是接地（地球）的也就是说零线与大地之间有220V交流电压，这样我们只要接触到一根火线人体就会有220V电压流过，会有生命危险。现在我们做一个初级和次级匝数比为1：1的变压器当初级输入220V电压时次级输出 电压也为220V，但是不同的是，次级不像初级是火线以大地为参考端，而是次级两端（3~4）的电压，初级线圈跟次级线圈之间高度绝缘。次级每一端跟地的电压为0V。 （2）电压与电流之间的关系 下面我们分析变压器初级和次级线圈电压和电流的关系。（为了方便我们设变压器本身