感应式电能表
分析谐波对感应式电度表计能特性的影响
０机做 与电子ｏ
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｉ Ｆ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ
２０ 年 ０８
第 ３ 期 ３
分析谐波对感应式电度表计能特性的影响
王摘
湖北
襄樊
４ １５ ） ４ ０ ３
要】 本文主要介绍谐 波对感应式 电能表 计能的影响情况。 介绍 了谐波的概念， 常规 感应式 电能表的工作原理 ， 即根据基波的电磁感应
１谐 波 的 基 本概 念 ．
电流 工 作 磁 通 增加 ． 电能 表 产 生 正误 差 ； 使 （１ 独 叠 加 三 次 或 五 次谐 波 电 流 ， 畸 变 因数 较 低 （ ｌ％） ， ４单 在 ＜ Ｏ 时 造
一 在理 想 的 交 流 供 电 系统 中 ． 相 交 流 电压 是 平 衡 的 ， 有 效 值 和 成 的 计 量 误 差 ． 般 在 准 确 度 允 许 范 围之 内 。 三 其
来计 能 ， 此 工 作 原 理 的 基础 上 ， 在 受谐 波 影 响 产 生 正 负误 差 的 特 性 ， 以及 误 差 对 基 波 计 能 影 响 的 大 小程 度 。
【 关键词 】 谐波 ； 电能计量； 差影响 误
０ 引 言 ．
电 能计 量 的准 确 性 ：
ｆ１ 电压 为 正 弦 、 流有 畸 变 时 。 １当 电 由于 磁 路 的非 线 性使 电 压 磁 通 随着 电 力 电子 技 术 的 飞速 发 展 ． 种 大 功率 整 流 ／ 流设 备 、 弧 各 换 电 产 炉 等非 线 性 负 荷 日益增 多 ， 成 供 电 系统 电 压 、 流 波 形 不 同程 度 畸 中出 现 谐 波 电 流磁 通 同 阶 次 的 分量 ， 生 附 加 的 驱 动 力 矩 。 除 非 三 次 造 电 一 变 ， 生 大量 高 次 谐 波 。 用 户 大 量使 用 的感 应 型 电 能计 量 表 ， 按 工 谐 波 电 流很 大 ． 般 认 为 此 力 矩 引 起 的误 差 很 小 ： 产 但 是
《电能计量技术》王鲁杨主编 第2章 电能表
0.2S、0.5、0.5S、1.0、2.0、3.0 级电能表
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2.1 电能表基础知识
三、电能表的铭牌知识
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图2-1 单相电能表
图2-2 三相四线电能表
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2.1 电能表基础知识
三、电能表的铭牌知识
1、名称、型号
安装式电能表的型号代号
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2.1 电能表基础知识
2.2 感应式电能表
二、单相感应式电能表的工作原理
★ φU、φI共3次穿过转盘
★ 交变的工作磁通φI、φI´和φU穿 过转盘时，各产生相应的滞后
90°的感应电动势及感应电流iPI、
iPI´和iPU，
图2-7 三磁通型电能表的磁极分布
图2-8 转盘内磁通和感应电流示意图
★ iPI、iPI´与 φU 相互作用形成电磁力 fI，产生瞬时驱动力矩m1、
4）最大电流Imax：额定最大电流，是电能表能满足其制造标 准规定的准确度的最大电流值
2020/10/2710（60）A、3× Nhomakorabea.5（6）A
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2.1 电能表基础知识
三、电能表的铭牌知识
3、电能表常数 有功电能表常数：r/kW·h、imp/kW·h 无功电能表常数：r/kvar·h、imp/kvar·h
4、准确度等级：如①、②
5、生产许可证标志和编号： China-Measuring instruments-Certificate of license
6、计量单位：kW·h，kvar·h
7、电能表的防护类型：
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——表示电能表的防护类型为Ⅱ类防护绝缘封闭。
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关于电子式与机电式电能表在实际应用中的区别
关于电子式与机电式电能表在实际应用之间的区别[摘要]：通过电子式与机电式电能表在实际工作中的应用，在两者结构、功能及其误差稳定性之间的对比，电子式电能表在这些方面有明显的优势，我公司电子式电能表已经逐步取代了机电式电能表的作用，电子式电能表在计量管理中的优势越加显著。
关键词: 电子式机电（感应）式电能表区别1前言：电子式电能表是一种工作原理与传统的感应式电能表完全不同的新型电能计量仪表，随着电子技术的发展，电子元器件质量的提高，一些国内、国外生产的单相、三相电能表已逐步被推广使用。
在改变了“电子式电能表不可靠、不稳定”的观念，而且展示了电子式电能表性能和功能上的许多优点。
现在普遍使用的感应式电能表由于受其工作原理和制造工艺，制造材料等方面的制约，在降低表计功耗，提高表准确度和开发表计的功能方面是有限度的。
而电子式电能表在这些方面有明显的优势，我公司电子式电能表已经逐步取代了机电式电能表的作用，电子式电能表在计量管理中的优势越加显著。
2分析与探讨结合我公司使用情况及目前电子表的应用实践，从以下几方面进行探讨。
2.1在结构方面上的差异1）机电式（感应）式电能表的种类很多，但无论其规格、型号是否一致，它们的结构是大致相同。
一般是有驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器、调整装置以及基架、名牌、端钮盒和表壳等组成。
2）电子式电能表种类很多，但无论其规格、型号是否一致，一般是有输入变换电路、模拟乘法器电路、U/F（I/F）转换器、A/D转换器、显示器件及其驱动电路等组成。
通过二者之间结构的对比，就可以显而易见的看出电子式电能表比较优越。
2.2、在工作原理原理上得的差异1）机电式电能表的电能测量原理是当电能表接入交流电路中，由于电压工作磁通和电流工作磁通产生的涡流，电流工作磁通和电压工作磁通产生的涡流在空间上不相重合，而且在时间上有相位差，且在空间相对位置不同的电流和磁通之间都会产生力的作有。
这个力在圆盘上产生转动力矩，使电能表的圆盘按一个方向不停地转动。
电能表分类
定义：电功通常用电能表，是用来测量电能的仪表，俗称电度表、火表。
分类:按用途：工业与民用表、电子标准表、最大需量表、复费率表按结构和工作原理：感应式（机械式）、静止式（电子式）、机电一体式（混合式）按接入电源性质：交流表、直流表按准确级：常用普通表：0.2S、0.5S、0.2、0.5、1.0、2.0等标准表：0.01、0.05、0.2、0.5等按安装接线方式：直接接入式、间接接入式按用电设备：单相、三相三线、三相四线电能表有功电能表无功电能表有功电能表电能可以转换成各种能量。
如：通过电炉转换成热能，通过电机转换成机械能，通过电灯转换成光能等。
在这些转换中所消耗的电能为有功电能。
而记录这种电能的电表为有功电能表。
无功电能表电工原理告诉我们，有些电器装置在作能量转换时先得建立一种转换的环境，如：电动机，变压器等要先建立一个磁场才能作能量转换，还有些电器装置是要先建立一个电场才能作能量转换。
而建立磁场和电场所需的电能都是无功电能。
而记录这种电能的电表为无功电能表。
无功电能在电器装置本身中是不消耗能量的，但会在电器线路中产生无功电流，该电流在线路中将产生一定的损耗。
无功电能表是专门记录这一损耗的，一般只有较大的电单位才安装这种电表。
铭牌名称及型号：第一部分：类别代号：D ：电能表第二部分：组别代号：第一字母S:三相三线T:三相四线X:无功B:标准Z：最高需量D：单相第二字母F:复费率表S:全电子式D:多功能Y:预付费第三部分：设计序号：阿拉伯数字第四部分：改进序号：用小写的汉语拼音字母表示第五部分：派生号：T:湿热和干热两用TH:湿热带用G:高原用H:一般用F:化工防腐用；K:开关板式J:带接收器的脉冲电能表还标有①或②的标志: ①代表电能表的准确度为1%，或称1级表；②代表电能表的准确度为2%，或称2级表。
还标有产品采用的标准代号、制造厂、商标和出厂编号等。
电能计量单位：有功电能表kW • h无功电能表kvar • h字轮计度器窗口（液晶显示窗口）：整数位和小数位不同颜色，中间小数点；各字轮有倍乘系数（无小数点时）多功能表液晶显示有整数位和小数位两位准确度等级：相对误差，用置于圆圈内的数字表示标定电流和额定最大电流：标定电流（额定电流）：标明于表上作为计算负载的基数电流值：I b额定最大电流：电能表能长期正常工作，误差和温升完全满足要求的最大电流值：Imax额定电压：单相电能表标注：220V三相表有三种标注法：a.直接接入式三相三线：3×380Vb.直接接入式三相四线：3×380/220V电能表常数：电能表记录的电能与转盘转数或脉冲数之间关系的比例数：r/kWh；imp/kWh额定频率：50Hz主要技术指标：1、稳定准确，性能可靠2、准确度等级：1.0级，符合GB/T17215-1998、IEC1036-19963、电流规格： 2.5(10)A，5(20)A，5(30)A，10(40)A，20(80)A4、电表常数：6400imp/kwh，3200imp/kwh，1600imp/kwh5、额定电压：AC220V6、额定频率：50Hz7、起动电流：0.4%Ib8、字轮位数：6位（含1位小数）9、功耗≤0.6W10、环境工作条件：-20℃～+55℃，相对湿度不超过85%（温度+25℃）11、抗电磁干扰能力强，可在恶劣电力环境下运行12、强化工艺控制，独特工艺保证，高可靠性设计发展随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。
感应式三相三线电能表接线分析
抗 ， 测 试 阻 抗 值 为 １４ ８ ８ ． 。Ｑ； 、 分 别 经 ２／ ６４ ｚ ｚ２
为 无 功 电 能 表 电 压 线 圈 阻 抗 ， 测 试 阻 抗 值 为 经
｝
上
＝
能 表反 映 的功 率 及 最 后 计 算 退 补 电量 时 将 存 在 误
差 。本 文要 讨论 的 内容是 电 能表在联 合接 线 的情 况 、 ， 下 电压互感 器二 次 侧发 生断线 故 障时 ， 电能表 反应
图 １ 三 相 三 线 有 功 和 无 功 电 能 表 的 正 确 接 线
有 误差 的 。
的功率及 退 补 电量计算 的分 析 方法 。
１ １ 考 虑无 功 电能表 电压 线 圈影 响的接 线 ．
考虑 无功 电能 表 电压线 圈影 响 的等值 电路 见 图
２ 。图 ２ ａ ａ中 ， ｙ ｚ 分 别 为有 功 电能表 电压线 圈阻 ｚ 、
１ 电压 互 感 器 二 次侧 Ｕ相 电压 断 线 分 析
记 录有功 和 无功 电量 。 在实 际工 作 中 ， 电压 互感 器二
州 ￡ Ⅷ ｌ
ｌ
｝
Ｊ ● ● Ｖ Ｉ ｌ Ｗ ＇● ● 彳 ’ ● ， ● ，
｝ ‘ ‘｝ ｛‘
●
次侧 可能 发生 断线 故 障 ， 造成 电能表计 量不 准确 。 在 发 生断 线故 障时 ， 果 只考 虑 有功 电能 表 的 电压 线 如 圈， 没有计 入无 功 电能表 电压 线 圈的影 响 ， 在计 算 电
二元 件 接
电能计量知识总结
第二章：
一、绝对误差
二、相对误差
三、电能表的误差
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
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。
2
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
2．摩擦力矩MM
包括静摩擦力力矩和动摩擦力矩。
动摩擦力矩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。
1．三元件双转盘式三相四线电 能表 图1-23（a）是三元件双转盘式 三相四线电能表的结构示意图。 它的特点是有三组电磁元件， 其中一组电磁元件单独作用在一
个转盘，另外两组电磁元件共同
作用在一个转盘上，两转盘同轴。 作用在转轴上的驱动力矩取决于
三组电磁元件产生的驱动力矩的
电能表原理
1.1感应式单相电能表的结构
1.3制动元件（永久磁铁7） 制动元件作用是产生与 驱动力矩相反的制动力 矩，以便使圆盘的转动 速度与被测电路的功率 成正比。永久磁铁是用 具有较高矫顽力和剩磁 感应强度的材料制成， 如铝合金和铝镍钴合金 等压铸而成。
1.1感应式单相电能表的结构
1.4轴承 轴承由上轴承 9、下轴承8组 成。上轴承位 于转轴上端， 只起定位和导 向作用。下轴 承位于转轴下 端，用以支撑 转动元件的全 部重量，下轴 承的质量好坏 对电能表的准 确度和使用寿 命有很大影响。
1.1感应式单相电能表的结构
3）驱动元件相对于圆盘的位 置可分为切正式及辐轴射式 两种。 正切式是指电压元件平面在转 盘上的投影线与转盘半径方向 相垂直；辐射式是指电压元件 平面在转盘上的投影线与转盘 半径方向一致。我国多采用正 切式电磁元件。正切式电磁元 件可分为封闭式铁芯、半封闭 式铁芯、分离式铁芯三种。
1.1感应式单相电能表的结构
1.1感应式单相电能表的结构
20.电能表(电能表结构和工作原理)
电子式电能表与感应式电能表相 比主要优点有哪些？
▪ 测量精度高、频带宽、过载能力强、功率 小，由于可将测量值（脉冲）输出，故可 进行远方测量。此外，引入单片微机后， 可实现功能拓展，制成多功能和智能电能 表等。
什么是多功能电能表？
▪ 根据电力行业标准DL∕T614-1997对电子式 多功能电能表的定义：“凡是由测量单元 和数据处理单元等组成，除计量有功、无 功电能外，还具有分时、测量需量等两种 以上功能，并能显示、存储和输出数据的 电能表”。
电能表基础知识
电能计量的基本概念
▪ 随着国民经济的发展和人民生活水平的持续提高，电能已 得到越来越广泛的运用。电能有别于其它产品，首先它是 看不见、摸不着的，在使用的过程中无法直接通过人的感 观器官确定量的多少，必须通过专用的设备进行测量。这 种专门用于测量电能量的设备叫电能计量装置，既电能计 量的专用设备叫电能计量装置；其次电能不能存储，电力 企业的生产和销售是同时完成的，等用户使用后再测量是 无法测量的。所以在电能的生产、传输和使用中，电力部 门装设了大量的电能计量装置，以正确、及时了解各环节 中电能的数量。这些数据不仅是电力系统内部进行生产安 排调度的依据，还关系着国计民生和千家万户，尤其在如 今的社会主义市场经济条件下，更需要依法测量，保证测 量数值的准确、公正，以保护国家、电力用户和电力部门 的经济利益。如何对电能进行测量？又如何能够保证测量 的准确公正？这是一门复杂的学科，我们称它为电能计量。
▪ 精密级：0.01、0.05级，主要作为校验普通等级电能表的校验基准。
3按用途分：
▪
1）有功电能表；用于测量有功电量。
▪
2）无功电能表；用来计量发、供、用电的无功电能。
▪
3）最大需量表；是一种能计算用户耗电量的数量，还指示用户