电能计量基础及新技术(第二版) 第4章 电子式电能表.ppt

电子式电能表 第4章 一、电子式电能表发展历史 20世纪40年代诞生 1 20世纪80年代末、90年代初，飞跃发展 2 2005年，大规模批量生产 3 二、电子式电能表的分类 按功能 按原理 分 类 按规格 按接入方式 经互感器接入式 直接接入式 有功 无功 有无功组合 有功复费率 最大需量 多功能 模拟乘法器型 数字乘法器型 单相电子式电能表 三相三线电子式电能表 三相四线电子式电能表 三、电子式电能表的特点 准确度等级高且误差稳定 起动电流小且误差曲线平整 3 频率响应范围宽 4 受外磁场影响小 1 5 功能强大 1 2 电子式电能表的特点 过载能力大 6 防窃电能力强 7 强大的事件记录功能 8 便于安装使用 9 四、两种电能表的性能比较 类别 感应式电能表 电子式电能表 准确度（级） 0.5～3.0 0.01～1.0 频率范围（Hz） 45～55 40～2000 启动电流 0.003 0.001 外磁场影响 大 小 安装要求 严格 不太严格 过载能力 4倍 6～10倍 功耗 大 小 电磁兼容性 好 一般 日常维护 简单 较复杂 功能 单一 完善、可扩展 五、电子式电能表的构成 电源部分 测量部分 1 2 显示部分 3 管理部分 4 接口部分 1 5 外壳及接线端钮 6 电子式电能表的构成 三相电子式多功能电能表结构框图 六、电子式电能表测量原理 原理概述 p(t)=u(t)×i(t)为功率曲线，而有功电能W (t)为功率曲线与横轴t所包围的面积（阴影部分）之和。 电子式电能表测量原理 测量步骤 1、时分割乘法器原理---脉冲调宽 u1u2时，电平比较器的输出u3为低电平，控制S1、S2分别接+UN、+uy 时分割乘法器原理---脉冲调幅 纯电阻元件时分割乘法器波形图 纯电感元件时分割乘法器波形图 2、数字乘法器原理框图 逐次逼近A/D转换器原理框图 3、电压／频率转换器原理 4、分频计数器 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。如五个脉冲合为一个，那么每个脉冲代表的电能值就增加了 。(频率下降了) 计数----就是对输入的频率信号累计脉冲个数。 七、电子式电能表的功能 1、电能计量功能： 输入、输出有功计量；输入、输出无功计量；四象限无功计量；视在电能计量等，还根据用户要求可以计量组合无功（如Ⅰ象限无功与Ⅳ象限无功绝对值相加，Ⅲ象限无功与Ⅱ象限无功绝对值相加等）。 有功、无功方向以及四象限无功示意图 乙地（假设为负载方） 的电流电压相量图 有功、无功方向 2、分时计费功能 将一天分成若干时间段，给每段时间规定其费率特征：尖峰、峰、平、谷。按照费率特征分别累计电量，即得到电能的分时计量。如果规定不同的费率就起到了调节用电量从而达到削峰填谷、平衡负荷的作用，使发电机及供电网发挥最大的功效。 为了准确进行分时计费，要求表计内部时钟精度较高：日计时误差小于０.５秒，而时段切换误差小于5秒。 最大需量---用户在一个抄表期内每15分钟平均功率的最大值。 计量方法----每个滑差步进时间到时，计算截止到当前时刻的一个需量周期的平均功率，并且与最大值进行比较，如果大于最大值，将其记录为最大需量。 3、最大需量记录功能 4、监控功能 ※功率监控：设定功率上限，当电能表计量的功率超过上限时报警，如果连续超限将跳闸。 ※断相监测：当电能表检测到某相电压小于给定电压下限时，表明发生故障，电能表将给出断相报警，并记录发生时间、发生累计次数、发生累计时间。 ※过流监测：当电能表检测到电流大于给定上限时，电能表给出过流报警，并记录发生时刻、发生次数、发生累计时间。 ※失流监测：当电流发生较严重不平衡达到某一比例时，电能表判断为失流，并记录累计时间以及发生时刻，为故障分析做参考。 ※ 5、监测功能 电子式电能表可以测量各相瞬时电压、电流、有功功率、无功功率、电网频率、各相功率因数、视在功率等，测量准确度一般可以达到0.2、0.5级。高档表还可以分析谐波含量和相角等，这些功能可以用于用电监测与判断，如安装表计时观察电能表上显示的电压、电流、功率等以判断接线是否正确，电能表工作是否正常。 6、事件记录功能 电子式电能表可以记录多种事件的发生时间及当时的状态，以便进行故障分析和判断。这些事件有：电能表上电、电能表掉电、清零、设置参数、最大需量清零、断相、失压、过流、失流