电工仪表及测量5.ppt

第五章 电能计量 在电力系统中，发电量和用电量都是以电能作为计算标准的，因此电能的测量是一种必不可少的测量。 我们知道，电能等于功率与时间的乘积。在测量发电机发出多少电能或负载吸收多少电能时，测量仪表不仅要反映出发电机发出多少功率或负载吸收多少功率，而且还要反映出功率延续的时间，即要反映出电能随时间积累的总和。电能表就是用来测量某一段时间内，发电机发出多少电能或负载吸收多少电能的仪表。 本章主要介绍感应系电能表的结构、工作原理和使用方法，三相有功和无功电能表等。 电能表的分类 电能表就是电度表。电能表按其结构、工作原理和测量对象等可以分为许多类，且分类方法也很多。 １．按结构和工作原理可分为电气机械式电能表和数字式电能表两大类。 电气机械式电能表又分为电动系和感应系两类。 电能表的分类 电动系电能表相当于把电动系功率表的游丝去掉，采用多少个活动线圈，加上换向装置，让它的活动部分可以连续转动，从而进行电能测量。用来测量直流电能的电能表就是电动系电能表。由于电动系电能表结构复杂、造价高，所以对于需要量大、用来测量交流电能的电能表不宜采用电动系结构。 感应系电能表是用于交流电能测量的仪表，它的转动力矩较大，结构牢固，价格便宜。目前仍是国内外大量使用的一类交流电能表。 电能表的分类 （２）数字式电能表。数字式电能表是随着电子技术的发展而出现的一种新型电能表。它的优点是没有转动部分，准确度高。例如国内市场上，已有0.02级、0.05级、0.1和0.2级数字式标准电能表；国外德国西门子公?司生产的准确度为0.2级的7EC1021-1A型三相安装式数字电能表以及西纽姆伯格（Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ）公司推出的ＳＰＡ系列单相数字电能表等就是这一类新型电能表。尽管数字电能表由于结构复杂，成本较高，可靠性较差等原因，使得它尚未被广泛应用，但它仍是一种很有发展前途的新型仪表。 电能表的分类 ２．根据使用，电能表分为单相电能表和三相电能表。 ３．根据测量对象的不同，电能表可分为有功电能表和无功电能表两类。有功?电能表用来测量有功电能，无功电能表用来测量无功电能。 ４．根据电能表的准确度不同，可分为一般电能表和用于校验一般电能表的标准电能表。 电能表的分类 ５．按照用途不同，电能表可分为普通使用的电能表和作特殊使用的特种电能表。特种电能表有以下几种： （１）用来自动监视并控制用电单位日用电量及电能计量控制的电力定量器。 （２）附带有测量在一定积算周期内最大平均功率指示器的最大需量电能表。 （３）测量线路损耗的铜损电能表（如DD14-2型）。 （４）测量大型含铁心电器（如变压器）铁心损耗的铁损电能表（如DD14-1型）。 感应型电能表 由一个或几个固定的交流电磁铁产生的磁场与其在可动导体元件中感应的电流相互作用而工作的仪表称为感应仪表。它的主要用途是测量交流电能。本章以单相电能表为例说明其结构、工作原理、误差及调整方法。 感应系电能表作为测量的专用仪表，在电力系统的发电，供电和用电的各个环节中，得到了广泛的应用。感应系电能表的种类、型号尽管很多，但是它们的基本结构都是相似的。 感应型电能表的结构和工作原理 感应系单相交流电能表有切线型和射线型二种形式，图是它的结构示意图，两种结构的主要区别是铁心平面安放位置不同。 感应型电能表的结构和工作原理 感应型电能表的结构 图中包括以下几个主要部分 １．测量机构 （１）驱动元件：即产生转动力矩的元件，包括固定线圈的可动铝盘。固定线圈有电压线圈１，与负载并联；电流线圈２，与负载串联，二线圈产生的三个交变磁通，都穿过铝盘，故名为“三磁通”铝盘在磁通作用下感应涡流，并与磁通相互作用，产生电磁力。 感应型电能表的结构 （２）制动元件：为使铝盘在不同转动力矩作用下能产生不同转速，需要有一个与速度成一定比例的制动力矩，电能表制动力矩由永久磁铁５与铝盘组成。因此永久磁铁产生的制动力矩方向总是与转矩方向相反。 （３）积算机构：用来计算电能表铝盘的转数，以实现电能的测量和积算。它包括安装在转轴上的蜗杆６、蜗轮７、计数器——齿轮和字轮。 ２．补偿调整装置（如轻载调整、相角调整、温度补偿等）。 ３．辅助部件（表盖、底座、基架端钮盒和铬牌等）。 感应型电能表的结构1 感应型电能表的结构2 感应型电能表的结构3 感应型电能表工作原理1 电压线圈通入交流电压之后，产生ΦU ，ΦU分为两部分交变磁通； 穿过铝盘的部分ΦU1称为工作磁通； 不穿过铝盘而自行闭合的部分ΦL称为非工作磁通； 调节 ΦL大小可以改变ΦU1 与电压Ｕ的相位差； 电流线圈通入负载电流后，产生交变磁通ΦI，Φ I二次穿过铝盘，分别标以ΦI1 、 ΦI2 见图。 感应型电能表工作原理2 三个交变磁通Φu1 、 ΦI1 、 ΦI2 穿过铝盘，分别感应出涡流Iu、Ii，磁通