电能表基础知识培训

张仁阳电能计量的基本知识单、三相电能表常用接线单、三相电能表错误接线举例目录电能计量装置的安装设计原则电能计量装置的故障一、电能计量装置基本知识（一）、电能计量装置的概念电能计量装置：是由电能表、互感器（电流互感器、电压互感器）、电能表到互感器的二次回路三部分组成。（二）、各部分的作用分别为：1、电能表的作用：也叫电度表，是电能计量装置的核心，是计量负载消耗的或电源发出的电能。电能表型号：1位D-电能表；2位表示相线：D-单相、S-三相三线有功、T-三相四线有功；D-多功能电能表铭牌：以创力电能表DTS7281D型为例，220V表示额定电压，1.5(6)A表示额定电流为1.5A，最大电流为6A，50HZ表示额定频率，1600ipm/kw.h表示计1600个脉冲为一度电。1）从规格上可分为：三相三线制、三相四线制、单相制。2）从接线方式上可分为：经互感器接入式和直接接入式；3）从测量精度上分可为：0.2S级0.5S级0.5级1.0级2.0级。动力计量部的《外供能源管理规定》要求外供用户的电度表精度不低于1.0级。电能表不同角度的分类专用电能转换芯片电流取样IAICIB电压取样VAVCVB测量处理单元系统RS232、RS485接口LCD液晶显示历史存储芯片器LED告警指示灯输出电源全失压检测电路工作原理框图1AN电能表的工作原理：1、什么叫交流电及三相四线制的特点?1）电能的单位是“千瓦时”（kWh），俗称“度”。（举例说明：例如一个电饭煲，它的说明书上标注1000W220V，那么这个电饭煲的额定电压为：220V,额定功率为：1000w。在用电器的额定电压220V，通电1小时，就消耗1度电，假如1度电是1块钱，那么用电器工作一小时的电费就是1块钱。）1）交流电，是指大小和方向随时间作周期性变化的一种电流。它的最基本的形式是正弦电流，电流呈现波浪形变化，我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。供电电源为降低线路损耗采用高压输电，因此社区进线电压一般为10KV或6KV,由高压电网供给，通过高、低压配电屏和降压变压器等变、配电设备，将高压电源（一般为10kV或6KV）变为低压电源（三相380V），为照明等设备供电。2）通常低压输电方式是三相四线制，采用三根相线加零线供电，零线由变压器中性点引出并接地，电压为380/220V，取任意一根相线加零线构成220V供电线路供一般家庭用。线路中相线之间的电压，称为线电压，三根相线间电压为380V，一般供电机使用。相线与零线之间的电压称为相电压（220V），供居民家庭使用。2、什么是有功功率？什么是无功功率？1、有功功率:在交流电路中，电源在一个周期内发出瞬时功率的平均值(或负载电阻所消耗的功率)，称为“有功功率”。2、无功功率:在具有电感或电容的电路中，在每半个周期内，把电源能量变成磁场(或电场)能量贮存起来，然后，再释放，又把贮存的磁场（或电场）能量再返回给电源，只是进行这种能量的交换，并没有真正消耗能量，我们把这个交换的功率值，称为无功功率3、有功功率和无功功率的计量.•有功功率是实际消耗的功率。P=UIcosφ无功功率是与电源交换的功率。Q=UIsinφ•例：U=220VI＝20Aφ＝60°•有功功率P=UIcosφ＝220V*20A*cos60°=2.2KW•无功功率Q=UIsinφ＝220V*20A*sin60°=3.81KW•1）、什么是断相？•电能表在正常工作过程中丢失1相或者2相电压称为断相。不影响未断相相计量。通过读取计量芯片中的电压有效值与参考电压进行比较，如果采样电压低于参考电压持续5秒，CPU将输出一低电平驱动断相指示灯亮，实现断相指示功能。•2）、什么是逆相序？•也称“错相”，电能表A、B、C三相中任意相接反•3）、什么是反向？•三相电能总功率为负时电能表判反向。•4）、什么是功率因数？•功率因数=有功功率/总功功率•功率因数就是有功占总功（有功＋无功）的百分比，功率因数越大，电功的有效使用率就越高。2、互感器的作用：（1）扩大电能表的量程。电压互感器把高电压变换成低电压，电流互感器将大电流变换成小电流。（2）减少了仪表的制造规格。除直接接入式电能表外，电流二次回路均以5A为主，电压二次回路均以100V为主。（3）隔离高电压、大电流，保证了人员和仪表的安全。互感器分为电流互感器和电压互感器（1）电流互感器闭口大互感器精度等级：一般在0.2级、0.5级开口大互感器精度等级：一般在0.5及1级下闭口小互感器精度等级：0.1级开口小互感器精度等级：0.5及1级以下大互感器常见规格有：300A/5A、400A/5A、500A/5A、600A/5A、800A/5A、1000A/5A、1000A/5A、1500A/5A2000A/5A等等；大多数二次侧电流均为5A，也有1A及2A的。小互感器常见规格有：5A/2.5mA、50A/25mA、100A/50mA、20A/10mA、300A/100mA、400A/100mA等等，以上型号，是公司常用互感器型号。互感器简介及应用互感器简介及应用互感器简介及应用3、二次回路的作用电流二次回路是指电流互感器二次线圈、电能表的电流线圈以及连接二者的导线所构成的回路。电流互感器的二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈的阻抗、端钮之间的接触电阻等。它直接影响电流互感器的确度等级。（一）、单相电能表直接接入式（2）、接线原则：IAOUAOAO（3）、向量图（4）、计量功率φ（1）、接线图P=U×Icosφ=UIcosφIAO·UAO·二、单、三相电能表常用接线P1S1S2当一次侧为：P1P2时，二次侧电流方向为：S1S2；（二）、直接接入式三相四线电能表的接线UAUBUCIAIBIC计量功率：P=IUcosφ************（三）、带电流互感器的三相四线电能表的接线UAUBUCIAIBIC计量功率：P=IUcosφ************K2K1K2K1K2K1ABNCP1S1S2P1S1S2P1S1S2当一次侧为：5A量程大型互感器，再次通过毫安级互感器引出，接入到多路电表中进行测量；三、单、三相电能表错误接线举例1、单相有功电能表的火线和零线互换（1）、接线图（2）、接线原则：INAUNA（3）、向量图（4）、计量功率P=（-U）（-I）cosφ=UIcosφ（5）、结论：电能表正转，当负荷侧接地易漏计电量。NAφUAN·IAN·INA·UNA·2、单相有功电能表电压小钩断开（1）、接线图（2）、接线原则IU=0（3）、向量图（4）、计量功率P=IUcosφ=0（5）、结论电表不计量ANIUAUCIA=0IB=0IC=0计量功率：P=0电能表停转4、三相四线电能表电流回路三相开路************5、三相四线电能表电流回路二相短路UBUAUCIA=0IBIC=0计量功率：P=P2=IUcosφ少计2/3的电量************6、三相四线电能表电压回路一相开路UBUA=0UCIAIBIC计量功率：P=P2+P3=2IUcosφ少计1/3电量************四、电能计量装置的设计原则1、电能表的选择（1）型式的确定•在中性点非有效接地的高压线路中，应选用经互感器接入的三相三线3×100V的有功、无功电能表，接地电流较大者应安装经互感器接入的三相四线3×57.5/100V的有功、无功电能表；•在三相四线制低压线路中，应选用三相四线3×220/380V的有功、无功电能表；•负荷电流为50A及以下时，宜采用直接接入式电能表；负荷电流为50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式。（3）准确度等级的确定•电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。（4）有功、无功电能表的联合接线•在双向送、受电的电力装置回路中，应分别计量送、受的电量，应采用两块有无功电能表。•在装有同步调相机或无功补偿装置的线路中，负载可能会是容性或感性，应分别计量容性和感性的无功电量，采用两块无功电能表。•在条件允许下，使用电能计量双向有功电量及双向无功电量的全电子多功能电能表。2、互感器的选择（1）额定电压的确定•电流互感器的额定电压应与被测线路电压相适应，UN≥UL•电压互感器要求额定一次电压应大于接入的被测线路电压的0.9倍，小于线路电压的1.1倍：0.9UL＜UN＜1.1UL（4）额定功率因数的确定•计量用电压互感器额定二次负荷的额定功率因数应与实际二次负荷的功率因数相接近。•计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数为0.8—1.0。（5）准确度等级的确定•电能计量装置是根据用户平均用电量的多少或变压器容量的大小和计量对象的不同进行分类的，不同类别的电能计量装置对电能表准确度等级要求也不同。•电流互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5；电压互感器的准确度等级组合为0.2/0.2，0.2/0.5，0.5/0.5。（6）互感器的二次回路规定•为保证电能计量装置的安全、可靠、准确，对35kV以上线路供电的用户，应有电流互感器的专用二次绕组和电压互感器的专用二次回路，不得与继电保护的测量回路共用，并不得装熔断器和开关。五、电能计量装置的故障1、造成电能计量装置的故障原因（1）构成电能计量装置的各组成部分本身出现故障。（2）电能计量装置接线错误。（3）人为抄读电能计量装置或进行电量计算出现的错误。（4）窃电行为引起的计量失准。（5）外界不可抗力因素造成的电能计量装置故障。3、电子式电能表常见故障类别故障情况可能原因电子式电能表无脉冲输出1、脉冲线脱焊、断线或脉冲线碰到强电引起三极管损坏及PCB板线路烧断；2、无源输出脉冲，检测脉冲未加电源精度超差1、测量芯片、电压电流传感器故障、电源故障2、制作工艺不良导致在运输振动后器件松动或接触不良，导致精度超差或者因为制作时使用助焊剂后清洗不干净导致在温度、湿度变化后其性能改变导致微弱的电信号变化而引起精度超差；3、锰铜电阻和铜连接片之间的焊接发生变化；4、电压调整回路的焊接出现虚焊、短路或电源干扰。类别故障情况可能原因电子式电能表不工作、表不走1、测量芯片坏、电源坏等；2、损坏或是超出使用范围，东北地区出现过冬天温度过低引起表计不工作的现象；计度器卡字，跨骑1、计度器故障或驱动能力不足；2、PCB板虚焊、连焊造成所需供电电流偏大；3、降压电容的质量问题造成容量减少。飞车1、测量芯片、电压电流传感器故障、电源故障2、电压输入开路或电路电压低导致电路工作不正常会引起飞车故障。类别故障情况可能原因电子式电能表显示故障：显示模糊、显示缺笔或显示不亮1、显示不亮：电源故障或显示器故障；2、显示模糊；显示器连接部分接触不良，液晶显示长期阳光直射后也会导致显示模糊；3、显示缺笔：显示器坏，驱动电压偏低；4、注意在显示器故障时电表其他功能正常时钟超差1、电表时钟芯片坏；2、电池欠压，电池欠压后，电表掉电，时钟会复位，偏离标准时间类别故障情况可能原因电子式电能表机械故障1、端子烧坏：接入大电流或接线接触不良；2、挂钩损坏：用力过大损坏；3、外壳损坏：跌落引起4、超过50A的电流应严格按规程进行接线，以免由于接触不良或电流线细而在通过大电流时发热数据乱1、内部数据存储器受到强干扰而造成损坏或数据冲乱。通信接口故障1、接口部分元器件损坏2、往往是受到强干扰、雷击、开关动作损坏类别故障情况可能原因电子式电能表485抄表时，“抄表失败”1、电表未上电；2、表号输入不正确；3、RS485A、B口接反；4、同一线路上有两只相同表号的表，相互干扰，无法通信。报警1、失压、失流、逆相序、超负荷、电池欠压等任一故障出现均报警；2、超负荷上限值设定应大于等于电表允许负荷值；3、笔记本电脑设置程序中的数据被修改后有错误。类别故障情况可能原因电子式电能表停电状态，不能进行红外通信轮显1、电表内部电池欠压；2、有红外干扰；3、电池连接与线路板座针接触不良；停电状态，电脑不能进行停电抄表1、表号输入错误