交流感应式电能表的误差特性及误差调整装置
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5感应式电能表的误差特性和误差调整装置
（一）、满载误差及其调整装置
电能表在满负载下运行时，影响其误差的主要因素是制动
力矩，包括永久磁钢产生的制动力矩、摩擦力矩、电流和
电压抑制力矩。
在标定电流和cosφ =1的条件下运行时，永久磁钢产生的
制动力矩占整个制动力矩的95％。
满载调整装置又称为制动力矩调整装置。它是通过改变电
能表永久磁铁的制动力矩来改变圆盘的转速。
芯非线性 ） ： cosφ =1为负误差，
cosφ =0.5为正误差
3.负荷电流在标定电流的30%～100%时，为正误差
（电流铁芯非线性 ）
4.负荷电流大于标定电流的100%时，为负误差
负荷电流抑制力矩
六、电能表误差调整装置
误差调整装置是改善电能表的工作特性和满足准确度要求 不可缺少的组成部分。 单相电能表装有满载调整、轻载调整、相位角调整和防 潜装置。三相电能表还有平衡调整装置。
电流抑制力矩
电流抑制力矩
M I K I 2 n KI 3 I
电流抑制力矩与负载电流的三次方成正比。而驱 动力矩只与负载电流的一次方成正比。因此电流抑制 力矩比驱动力矩随负载电流变化的速度快的多，结果 就出现了电流抑制力矩引起的负误差，简称电流抑制 误差。
电压抑制力矩
电压抑制力矩：M
U
PX——电能表反映的功率，W；
P。——被测电路中的实际功率，W。 γ =（nx－n。）/ n。× 100%
nx—电能表圆盘的实际转速，r／s；
n。—电能表圆盘的理论转速，r／s。
二、电能表误差产生的原因
按其产生的原因分，电能表的误差又可分为基本 误差和附加误差。 1.基本误差：电能表在规定的条件下（电压为额定值、频
四、感应式电能表的附加误差
感应式电表计量误差分析与解决
ｉ圈 ｉ ： ｌ
—
。 。 。 。 。 。
动 力 与 电 气工 程
感应 式 电表 计量 误 差 分析 与解 决
闰 凤 萍 （ 襄樊市 计量所 湖北 襄樊 ４ １ ０ ） ４ 展 ， 随 各种 强大的 负载 量不断增 加， 其非 线性 、 冲击性 以及不平衡性 导致 电力 系统 的 电流 发生畸 变 。 感应式
前突出的问题有以下几点。
（） 格 率 低 ， 差 严 重 。 １合 超 （ ） 窃 电现象 严重 ： ２偷 感应式 电能 表 由于
电流 、 电压接 线 端 子 外 露 ， 容 易 采用 改 接 很 线或 倒表 手 段进行 偷 窃 电 ， 这是 包括 我 国在 内 的发 展 中国 家普 遍 存 在 的严 重 问 题 。 （ ） 表方式 单 一落 后 ： ３抄 感应 式 电能表 采
用 的是 人工登 门手 工 抄表 ， 随着 电能 表的 数 量 增加 ， 抄表 、 算 的 工作 量越 来越 大 。 核
２ 影响电能表计量误差的因素和解决方案
２ １ 影 响 电能 表计 量误 差的 因素 影 响 感应 式 电能 表 基 波 电能 计 量 的 ｝
非线 性 负载 实 现 低 供 电系 统 出现 谐 波 污 染 的 源 头 ， 是导 致 感 应 式 电表 计 量 出 也 现 误 差 的 主 要 因 素 。 然 现 代 电子 技 术 发 虽 滤 波 器 滤 除 进 入 电能 表 的 高 次 谐 波 ， 电 使 展 很 快 ， 感应 式 电 表 在 稳 定 性 和 价 格 方 但 能表 只 反 映 基波 电能 。 种 方 案 ， 这 由于计 费 面 还 是 具 有 很 明 显 的 优 势 。 只按基波进行计费 ， 电力 部 门和 线 性 用 户 随 着 我 国对 供 电系 统 谐 波 治 理 力 度 的 虽 然 受 到 了 谐 波 的 影 响 ， 在 付 费 上 却 避 不 断 加 大和 逐 渐 到 位 ， 应 式 电表 被 分 为 但 感 免 了 因 谐 波 而 引起 的 额 外 损 失 ； 非 线 性 各 种 不 同类 型 的 电表 计 量 ， 未 来 电 力 系 对 在 负 荷 用 户 来 讲 ， 然 全 部 承 担 了 基波 电 能 统 发 展 中还 有 很 广 阔 的 空 间 ， 是 还 没 有 虽 但 的 费 用 ， 还 远 不 能 补 偿 电力 系统 因 其产 有效 措 施 减 少 谐 波 源 用 户 向 系统 注 入 的谐 但 生 谐 波 而 受 到 的 损 失 。 方 案 在 电 能 的计 波量 ， 法从 根 本 上 解 决污 染 的 问 题 ， 了 此 无 为 量上是合理 的， 较易实现。 也 更 好 的 保 持 电 力 系 统 的 稳 定 运 行 ， 用高 利 分 别 计 量 谐 波 功 率 和 基 波 功 率 。 以 科 技 软 件 系 统 作 为工 作 的 界 面 ， 以 有 效 可 可 用 宽 频 带 功率 电能 表 和 工频 基波 电能 表 配 的 弥 补 电表 计 量 的 误 差 ， 减 小 电 力 部 门 可 合使用 ， 既可 以 测量 出基 波 功 率值 ， 可测 的 经 济 损 失 。 还 出谐 波 功率 的 潮 流 大 小 和 方 向 。 样 可 以 这 对 非 线 性 用 户按 其 所 产 生 的谐 波 给 以 经济 参考 文献 上 的惩 罚 ， 补 偿 电 力部 门 和 线 性 用 户 的 【】邓志 ， ， 波 功 率 对 感 应 式 有 功 电 度 以 １ 等 谐 损 失 。 方 案计 费合 理 ， 使非 线 性 用 户在 该 还 表 计 量 的 影 响 【】 中 国 电机 工程 学 报 ， Ｊ。 ２ ２， ００ ４． 经 济 上 承 担 了对 谐 波 这 一 公 害 的 责 任 ， 但 实 施 较 难 ， 本较 高 。 成 ［ ２ 】杨 学 昌 ， 邓春 ． 型 基 波 和 谐 波 电 能 同 新 对… 般用户 ， 由于 其 反 送 或 接 受 的 谐 时 计 量 电 能 表 【】 电 工 电 能 新 技 术 ， Ｊ． ２ ０７． ０ 波 功 率 的 量 较 少 ， 采 用 第 １ 方案 ， 可 种 以降 ３ 王群 ． 力谐 波 对 电度 表 计 量 电 低成本 。 于大、 对 中型 非 线 性 用 户 ， 以 采 ［】耿 芸 玲 ， 可 用 第２ 方 案 ， 惩 罚性 的措 施 来 保证 电网 种 用 和 补 偿 电 容 器 的 影 响 ［】 电 工 技 术 ， Ｊ． ２ ０８． ０ 的可靠运行 。 ２ ４ 把好 几个 关 ， 保 电能表 计量准 确性 ． 确 【】叶 佳 曼 ， ４ 潘斌 军 感 应式 电表 计量 误 差 分 电能 表是 供 电企 业 与用 户进 行 电能 交 析 与 解 决 【】 电脑 知 识 与 技 术 ， 究 开 Ｊ． 研 发 ，０６ １） ２ ０ （０ ． 易 的 一 杆 秤 ， 杆 秤 的 准 确 与 否 直 接 关 系 这 到 供 电企 业 与 用 户 的切 身 利 益 ， 因此 ， 了 为 保证这杆秤的准确性 ， 保证 国 家 和 用 户 的
—
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动 力 与 电 气工 程
感应 式 电表 计量 误 差 分析 与解 决
闰 凤 萍 （ 襄樊市 计量所 湖北 襄樊 ４ １ ０ ） ４ 展 ， 随 各种 强大的 负载 量不断增 加， 其非 线性 、 冲击性 以及不平衡性 导致 电力 系统 的 电流 发生畸 变 。 感应式
前突出的问题有以下几点。
（） 格 率 低 ， 差 严 重 。 １合 超 （ ） 窃 电现象 严重 ： ２偷 感应式 电能 表 由于
电流 、 电压接 线 端 子 外 露 ， 容 易 采用 改 接 很 线或 倒表 手 段进行 偷 窃 电 ， 这是 包括 我 国在 内 的发 展 中国 家普 遍 存 在 的严 重 问 题 。 （ ） 表方式 单 一落 后 ： ３抄 感应 式 电能表 采
用 的是 人工登 门手 工 抄表 ， 随着 电能 表的 数 量 增加 ， 抄表 、 算 的 工作 量越 来越 大 。 核
２ 影响电能表计量误差的因素和解决方案
２ １ 影 响 电能 表计 量误 差的 因素 影 响 感应 式 电能 表 基 波 电能 计 量 的 ｝
非线 性 负载 实 现 低 供 电系 统 出现 谐 波 污 染 的 源 头 ， 是导 致 感 应 式 电表 计 量 出 也 现 误 差 的 主 要 因 素 。 然 现 代 电子 技 术 发 虽 滤 波 器 滤 除 进 入 电能 表 的 高 次 谐 波 ， 电 使 展 很 快 ， 感应 式 电 表 在 稳 定 性 和 价 格 方 但 能表 只 反 映 基波 电能 。 种 方 案 ， 这 由于计 费 面 还 是 具 有 很 明 显 的 优 势 。 只按基波进行计费 ， 电力 部 门和 线 性 用 户 随 着 我 国对 供 电系 统 谐 波 治 理 力 度 的 虽 然 受 到 了 谐 波 的 影 响 ， 在 付 费 上 却 避 不 断 加 大和 逐 渐 到 位 ， 应 式 电表 被 分 为 但 感 免 了 因 谐 波 而 引起 的 额 外 损 失 ； 非 线 性 各 种 不 同类 型 的 电表 计 量 ， 未 来 电 力 系 对 在 负 荷 用 户 来 讲 ， 然 全 部 承 担 了 基波 电 能 统 发 展 中还 有 很 广 阔 的 空 间 ， 是 还 没 有 虽 但 的 费 用 ， 还 远 不 能 补 偿 电力 系统 因 其产 有效 措 施 减 少 谐 波 源 用 户 向 系统 注 入 的谐 但 生 谐 波 而 受 到 的 损 失 。 方 案 在 电 能 的计 波量 ， 法从 根 本 上 解 决污 染 的 问 题 ， 了 此 无 为 量上是合理 的， 较易实现。 也 更 好 的 保 持 电 力 系 统 的 稳 定 运 行 ， 用高 利 分 别 计 量 谐 波 功 率 和 基 波 功 率 。 以 科 技 软 件 系 统 作 为工 作 的 界 面 ， 以 有 效 可 可 用 宽 频 带 功率 电能 表 和 工频 基波 电能 表 配 的 弥 补 电表 计 量 的 误 差 ， 减 小 电 力 部 门 可 合使用 ， 既可 以 测量 出基 波 功 率值 ， 可测 的 经 济 损 失 。 还 出谐 波 功率 的 潮 流 大 小 和 方 向 。 样 可 以 这 对 非 线 性 用 户按 其 所 产 生 的谐 波 给 以 经济 参考 文献 上 的惩 罚 ， 补 偿 电 力部 门 和 线 性 用 户 的 【】邓志 ， ， 波 功 率 对 感 应 式 有 功 电 度 以 １ 等 谐 损 失 。 方 案计 费合 理 ， 使非 线 性 用 户在 该 还 表 计 量 的 影 响 【】 中 国 电机 工程 学 报 ， Ｊ。 ２ ２， ００ ４． 经 济 上 承 担 了对 谐 波 这 一 公 害 的 责 任 ， 但 实 施 较 难 ， 本较 高 。 成 ［ ２ 】杨 学 昌 ， 邓春 ． 型 基 波 和 谐 波 电 能 同 新 对… 般用户 ， 由于 其 反 送 或 接 受 的 谐 时 计 量 电 能 表 【】 电 工 电 能 新 技 术 ， Ｊ． ２ ０７． ０ 波 功 率 的 量 较 少 ， 采 用 第 １ 方案 ， 可 种 以降 ３ 王群 ． 力谐 波 对 电度 表 计 量 电 低成本 。 于大、 对 中型 非 线 性 用 户 ， 以 采 ［】耿 芸 玲 ， 可 用 第２ 方 案 ， 惩 罚性 的措 施 来 保证 电网 种 用 和 补 偿 电 容 器 的 影 响 ［】 电 工 技 术 ， Ｊ． ２ ０８． ０ 的可靠运行 。 ２ ４ 把好 几个 关 ， 保 电能表 计量准 确性 ． 确 【】叶 佳 曼 ， ４ 潘斌 军 感 应式 电表 计量 误 差 分 电能 表是 供 电企 业 与用 户进 行 电能 交 析 与 解 决 【】 电脑 知 识 与 技 术 ， 究 开 Ｊ． 研 发 ，０６ １） ２ ０ （０ ． 易 的 一 杆 秤 ， 杆 秤 的 准 确 与 否 直 接 关 系 这 到 供 电企 业 与 用 户 的切 身 利 益 ， 因此 ， 了 为 保证这杆秤的准确性 ， 保证 国 家 和 用 户 的
《电能计量》教学大纲
《电能计量》教学大纲课程英文名称：electrical energy measuration课程编号：020*******课程类型：必修学时：56 其中：实验学时：0 课外学时：0学分：3.5适用专业：农业电气化与自动化一、课程的性质和任务本课程是农业电气化与自动化专业的一门主要专业课。
通过该课程的学习，使学生掌握交流感应式电能表和电子式电能表的结构和工作原理、互感器的结构和工作原理、电能计量装置的接线方式、自动抄表技术和电能计量现场应用的新技术，为学生今后从事电力系统发、供、用电过程中的电能计量工作打下良好的基础。
二、相关课程的衔接先修课程：《电路》，《模拟电子技术》，《数字电子技术》，《电机与拖动》三、教学的基本要求1．掌握交流感应式电能表和电子式电能表的结构和工作原理2．掌握互感器的结构、工作原理、检验、选择及使用3．掌握电能计量装置的正确接线方式及接线检查方法4．掌握自动抄表技术5．熟悉电能计量现场应用的新技术6．了解电力负荷控制技术四、教学方法与重点、难点教学方法：采用多媒体教学和电能表实物教学。
重点：电能计量装置的正确接线方式及接线检查方法，自动抄表技术。
难点：电能计量装置接线检查的相量图法。
五、建议学时分配表六、课程考核考核方式闭卷考试，平时成绩占20%，期末试卷成绩占80%。
七、教材及主要参考书教材：王月志主编《电能计量技术》中国电力出版社2007.9参考书：[1] 黄伟主编《电能计量技术》中国电力出版社2004.7[2] 杜蒙祥主编《电能计量》中国水利电力出版社2004.7[3] 祝小虹主编《电能计量》中国电力出版社2006.8八、教学内容第一章交流感应式电能表的结构和工作原理1．教学内容（1）单相感应式电能表的结构（2）单相感应式电能表的工作原理（3）三相感应式电能表的结构和工作原理（4）计度器的积算原理2．教学基本要求掌握交流感应式电能表的结构及工作原理。
3．重点、难点重点：交流感应式电能表的工作原理。
式电能表的误差特性及误差调整装置资料
b
a
第二节
交流感应式电能表的附加力矩及 附加误差
一、电能表的附加力矩
4．补偿力矩MB 轻载时，电流抑制力矩、摩擦力矩、 电流铁芯非线性影响均引起负误差 因此，感应式电能表在电压铁芯中 心柱下侧设置了轻载误差补偿调整 装置，用以产生和驱动力矩方向相 同的附加力矩MB。
M B KB U U sin a B
绝对误差和相对误差区别： 对于同一量来说，绝对误差值越小，测量的精度越高。 对不同的量就不能用绝对误差来判断测量的精度了。为 了评价测量的精度，提出了相对误差的概念。 相对误差的表示方法：
W W0 100 % W0
M M0 100 % M0
P P0 100 % P0
一、电能表的附加力矩
2．摩擦力矩MM
主要包括以下几个方面： （1）下轴承与转轴间的摩擦力矩。
（2）上轴承与转轴间的摩擦力矩。
（3）计度器传动齿间的摩擦力矩。 （4）转动元件与空气间的摩擦力矩。此摩擦力矩与转动元件 的转动速度及其表面光滑程度有关。 摩擦力矩的方向总是与驱动力矩的方向相反，它阻碍转盘的 转动，使电能表出现负误差。
n
K T hT
2 T
1．改变作用力臂的满负载调整装置 固定制动磁通量Φ T，转动或平移制 动磁铁的位置，以达到改变作用力 臂hT 。
第四节 交流感应式电能表的误差调整装置
2．改变制动磁通的满负载调整装置
（1）转动制动磁铁，使其逐渐离开转盘，以改变穿过转盘的制 动磁通量。 （2）用磁分路方法。固定制动磁铁的位置，在磁铁上设置可移 动的分磁铁片，使制动磁通量ΦT经分磁铁片形成分流，改变分 磁铁片位置，就改变了磁通ΦT的分磁量，也就是改变通过转盘 的制动磁通量。
[关于电能计量装置误差因素及控制措施的分析]磁耦合无线电能传输实验误差分析
![[关于电能计量装置误差因素及控制措施的分析]磁耦合无线电能传输实验误差分析](https://img.taocdn.com/s3/m/34c9d55ccc7931b765ce15f8.png)
[关于电能计量装置误差因素及控制措施的分析]磁耦合无线电能传输实验误差分析摘要：本文作者主要从技术角度出发，对电能计量误差的产生机理进行了分析,并结合多年的工作实践经验，对如何降低电能计量误差的方法做了归纳总结，供同行参考。
关键词：电能计量装置;误差因素;控制措施：TM93:A前言电力系统计量装置是电力企业经营的主要测量工具,计量的准确性直接影响到企业的经济效益和社会效益,电能计量的准确与否是电力管理部门关心的重要问题。
电能计量故障及差错的发生,影响到客户所用电量的准确计算、电费的及时回收及线损的准确计算,因此预防和避免电能计量故障及差错,是电能计量工作的一项重要内容。
1．目前电能计量存在的问题1.1.高压出线侧不具备电能计量的条件由于以前发电厂的供电量是按发电机出口电量减去厂用电量来考核的,目前还有部分电厂的计量点设在发电机出口,高压出线侧没有电能计量装置,因此不能准确地计量关口电量。
1.2.目前关口电能表普遍采用国产三相两元件感应式电能表,在结构和功能上存在缺陷。
1.3.电压互感器二次导线压降引起的计量误差较大。
1.4.关口表现场校验方法不合理。
1.5.互感器准确度不符合规程要求。
2．电能计量装置误差因素分析2.1．电能表误差电能表的误差可以分为3种,即电能表的负载特性误差、生产误差以及不当使用误差。
电能表的基本误差随负载电流和功率因数变化而变化的关系曲线称电能表的负载特性。
图1为常用感应式电能表的负载特性曲线,可以看出：在小负载范围内(I=5%Ib～40%Ib)电能表误差较大,这是因为在低负载时转矩很小,只要补偿力矩小于摩擦力矩,误差就向负的方向变化。
此情况下相位角误差影响很小,电流自制动力矩可视为零。
cosφ=0.5时的转矩比cosφ=1时的转矩小1倍,摩擦力相对比较小,补偿力矩大于摩擦力矩,所以cosφ=0.5的负载特性曲线有较大的正值。
当负载增加,工作转矩增加, 摩擦误差和非线性误差相对减小, 加上此时的电流自制动力矩又不很大,所以综合误差变小。
感应式电能表电能计量误差的分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２２１ 电压 、 ＿＿ 频率 、 温度 变化对基本误差 的影 响 若 电能表 电压 线圈所加载 的电压与额定 电压不同 ，那么 电压工作磁通和有关力矩 电能 计 量 通 常 包 括 单 相 电路 、三 相 三 线 电路 和 三相 四线 电路 有 随 电压 变化 的比例也会不同 ， 会使 电能的读数 出现 电压的附加误差。 功 无功 的计 量 。 计 量 装 置 主 要 部件 是 电能 表 ， 了扩 大 量 程 需 要 ， 为 计 若 市电交流 电的频率与额定频率 之间有偏差 ，各磁通及其相位角都 量 装 置需 加 配 部 件 ，通 常 由计 量用 电流 互 感 器 和 电压 互感 器 以及 连 会产生 变化 ， 电能表示数显示与 Ｃ Ｓ有 关的频率 附加误差。若环 使 Ｏ 接互感器及 电能表之间的二次回路构成。如果对象是低压小 电流的 境 温度 产 生 变化 后 ， 制动 磁 通 和 电流 、 电压 工 作 磁 通 及其 损 耗 角 都 要 电能计量则可通过一只 电能表及 电压 电流回路构成计量装置来实现 改变 ， 引起 与 Ｃ Ｓ 有 关 的 温 度 附 加 误 差。 Ｏ 计量 ， 而对于计量对 象为高压大 电流时则 可采用 电压、 电流互感器及 ２２２波形 畸变对基本误差 的影 响 当前 ， ＿． 非线性 负载广泛存在 二次回路构成计量装置来实现。 于 电网 中 ， 当某 电网 中有 非线 性 负 载 时 ， 变现 象就 会 出现 在 负 载 电 畸 众所周知， 电能是功率对时间的积分， 公式为： ｌｄ， Ｗ Ｐｌ其中， 流 的 波 形 中 。非 正 弦 的 负 载 电 流 会在 输 配 电线 路 上 引起 非正 弦 的 阻 电能和功率 的意义是不同的，但其数学表达式仅仅表 现在时间参数 抗 压 降 ，那 么 即使 电源 电压 为 正 弦 波 ， 负载 端 的 电压 也 会是 非 正 弦 如 加 另 在调 上， 电力领域研究 电能计量时主要是 以电功率 的测量为主 ， 通过 电表 的 。 此 ， 在 电能 表 上 的 电压 和 电流 都 是 畸变 的波 形 。 外 ， 试 调 电流 波 形 为理 想 的 正 弦 来完成 电功率与 电能之间的数量转换 ，在表达电能时可以以电功率 和检 定 电能 表 的 时 候 ， 试 装 置 输 出的 电压 、 来表示。 两部 制电价在我 国广为推行 ， 主要 以有功 电量作 为电费的收 波的情形往往也是很难保证的。 ２２３ 三 相 电压 不 对 称 对 基 本 误 差 的影 响 三 相 电压 的 不 对 称 ＿＿ 缴依据 ， 无功 电能 的计量主要作用在于对 用户功率 因数的考核 上， 一 也 是三 相 电 能表 误 差 产 生 的 主 要 原 因 之一 。 先 ， 首 由于 各 驱动 元 件 不 般 电能计量分析均以有功计量 为主。 即在相 同的电压 、 相同 电流和功率 的情况下 ， 各元件产 生的驱 电能计 量装置通常包括 五部分 ： Ｔ Ｃ 、 Ｐ 、 Ｔ 二次 回路、 电能表 以及 平衡 ， 电压 抑 制 力矩 不 相 等 ， 当一 相 电压升 高而 另 一 相 电压 电能计量 柜 ， 电能计量 的准确 与否 ， 与前 四个 部分的关系最为 密切 。 动 力矩 和 电流 、 ｆ ，作 Ｆ－ ￣Ｊ 即使各 实践 表 明 ，只 有 电能 计 量 装 置综 合 误 差 是 衡 量 电能计 量 装 置准 确 与 同样 降＂ ａ ， 用在 转动元件上的总力矩 发生了变化。其次， 但 Ｕ 处在 电压 升 否的唯一指标 ， 而对于任何一个部 分的误差 ， 电能表的误差 ， 不 驱 动 元 件 平 衡 ， 由于 磁 通 Ｆ 与 电压 Ｕ并 非 线 性 关 系 ， 如 都 其 当三 能代 表 整 套 计 量 装 置 的计 量 误 差 。 从理 论 上 讲 ， 电能计 量 装 置 的 综 合 高和 降低 的元 件 ， 驱 动 力 矩 变 化 的 绝 对值 也各 不 相 同。另 外 ， 误 差 ｙ由三 个 部 分 组 成 ， 电 能 表 的相 对 误 差 互 感 器 的合 成 误 相 电压不对称时 ，补偿力矩和 电压抑制力矩随 电压 的平 方成正比变 即 差 ，Ｔ二 次 压 降 引 起 的误 差 讹，它们 之 间 有 这样 的 表达 式 ： 化 的关 系也 会 引 起 附 加 误 差 。 Ｐ ２２４ 负 载 不 平 衡 和 负 载 波 动 对 基 本 误 差 的 影 响 三 相 负载 不 ．． ＝ ＋ ＋ｙｄ ｂ ｈ ｏ 平 衡 会 引起 三 相 电能 表 误 差 变化 。这 种 变 化 的 主 要原 因包 括 各 元件 ２ 感 应 式 电能 表 的 误 差分 析 补 电流 和 抑 制 力 矩 的 影 响 以及 各 ２１基本误差 电能表 的基 本误差会随着 负载 电流和 负载 功率 驱 动 力矩 的 不平 衡 ， 偿 力矩 的影 响 ， ． 驱 动 元件 的相 互 影 响 等 。 对 剧 烈和 频 繁 波 动 的 负 载 ， 如 电气 机 车 、 诸 因数 变化而产生变化 ， 它们之间存在着 一个关 系曲线 ， 这个 曲线即误 轧 钢机 械 和 电焊 机 等 的 负 载计 量 ， 负 载 增 加 时 ， 若 电能 表 加 速 ， 动 制 差的特性 曲线。 对于任何一个合格的 电能表而言 ， 它的基本误差经 出 电压 抑 制 力矩 阻碍 转 盘 加 速 ， 电能 表 少 记 电能 ； 载 降 负 厂检验或检定机构调校 后均会 满足规程规定的要求，从而保证 电能 力 矩和 电流 、 低时 ， 电能表减 速 ， 制动力矩和 电流、 电压抑制力矩阻碍转盘减速 ， 电 表误差特性的合理与稳定 。 能 表 多 记 电 能。 由于 转速 下 降所 需 的时 间 较 长 ， 电能 表 在 负载 降低 时 假定在任何负载条件下 ，转盘只受到与负载功率成正 比的驱动 力矩 和 制动 力 矩 作 用 ， 以得 出转 盘 读 数 和 负 载 电 能成 正 比 ， 是 电 多 记 的 电能 会 比 电能 表 在 负 载增 加 时 少记 的 电能 要 多一 些 ， 引起 了 可 这 正的附加误差 。由此可知 ， 转动元件的惯性矩、 稳定转速和电流抑制 能表的工作原理 ， 但是 ， 现实情况却复 杂的多 ， 除了这两个主要力矩 波 负载 波 动 周 期越 短 或 负 外， 还有抑制力矩 、 寄生力矩、 摩擦力矩、 电流铁芯磁化曲线 的非线性 力 矩越 小 ， 动 负 载 引起 的 附加 误 差 就 越 小 ｉ 载 电流 越 小 ， 么 这 个 附 加误 差 就 越 大 。 那 及补偿 力矩、 另外还有转盘位移 的影响 ， 会使 电能表 即使在 电压 、 都 ２２５ 电表 位 置 倾 斜 对 基 本 误 差 的影 响 在 正 常 运 行 条 件 下 ， ．． 电 频率和温度等 因素都达到规定值 的情况下，转盘转速也不会和 负载 能表也可能偏离垂直位置 ， 从而产 生倾斜误差 ， 其根本原因是由于转 功率始终保持成线性的正比变化的关系，这种情况直接影响到了电 动 元件和上 、 下轴承的联接不精密 ， 特别是下轴承 的联 接够精 密 ， 使 能表的基 本误差。 得 转 动 元 件 在轴 承 中发 生 了位 移 ，驱 动 力 矩 ｇ ￣动 力矩 以及 转 速都 ｕｒ Ｊ 通 常为了保证感应式 电能表的基本误差达到要求 ，误 差调整装 另 电 置会被 安装在感应式 电能表内部， 通过对这些装置 的调整 ， 电能表的 随 之 发 生 了改 变 。 外 ， 能表 标 准 规 定 的容 许 倾 斜 误差 只 是 属 于 负 载 电流 大于 ５ ％标 定 电流 的情况 ， ， １ 力矩 较大 ， ０ 这Ｂ ５ 动 －￣ Ｊ 倾斜引起摩 基本误差可基本控制在规定的正常范围内。 这些装置 ： 其一 为满载调 擦力矩的变化可以忽 略。倾斜误差在本质上和 转盘位移 引起的误 差 整装置 ， 改变制动 力矩 的方式是通过调整制动磁铁 ， 使得电能表 的负 倾斜角越大 ， 侧压力和倾斜误差就越大。 因此 ， 合理地选择驱 载特 性曲线上下平移。 其二 为相角调整装置 ， 通过调节 电流工作磁通 很相似 ， 动元件ｇ ￣ 动磁铁对 转盘 中心 的相对位置 ，减 小转动元件在轴承 中 ｎｆ Ｊ 与 电压 工 作 磁 通 间 相 位 角 的 方 式 ， 得 相 位 角 满 足 相位 变化 关 系 式 ， 使 是 从 而 使 电 能表 转 速 与 功 率 成 正 比 。 三 为 轻 载调 整 装置 ， 是 为 了改 产 生 的 位 移 ， 可 以减 小 倾 斜 误 差 的 。 其 它 参考文献 ： 善轻负载范 围的负载特性 曲线而设置的调整装置。其 四为平衡调整 【】 跃红 ． １王 对高压用 电用户 电能计量 准确 度的探讨 【 ． Ｊ 江苏现 代计量 ， 】
２２１ 电压 、 ＿＿ 频率 、 温度 变化对基本误差 的影 响 若 电能表 电压 线圈所加载 的电压与额定 电压不同 ，那么 电压工作磁通和有关力矩 电能 计 量 通 常 包 括 单 相 电路 、三 相 三 线 电路 和 三相 四线 电路 有 随 电压 变化 的比例也会不同 ， 会使 电能的读数 出现 电压的附加误差。 功 无功 的计 量 。 计 量 装 置 主 要 部件 是 电能 表 ， 了扩 大 量 程 需 要 ， 为 计 若 市电交流 电的频率与额定频率 之间有偏差 ，各磁通及其相位角都 量 装 置需 加 配 部 件 ，通 常 由计 量用 电流 互 感 器 和 电压 互感 器 以及 连 会产生 变化 ， 电能表示数显示与 Ｃ Ｓ有 关的频率 附加误差。若环 使 Ｏ 接互感器及 电能表之间的二次回路构成。如果对象是低压小 电流的 境 温度 产 生 变化 后 ， 制动 磁 通 和 电流 、 电压 工 作 磁 通 及其 损 耗 角 都 要 电能计量则可通过一只 电能表及 电压 电流回路构成计量装置来实现 改变 ， 引起 与 Ｃ Ｓ 有 关 的 温 度 附 加 误 差。 Ｏ 计量 ， 而对于计量对 象为高压大 电流时则 可采用 电压、 电流互感器及 ２２２波形 畸变对基本误差 的影 响 当前 ， ＿． 非线性 负载广泛存在 二次回路构成计量装置来实现。 于 电网 中 ， 当某 电网 中有 非线 性 负 载 时 ， 变现 象就 会 出现 在 负 载 电 畸 众所周知， 电能是功率对时间的积分， 公式为： ｌｄ， Ｗ Ｐｌ其中， 流 的 波 形 中 。非 正 弦 的 负 载 电 流 会在 输 配 电线 路 上 引起 非正 弦 的 阻 电能和功率 的意义是不同的，但其数学表达式仅仅表 现在时间参数 抗 压 降 ，那 么 即使 电源 电压 为 正 弦 波 ， 负载 端 的 电压 也 会是 非 正 弦 如 加 另 在调 上， 电力领域研究 电能计量时主要是 以电功率 的测量为主 ， 通过 电表 的 。 此 ， 在 电能 表 上 的 电压 和 电流 都 是 畸变 的波 形 。 外 ， 试 调 电流 波 形 为理 想 的 正 弦 来完成 电功率与 电能之间的数量转换 ，在表达电能时可以以电功率 和检 定 电能 表 的 时 候 ， 试 装 置 输 出的 电压 、 来表示。 两部 制电价在我 国广为推行 ， 主要 以有功 电量作 为电费的收 波的情形往往也是很难保证的。 ２２３ 三 相 电压 不 对 称 对 基 本 误 差 的影 响 三 相 电压 的 不 对 称 ＿＿ 缴依据 ， 无功 电能 的计量主要作用在于对 用户功率 因数的考核 上， 一 也 是三 相 电 能表 误 差 产 生 的 主 要 原 因 之一 。 先 ， 首 由于 各 驱动 元 件 不 般 电能计量分析均以有功计量 为主。 即在相 同的电压 、 相同 电流和功率 的情况下 ， 各元件产 生的驱 电能计 量装置通常包括 五部分 ： Ｔ Ｃ 、 Ｐ 、 Ｔ 二次 回路、 电能表 以及 平衡 ， 电压 抑 制 力矩 不 相 等 ， 当一 相 电压升 高而 另 一 相 电压 电能计量 柜 ， 电能计量 的准确 与否 ， 与前 四个 部分的关系最为 密切 。 动 力矩 和 电流 、 ｆ ，作 Ｆ－ ￣Ｊ 即使各 实践 表 明 ，只 有 电能 计 量 装 置综 合 误 差 是 衡 量 电能计 量 装 置准 确 与 同样 降＂ ａ ， 用在 转动元件上的总力矩 发生了变化。其次， 但 Ｕ 处在 电压 升 否的唯一指标 ， 而对于任何一个部 分的误差 ， 电能表的误差 ， 不 驱 动 元 件 平 衡 ， 由于 磁 通 Ｆ 与 电压 Ｕ并 非 线 性 关 系 ， 如 都 其 当三 能代 表 整 套 计 量 装 置 的计 量 误 差 。 从理 论 上 讲 ， 电能计 量 装 置 的 综 合 高和 降低 的元 件 ， 驱 动 力 矩 变 化 的 绝 对值 也各 不 相 同。另 外 ， 误 差 ｙ由三 个 部 分 组 成 ， 电 能 表 的相 对 误 差 互 感 器 的合 成 误 相 电压不对称时 ，补偿力矩和 电压抑制力矩随 电压 的平 方成正比变 即 差 ，Ｔ二 次 压 降 引 起 的误 差 讹，它们 之 间 有 这样 的 表达 式 ： 化 的关 系也 会 引 起 附 加 误 差 。 Ｐ ２２４ 负 载 不 平 衡 和 负 载 波 动 对 基 本 误 差 的 影 响 三 相 负载 不 ．． ＝ ＋ ＋ｙｄ ｂ ｈ ｏ 平 衡 会 引起 三 相 电能 表 误 差 变化 。这 种 变 化 的 主 要原 因包 括 各 元件 ２ 感 应 式 电能 表 的 误 差分 析 补 电流 和 抑 制 力 矩 的 影 响 以及 各 ２１基本误差 电能表 的基 本误差会随着 负载 电流和 负载 功率 驱 动 力矩 的 不平 衡 ， 偿 力矩 的影 响 ， ． 驱 动 元件 的相 互 影 响 等 。 对 剧 烈和 频 繁 波 动 的 负 载 ， 如 电气 机 车 、 诸 因数 变化而产生变化 ， 它们之间存在着 一个关 系曲线 ， 这个 曲线即误 轧 钢机 械 和 电焊 机 等 的 负 载计 量 ， 负 载 增 加 时 ， 若 电能 表 加 速 ， 动 制 差的特性 曲线。 对于任何一个合格的 电能表而言 ， 它的基本误差经 出 电压 抑 制 力矩 阻碍 转 盘 加 速 ， 电能 表 少 记 电能 ； 载 降 负 厂检验或检定机构调校 后均会 满足规程规定的要求，从而保证 电能 力 矩和 电流 、 低时 ， 电能表减 速 ， 制动力矩和 电流、 电压抑制力矩阻碍转盘减速 ， 电 表误差特性的合理与稳定 。 能 表 多 记 电 能。 由于 转速 下 降所 需 的时 间 较 长 ， 电能 表 在 负载 降低 时 假定在任何负载条件下 ，转盘只受到与负载功率成正 比的驱动 力矩 和 制动 力 矩 作 用 ， 以得 出转 盘 读 数 和 负 载 电 能成 正 比 ， 是 电 多 记 的 电能 会 比 电能 表 在 负 载增 加 时 少记 的 电能 要 多一 些 ， 引起 了 可 这 正的附加误差 。由此可知 ， 转动元件的惯性矩、 稳定转速和电流抑制 能表的工作原理 ， 但是 ， 现实情况却复 杂的多 ， 除了这两个主要力矩 波 负载 波 动 周 期越 短 或 负 外， 还有抑制力矩 、 寄生力矩、 摩擦力矩、 电流铁芯磁化曲线 的非线性 力 矩越 小 ， 动 负 载 引起 的 附加 误 差 就 越 小 ｉ 载 电流 越 小 ， 么 这 个 附 加误 差 就 越 大 。 那 及补偿 力矩、 另外还有转盘位移 的影响 ， 会使 电能表 即使在 电压 、 都 ２２５ 电表 位 置 倾 斜 对 基 本 误 差 的影 响 在 正 常 运 行 条 件 下 ， ．． 电 频率和温度等 因素都达到规定值 的情况下，转盘转速也不会和 负载 能表也可能偏离垂直位置 ， 从而产 生倾斜误差 ， 其根本原因是由于转 功率始终保持成线性的正比变化的关系，这种情况直接影响到了电 动 元件和上 、 下轴承的联接不精密 ， 特别是下轴承 的联 接够精 密 ， 使 能表的基 本误差。 得 转 动 元 件 在轴 承 中发 生 了位 移 ，驱 动 力 矩 ｇ ￣动 力矩 以及 转 速都 ｕｒ Ｊ 通 常为了保证感应式 电能表的基本误差达到要求 ，误 差调整装 另 电 置会被 安装在感应式 电能表内部， 通过对这些装置 的调整 ， 电能表的 随 之 发 生 了改 变 。 外 ， 能表 标 准 规 定 的容 许 倾 斜 误差 只 是 属 于 负 载 电流 大于 ５ ％标 定 电流 的情况 ， ， １ 力矩 较大 ， ０ 这Ｂ ５ 动 －￣ Ｊ 倾斜引起摩 基本误差可基本控制在规定的正常范围内。 这些装置 ： 其一 为满载调 擦力矩的变化可以忽 略。倾斜误差在本质上和 转盘位移 引起的误 差 整装置 ， 改变制动 力矩 的方式是通过调整制动磁铁 ， 使得电能表 的负 倾斜角越大 ， 侧压力和倾斜误差就越大。 因此 ， 合理地选择驱 载特 性曲线上下平移。 其二 为相角调整装置 ， 通过调节 电流工作磁通 很相似 ， 动元件ｇ ￣ 动磁铁对 转盘 中心 的相对位置 ，减 小转动元件在轴承 中 ｎｆ Ｊ 与 电压 工 作 磁 通 间 相 位 角 的 方 式 ， 得 相 位 角 满 足 相位 变化 关 系 式 ， 使 是 从 而 使 电 能表 转 速 与 功 率 成 正 比 。 三 为 轻 载调 整 装置 ， 是 为 了改 产 生 的 位 移 ， 可 以减 小 倾 斜 误 差 的 。 其 它 参考文献 ： 善轻负载范 围的负载特性 曲线而设置的调整装置。其 四为平衡调整 【】 跃红 ． １王 对高压用 电用户 电能计量 准确 度的探讨 【 ． Ｊ 江苏现 代计量 ， 】
浅析交流感应式电能表附加误差来源及处理方法
表附加误差的来 源， 并提出了减小这些误差的措施和方法 ， 为实际工作中选择合适的测量方法提供参考。
关键词 ： 感应 式 电能 表 ； 附 加 误 差来 源 ； 处 理 方 法
０ 引言
些， 导致产生 “ 正” 的 附加 误 差 ， 一般 电压 变 化 ±１ ０ ％时 附加误差产 生是 ０ ． ５ ％ ～１ ． ５ ％。
素是怎 样影 响 电能表产 生附加误 差 的及 减小这些 误差 的
方法 。 １ 电压 变化
矩越大 ， 转动力矩就越大 ， 因而补偿力矩所 占的份额越
小， 在 固定负荷 时 ， 它 的影 响通 常 是 可 以忽 略 不计 ， 但 负
荷是 １ ０ ％ 一２ ０ ％标 定 电流 时 ， 补 偿 力矩 受 电压 的变化 产
电能表在 交 流 电路 中 ， 当 电压 线 圈两端 加 以线 路 电 压， 电流线 圈 串联 在 电源 与负荷 之 间流过负荷 电流 时 ， 电
流元件 和 电压元件 就 产 生在 空 间上 不 同位 置 、 相 角上 不
１ ． ２ 电压 升高补偿 力矩 的变化
低 负荷 补偿力矩 和 电压 的平方 成正 比。当电压升 高 时， 补偿力矩 的增加 ， 比驱 动力 矩 的增 加 较 多 ， 使 电能 表
Ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
赵
摘
磊 郭 辉
朱
琳
（ 郑州市质量技术监督检验测试 中心 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ６ ）
要： 针对交流感应式电能表， 根据其原理分别从电压变化 、 频率变化 、 波形变化、 温度变化 、 电能表的潜动 、 电能表 自热影响分析 了交 流感应 式电能
浅析感应式电表计量误差分析与解决方案
一
都会使电能表即使在电压 、频率和温度等因素都达到规定值 的情况下 ， 转 盘转速也不会和负载功率始 终保持成线性 的正 比变化 的关系 ， 这种情况 直 接影响到 了电能表的基本误差。 １ ． ２其他 附加 误 差 确定 电能表基 本误差时 ， 改变 的往往只是负荷 电流 和功率因数 ， 而 其 他条件只允许在一个很小的范围内变化 ， 并且这个范 围在 电能表 技术 条件 中明确规定 ， 即确定电能表基本误差 的外部条件 。外部条件 的改变会产 生 电能表 的误差改变就是电能表的附加误差 。 （ １ ） 电压、 频率、 温度变化 若 电能表电压线圈所加载的电压与额 定电压不 同， 那么 电压 工作磁 通
一
下轴承 的联接够精密 ， 使得转动 元件 在轴承 中发 生了位 移 ， 驱动力矩 和制 动力矩 以及转速都随之发生了改变 。 ２感应式 电表 的计量误差解决方案
２ ． １通 过 温 度 诊 断 误 差
机 电设备假 若发生 了各 种故障， 其温度通 常会 变得 比较异 常， 那些有
定损伤的机件， 其温度 通常是在 故障发 生之前 就开始明显的升高 。如果 我们可 以将所收集到的各种不同机件 的温 度做成 形象直观的图表 ， 同时将 这些 图表放置在设备的运行场所，当操作人员发现某些机件的温度过高 ，
关键词： 感应式电表； 计量； 误差 ； 方案
现如今 ， 电能计量 仪表 大部分还是沿 用感应 式的仪表 ， 特别 是在工业 生产领域 中， 进行 内部计量时往往是用感 应式电能表 ， 但 是这种 电能表会
存在计量出现误差 的可能性 ， 从而使电力部门和企业产生经济损失 。 ｌ感应式 电表 的计量误差分析
科 学 发 展
浅析 感应 式 电表 计量误 差分析与解 决方案
都会使电能表即使在电压 、频率和温度等因素都达到规定值 的情况下 ， 转 盘转速也不会和负载功率始 终保持成线性 的正 比变化 的关系 ， 这种情况 直 接影响到 了电能表的基本误差。 １ ． ２其他 附加 误 差 确定 电能表基 本误差时 ， 改变 的往往只是负荷 电流 和功率因数 ， 而 其 他条件只允许在一个很小的范围内变化 ， 并且这个范 围在 电能表 技术 条件 中明确规定 ， 即确定电能表基本误差 的外部条件 。外部条件 的改变会产 生 电能表 的误差改变就是电能表的附加误差 。 （ １ ） 电压、 频率、 温度变化 若 电能表电压线圈所加载的电压与额 定电压不 同， 那么 电压 工作磁 通
一
下轴承 的联接够精密 ， 使得转动 元件 在轴承 中发 生了位 移 ， 驱动力矩 和制 动力矩 以及转速都随之发生了改变 。 ２感应式 电表 的计量误差解决方案
２ ． １通 过 温 度 诊 断 误 差
机 电设备假 若发生 了各 种故障， 其温度通 常会 变得 比较异 常， 那些有
定损伤的机件， 其温度 通常是在 故障发 生之前 就开始明显的升高 。如果 我们可 以将所收集到的各种不同机件 的温 度做成 形象直观的图表 ， 同时将 这些 图表放置在设备的运行场所，当操作人员发现某些机件的温度过高 ，
关键词： 感应式电表； 计量； 误差 ； 方案
现如今 ， 电能计量 仪表 大部分还是沿 用感应 式的仪表 ， 特别 是在工业 生产领域 中， 进行 内部计量时往往是用感 应式电能表 ， 但 是这种 电能表会
存在计量出现误差 的可能性 ， 从而使电力部门和企业产生经济损失 。 ｌ感应式 电表 的计量误差分析
科 学 发 展
浅析 感应 式 电表 计量误 差分析与解 决方案
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M B KB U U sin a B
M B K BU sin aB
2
一、电能表的附加力矩
补偿力矩与外加电压有关，只要电能表 接上电压，不论电能表是否有负载电流，补 偿力矩总是存在。 上述抑制力矩、摩擦力矩、电流铁芯曲 线的非线性影响及补偿力矩，是使电能表产 生基本误差的主要原因。
四、灵敏度和防潜动装置
四、灵敏度和防潜动装置
最后应指出：
在进行电能表轻负载误差调整时，同时满 足无潜动的要求和提高灵敏度的要求是矛盾的。 为了限制潜动需增加防潜力矩，则会降低灵敏 度；为了提高灵敏度需增加补偿力矩，又可能 产生潜动。所以进行电能表调整时，一定要注 意电能表内部各元件之间的相互关系才能收到 良好的调整效果。
W W0 100% W0
三、电能表的误差
电能表的误差按其产生的原因又可分为基本误差和附加误差。 1.基本误差 • 基本误差是电能表在规定条件下测得的相对误差。 • 电能表的准确等级就是根据基本误差确定的。 • 基本误差是由电能表的内部结构决定的。 2.附加误差 把由于外界条件变化引起的误差称为附加误差。 产生附加误差的主要原因有：
分相满载调 整 分相相位角 调整
三相 有功电 能表的调整
分相轻载调 整
一、满负载调整装置
制动力矩的调整是在额定电压、基本电流、功率因数等于1的 条件下进行，我们称之为满负载调整。 转盘转速 KP
n
K T hT
2 T
1．改变作用力臂的满负载调整装置 固定制动磁通量Φ T，转动或移制动磁铁的位置，以达到改变 作用力臂hT，如图2-10所示。
一、电能表的附加力矩
4．补偿力矩MB 为了补偿电流抑制力矩、摩擦力矩 和电流铁芯非线性 影响引起的负误差，在电能表结构中设置轻负载调整装置， 用以产生和驱动力矩方向相同的附加力矩，以补偿上述因 素引起的误差，称为补偿 力矩。为获得补偿力矩， 我们在电压磁极下面设 置铜片A，如图2-2（α ） 所示。
二、相位角调整装置
改变α I角的相位角调整装置 图2-11（a）所示的相位角调整装置，由绝缘铜线在 电流铁芯1上绕制的附加线圈2（3～5匝）和串接康铜线 3组成。移动电阻线上的短路滑块4，可改变回路的有效 长度（即回路的电阻），从而改变回路中的感应电流IK。
三、轻负载调整装置
用改善轻负载范围内的负载特性曲线来调整补偿 力矩的机构，称为轻负载调整装置。 • 所有轻负载调整装置的原理与产生补偿力矩的原理相 同，即在电压铁芯磁极附近设置可移动的金属部件， 以造成电压磁通对转动元件的对称轴成不对称分布， 从而形成在空间上和时间上都有差异的两部分电压磁 通，相互作用形成补偿力矩。 • 根据上述原理制造的一种主要类型的轻负载调整装置 如图2-13所示。
二、感应式电能表的附加误差
外界条件改变后，电能表的误差就
会改变，其改变量叫作电能表的附加误
差。
二、感应式电能表的附加误差
1．电压影响 当加在电压线圈两端的电压发生变化时， 使电能表产生了电压附加误差，简称电压误差 γ u。电压误差特性如图2-3所示。
二、感应式电能表的附加误差
2．温度影响 一般把标准温度规定为﹢20℃。当电能表所处的环 境温度与标准温度不同时，从而产生附加误差，称它为 温度误差γ t，温度误差特性如图2-4所示。
二、感应式电能表的附加误差
3．频率影响 当电网频率与电能表的额定频率不同时，将引起电流、 电压工作磁通幅值以及它们之间的相位角差的改变，致使 电能表产生频率误差γ f。频率误差特性如图2-7所示。
第三节 交流感应式电能表的负载特性曲线
电能表运行时，力矩平衡方程式为
MQ＋MB＝MT＋MM＋MI＋MU
第四节 交流感应式电能表的误差调整装置
一、满负载调整装置 二、相位角调整装置 三、轻负载调整装置
四、灵敏度和防潜动装置
感应式单相有功电能表的调整
直观检查 补偿力矩的初步调整
单相 有功 电能表的 调整
满载调整 轻载调整 相位角调整 防潜动调整
感应式三相有功电能表的调整
直观检查 补偿力矩的初步 调整 分相调整 组合调整
一、电能表的附加力矩
2．摩擦力矩MM
主要包括以下几个方面：
（1）下轴承与转轴间的摩擦力矩。 （2）上轴承与转轴间的摩擦力矩。 （3）计度器传动齿间的摩擦力矩。 （4）转动元件与空气间的摩擦力矩。此摩擦力矩与转动 元件的转动速度及其表面光滑程度有关。
一、电能表的附加力矩
3．电流铁芯曲线的非线性影响 实现电能表正确计量的条件之一是应保证电流工作磁通 与负载电流成正比，也就是磁通与电流是线性关系，如图中 直线2所示。但实际上，铁芯的磁化曲线是非线性的，如图 中曲线1所示。
二、相位角调整装置
• 在感应式电能表的工作原理中讲述了电能表实现正确计量的第三 个条件是：应满足正交条件，即φ＋ψ＝士90°，也称90°相位 角条件。 • 当不能满足90°相位角条件时，电能表就要产生计量误差。
在额定电压、基本电流和cosφ=0.5情况下，调节电流工 作磁通和电压工作磁通间的相位角，使其满足φ＋ψ=士90°关 系的调整装置，称为相位角调整装置。
感应式电能表误差调整的项目与条件
项目 方式 调整条件(50HZ) 调整部位
合元
满载误差调整
Ue Ue
Imax cosΦ=1.0 Imax cosΦ=1.0
永久磁铁 三相平衡调整螺钉 相位角误差调整装置
相位角误差调整装置 轻载误差调整装置 轻载误差调整装置 轻载误差调整装置 防潜钩
分元 合元
相位角误差调整 分元 合元 轻载误差调整 分元 灵敏度试验 防潜动试验 合元 合元
三、轻负载调整装置
四、灵敏度和防潜动装置
1．灵敏度 在额定电压，额定频率，cosφ=1.0的条件下， 当负载电流达到能使电能表转盘开始不停地转动的 启动电流值时，此值与电能表基本电流Ib之比值， 称为电能表的灵敏度，用字母S表示。即
I S 100% Ib
四、灵敏度和防潜动装置
2．潜动及防潜装置 • 有时经过轻负载调整以后，可能出现这样一种现象， 电流回路没有接入负载，而电能表的转盘在缓慢地转 动，这种现象称为电压潜动，简称潜动。 • 潜动力矩是客观存在的，如果当负载电流为零时，外 加电压为额定电压的80％～110％时，电能表转盘的 转动不超过1r，那么我们认为这种潜动是允许的。 • 为此，在电能表中设置防潜装置。如图2-15所示，
第二章
第二章 交流感应式电能表的误差特性及误差调整装置
第一节 电能表误差的基本概念 第二节 交流感应式电能表的附加力矩及附加误差 第三节 交流感应式电能表的负载特性曲线 第四节 交流感应式电能表的误差调整装置
第一节 电能表误差的基本概念
一、绝对误差
二、相对误差
三、电能表的误差
一、绝对误差
由于电能表自身结构上的原因和外界条件的影响，它 所测得的电量与负载实际消耗的电量是有差别的，我们把 这种差别称为误差。 绝对误差是被测电量的测得值与实际值（也称真值） 之差，可表示为
电压、频率、环境温度的变化， 电压波形畸变的影响，运行不稳 定，相序的改变，三相电压不对 称，负载不平衡等。
第二节 交流感应式电能表的附加力矩及附加误差
一、电能表的附加力矩
二、感应式电能表的附加误差
一、电能表的附加力矩
1．抑制力矩
转盘的转动还切割交变的电流和电压工作磁通，因 而在转盘中产生相应的感应电流。此电流与交变的磁通 相互作用，也能形成阻碍转盘转动的力矩，我们把这类 力矩称为抑制力矩或自制动力矩。 电流抑制力矩
M I KI I n
2
2
M U KU U n 电压抑制力矩 • 抑制力矩阻碍转盘的转动，使电能表出现负误差。 • 电流抑制力矩MI比驱动力矩MQ随负载电流变化的速度要 快得多。
一、电能表的附加力矩
2．摩擦力矩MM
摩擦力矩的方向总是与驱动 力矩的方向相反，它阻碍转盘的 转动，使电能表出现负误差。
W W W0 示值 真值
△W为正值说明测得的电量大于实 际电量；△W为负值说明测得的电量小 于实际电量。
二、相对误差
对于同一量来说，绝对误差值越小，测量的精度越 高。但对不同的量就不能用绝对误差来判断测量的精度 了。为了评价测量的精度，又提出了相对误差的概念。基本误差随着负载电流和负载功率因数而 变化的关系曲线，称为电能表的负载特性曲线。感应式 电能表负载特性曲线如图2-8所示。
第三节 交流感应式电能表的负载特性曲线
对曲线分四个区域来分析 1．负载电流低于标定值的5％时 MB>MM 2．负载电流在基本电流的5%～30％时 电流铁芯非线性影响 3．负载电流在基本电流的30％～100％时 电流铁芯非线性影响 4．负载电流大于基本电流的100％以上时 电流抑制力矩
Ue Ib cosΦ=0.5 （sinΦ=0.5）
Ue Ib cosΦ=0.5 （sinΦ=0.5） Ue I= 10% Ib Ue I = 20% Ib cosΦ=1.0 cosΦ=1.0
Ue cosΦ=1.0 规程规定的启动电流 80%—110% Ue I=0
一、满负载调整装置
2．改变制动磁通的满负载调整装置 常用方法：
（1）转动制动磁铁方法。使制动磁铁逐渐离开转盘，以改 变穿过转盘的制动磁通量。
（2）用磁分路方法。固定制动磁铁位置，在磁铁上设置可
移动的分磁铁片，使制动磁通量ΦT经分磁铁片形成分流，改 变分磁铁片位置，就改变了磁通ΦT的分磁量，也就是改变通 过转盘的制动磁通量。
M B K BU sin aB
2
一、电能表的附加力矩
补偿力矩与外加电压有关，只要电能表 接上电压，不论电能表是否有负载电流，补 偿力矩总是存在。 上述抑制力矩、摩擦力矩、电流铁芯曲 线的非线性影响及补偿力矩，是使电能表产 生基本误差的主要原因。
四、灵敏度和防潜动装置
四、灵敏度和防潜动装置
最后应指出：
在进行电能表轻负载误差调整时，同时满 足无潜动的要求和提高灵敏度的要求是矛盾的。 为了限制潜动需增加防潜力矩，则会降低灵敏 度；为了提高灵敏度需增加补偿力矩，又可能 产生潜动。所以进行电能表调整时，一定要注 意电能表内部各元件之间的相互关系才能收到 良好的调整效果。
W W0 100% W0
三、电能表的误差
电能表的误差按其产生的原因又可分为基本误差和附加误差。 1.基本误差 • 基本误差是电能表在规定条件下测得的相对误差。 • 电能表的准确等级就是根据基本误差确定的。 • 基本误差是由电能表的内部结构决定的。 2.附加误差 把由于外界条件变化引起的误差称为附加误差。 产生附加误差的主要原因有：
分相满载调 整 分相相位角 调整
三相 有功电 能表的调整
分相轻载调 整
一、满负载调整装置
制动力矩的调整是在额定电压、基本电流、功率因数等于1的 条件下进行，我们称之为满负载调整。 转盘转速 KP
n
K T hT
2 T
1．改变作用力臂的满负载调整装置 固定制动磁通量Φ T，转动或移制动磁铁的位置，以达到改变 作用力臂hT，如图2-10所示。
一、电能表的附加力矩
4．补偿力矩MB 为了补偿电流抑制力矩、摩擦力矩 和电流铁芯非线性 影响引起的负误差，在电能表结构中设置轻负载调整装置， 用以产生和驱动力矩方向相同的附加力矩，以补偿上述因 素引起的误差，称为补偿 力矩。为获得补偿力矩， 我们在电压磁极下面设 置铜片A，如图2-2（α ） 所示。
二、相位角调整装置
改变α I角的相位角调整装置 图2-11（a）所示的相位角调整装置，由绝缘铜线在 电流铁芯1上绕制的附加线圈2（3～5匝）和串接康铜线 3组成。移动电阻线上的短路滑块4，可改变回路的有效 长度（即回路的电阻），从而改变回路中的感应电流IK。
三、轻负载调整装置
用改善轻负载范围内的负载特性曲线来调整补偿 力矩的机构，称为轻负载调整装置。 • 所有轻负载调整装置的原理与产生补偿力矩的原理相 同，即在电压铁芯磁极附近设置可移动的金属部件， 以造成电压磁通对转动元件的对称轴成不对称分布， 从而形成在空间上和时间上都有差异的两部分电压磁 通，相互作用形成补偿力矩。 • 根据上述原理制造的一种主要类型的轻负载调整装置 如图2-13所示。
二、感应式电能表的附加误差
外界条件改变后，电能表的误差就
会改变，其改变量叫作电能表的附加误
差。
二、感应式电能表的附加误差
1．电压影响 当加在电压线圈两端的电压发生变化时， 使电能表产生了电压附加误差，简称电压误差 γ u。电压误差特性如图2-3所示。
二、感应式电能表的附加误差
2．温度影响 一般把标准温度规定为﹢20℃。当电能表所处的环 境温度与标准温度不同时，从而产生附加误差，称它为 温度误差γ t，温度误差特性如图2-4所示。
二、感应式电能表的附加误差
3．频率影响 当电网频率与电能表的额定频率不同时，将引起电流、 电压工作磁通幅值以及它们之间的相位角差的改变，致使 电能表产生频率误差γ f。频率误差特性如图2-7所示。
第三节 交流感应式电能表的负载特性曲线
电能表运行时，力矩平衡方程式为
MQ＋MB＝MT＋MM＋MI＋MU
第四节 交流感应式电能表的误差调整装置
一、满负载调整装置 二、相位角调整装置 三、轻负载调整装置
四、灵敏度和防潜动装置
感应式单相有功电能表的调整
直观检查 补偿力矩的初步调整
单相 有功 电能表的 调整
满载调整 轻载调整 相位角调整 防潜动调整
感应式三相有功电能表的调整
直观检查 补偿力矩的初步 调整 分相调整 组合调整
一、电能表的附加力矩
2．摩擦力矩MM
主要包括以下几个方面：
（1）下轴承与转轴间的摩擦力矩。 （2）上轴承与转轴间的摩擦力矩。 （3）计度器传动齿间的摩擦力矩。 （4）转动元件与空气间的摩擦力矩。此摩擦力矩与转动 元件的转动速度及其表面光滑程度有关。
一、电能表的附加力矩
3．电流铁芯曲线的非线性影响 实现电能表正确计量的条件之一是应保证电流工作磁通 与负载电流成正比，也就是磁通与电流是线性关系，如图中 直线2所示。但实际上，铁芯的磁化曲线是非线性的，如图 中曲线1所示。
二、相位角调整装置
• 在感应式电能表的工作原理中讲述了电能表实现正确计量的第三 个条件是：应满足正交条件，即φ＋ψ＝士90°，也称90°相位 角条件。 • 当不能满足90°相位角条件时，电能表就要产生计量误差。
在额定电压、基本电流和cosφ=0.5情况下，调节电流工 作磁通和电压工作磁通间的相位角，使其满足φ＋ψ=士90°关 系的调整装置，称为相位角调整装置。
感应式电能表误差调整的项目与条件
项目 方式 调整条件(50HZ) 调整部位
合元
满载误差调整
Ue Ue
Imax cosΦ=1.0 Imax cosΦ=1.0
永久磁铁 三相平衡调整螺钉 相位角误差调整装置
相位角误差调整装置 轻载误差调整装置 轻载误差调整装置 轻载误差调整装置 防潜钩
分元 合元
相位角误差调整 分元 合元 轻载误差调整 分元 灵敏度试验 防潜动试验 合元 合元
三、轻负载调整装置
四、灵敏度和防潜动装置
1．灵敏度 在额定电压，额定频率，cosφ=1.0的条件下， 当负载电流达到能使电能表转盘开始不停地转动的 启动电流值时，此值与电能表基本电流Ib之比值， 称为电能表的灵敏度，用字母S表示。即
I S 100% Ib
四、灵敏度和防潜动装置
2．潜动及防潜装置 • 有时经过轻负载调整以后，可能出现这样一种现象， 电流回路没有接入负载，而电能表的转盘在缓慢地转 动，这种现象称为电压潜动，简称潜动。 • 潜动力矩是客观存在的，如果当负载电流为零时，外 加电压为额定电压的80％～110％时，电能表转盘的 转动不超过1r，那么我们认为这种潜动是允许的。 • 为此，在电能表中设置防潜装置。如图2-15所示，
第二章
第二章 交流感应式电能表的误差特性及误差调整装置
第一节 电能表误差的基本概念 第二节 交流感应式电能表的附加力矩及附加误差 第三节 交流感应式电能表的负载特性曲线 第四节 交流感应式电能表的误差调整装置
第一节 电能表误差的基本概念
一、绝对误差
二、相对误差
三、电能表的误差
一、绝对误差
由于电能表自身结构上的原因和外界条件的影响，它 所测得的电量与负载实际消耗的电量是有差别的，我们把 这种差别称为误差。 绝对误差是被测电量的测得值与实际值（也称真值） 之差，可表示为
电压、频率、环境温度的变化， 电压波形畸变的影响，运行不稳 定，相序的改变，三相电压不对 称，负载不平衡等。
第二节 交流感应式电能表的附加力矩及附加误差
一、电能表的附加力矩
二、感应式电能表的附加误差
一、电能表的附加力矩
1．抑制力矩
转盘的转动还切割交变的电流和电压工作磁通，因 而在转盘中产生相应的感应电流。此电流与交变的磁通 相互作用，也能形成阻碍转盘转动的力矩，我们把这类 力矩称为抑制力矩或自制动力矩。 电流抑制力矩
M I KI I n
2
2
M U KU U n 电压抑制力矩 • 抑制力矩阻碍转盘的转动，使电能表出现负误差。 • 电流抑制力矩MI比驱动力矩MQ随负载电流变化的速度要 快得多。
一、电能表的附加力矩
2．摩擦力矩MM
摩擦力矩的方向总是与驱动 力矩的方向相反，它阻碍转盘的 转动，使电能表出现负误差。
W W W0 示值 真值
△W为正值说明测得的电量大于实 际电量；△W为负值说明测得的电量小 于实际电量。
二、相对误差
对于同一量来说，绝对误差值越小，测量的精度越 高。但对不同的量就不能用绝对误差来判断测量的精度 了。为了评价测量的精度，又提出了相对误差的概念。基本误差随着负载电流和负载功率因数而 变化的关系曲线，称为电能表的负载特性曲线。感应式 电能表负载特性曲线如图2-8所示。
第三节 交流感应式电能表的负载特性曲线
对曲线分四个区域来分析 1．负载电流低于标定值的5％时 MB>MM 2．负载电流在基本电流的5%～30％时 电流铁芯非线性影响 3．负载电流在基本电流的30％～100％时 电流铁芯非线性影响 4．负载电流大于基本电流的100％以上时 电流抑制力矩
Ue Ib cosΦ=0.5 （sinΦ=0.5）
Ue Ib cosΦ=0.5 （sinΦ=0.5） Ue I= 10% Ib Ue I = 20% Ib cosΦ=1.0 cosΦ=1.0
Ue cosΦ=1.0 规程规定的启动电流 80%—110% Ue I=0
一、满负载调整装置
2．改变制动磁通的满负载调整装置 常用方法：
（1）转动制动磁铁方法。使制动磁铁逐渐离开转盘，以改 变穿过转盘的制动磁通量。
（2）用磁分路方法。固定制动磁铁位置，在磁铁上设置可
移动的分磁铁片，使制动磁通量ΦT经分磁铁片形成分流，改 变分磁铁片位置，就改变了磁通ΦT的分磁量，也就是改变通 过转盘的制动磁通量。