电能计量1

装表接电（电能计量技术）电气工程系王灵芝绪论装表接电工的主要工作任务：是负责电力系统内计费的电能计量装置的查勘定位、安装验收、定期轮换及维修、故障处理等工作。一、本课程讲解内容：1、电能计量技术的发展史及其概念2、感应式电能表的结构原理及其误差调整3、电子式电能表的结构原理及特种电能表4、互感器的结构原理及其使用5、电能计量的接线和计量原理6、电能计量装置的接线检查二、学习本课程的意义1、电能计量装置是电力企业进行贸易结算的“秤”。电能计量技术就是研究秤的组成、原理和如何正确使用秤进行准确称量的技术。2、电能计量中心是电力局的一个非常重要部门，主要任务就是对电能计量装置进行安装、检查、校验、修理，这是一门很有用的技术。三、教学方法幻灯片教学和实验教学相结合的方法。四、教学内容1、以课本的章节为主线顺序讲解2、课本内容根据教学需要做了删减，还增加了一些与教学内容有关的知识作补充。五、学习方法1、认真听课2、认真做笔记3、认真做作业六、成绩评定考勤10%、作业20%、实验10%、期末测验60%绪论•第一节电能计量技术的基本概念•第二节电能计量的发展概况•第三节电能计量装置的分类及名牌标志第一章电能计量技术概述本章的学习目标1、什么是电能计量装置？其作用是什么？2、了解电能计量技术的发展史。3、S级电能表与非S级电能表的主要区别是什么？4、了解电能表的分类。5、电能表常数的物理意义是什么？6、什么是电能表的基本电流和额定最大电流？7、根据负荷如何选择电能表的电流？8、电流互感器和电压互感器的铭牌上都有那些标记？各种标记的意义是什么？9、了解电能计量装置的分类。1、电能计量技术的基本概念2、电能计量装置的定义把电能表、与电能表配合使用的互感器以及互感器到电能表之间的二次回路连接线，叫做电能计量装置。3、电能计量装置的作用测量发电厂的发电量、供电部门的供电量、用户的用电量，为制定生产计划、供电计划、搞好经济核算、合理计收电费等提供依据。第一节电能计量技术的基本概念由电能计量装置来确定电能量值，为实现电能量单位的统一、量值准确可靠的一系列活动。一、电能表技术的发展概况1880年，德国人爱迪生发明了直流安培小时计1888年，意大利物理学教授费拉里斯首先想到将旋转磁场理论用于交流电能测量。1889年，德国人布勒泰研制出了无单独电流铁芯的感应式电能表。1890年，带电流铁芯的感应式电能表出现了。直到19世纪末，才逐步改用永久磁铁产生制动力矩，至此，交流感应式电能表的制造理论基本形成。第二节电能计量的发展和现状1．交流感应式电能表技术的发展我国交流感应式电能表技术的发展情况第二节电能计量的发展和现状1、解放前我国没有电能表的生产能力，但可以对电能表进行修校。2、1952在上海建成我国第一家电能表制造厂。生产2.0、1.0级的电能表。3、1963年能生产0.5级标准电能表4.1972年设计出了完全具有自主知识产权的感应式电能表。•电子式电能表最早诞生于工业发达国家。早在1976年日本就研制出了电子式交流电能表。但技术很不成熟。•20世纪80年代中期电子式电能表才得到了技术上的突破和较广泛的应用。•进入20世纪90年代，IC卡技术在国外已广泛应用，智能型IC卡预付费电能表应运而生。第二节电能计量的发展和现状2．电子式电能表技术的发展历史我国从20世纪80年代初开始研制电子式多费率电能表。从20世纪90年代初开始研制全电子式交流电能表，1994年各生产厂家相继研制开发出了多种类型、规格的单相和三相电子式交流电能表。我国电子式交流电能表技术的发展★结构简单★维修方便★经久耐用★价格便宜★停电不丢数据感应式电能表的优点感应式电能表的缺点★准确度低★使用频率范围窄★功能单一★制造工艺复杂第二节电能计量的发展和现状全电子式电能表的优点(1)功能强大(2)准确度等级高且稳定(3)启动电流小且误差曲线平整(4)频率响应范围宽(5)受外磁场影响小(6)便于安装使用(7)过载能力大(8)防窃电能力更强(1)维修较复杂(2)质量不过关,容易死机(3)单块表计价较高全电子式电能表的缺点第二节电能计量的发展和现状•1876年俄国人雅布洛启科夫研制出了世界第一台变压器•1879年电压互感器开始应用•1885年电流互感器开始问世•自20世纪60年代以来，一些科技发达的国家已研制出了一种新型光电式互感器。互感器的体积越来越小、准确度越来越高.二、互感器的发展概况我国互感器的发展概况我国上世纪50年代以前仅生产少量低压电流互感器50年代以后逐步发展，逐渐可生产各种电压等级的电力系统用互感器及试验室用精密仪用互感器。从20世纪80年代开始，我国一些科研单位和高等院校已参与开发和研制光电式互感器。第二节电能计量的发展和现状•20世纪70年代前利用瓦秒法、比较法校验电能表，这种方法准确度不高、效率低。•20世纪80年代出现了通过光电转换器将光信号转换成电信号，经过模/数转换器传给计算机的校验装置，使准确度和效率大大提高。•我国电能表的校验装置现处在国际先进水平。三、电能表校验装置的发展概况第二节电能计量的发展和现状一、电能表的分类二、电能表的铭牌三、互感器的分类四、互感器的铭牌五、电能计量装置的分类第三节电能表计量装置的分类及铭牌标志本节讲解内容（一）、按结构和工作原理分：电气机械式电能表、电子式和机电一体式电能表。★电动系电能表：是用来测量直流电能的电能表。它相当于把电动系功率表的游丝去掉，加上换向装置，让其可动线圈连续转动，从而进行电能测量。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：是用于测量交流电能的仪表。1、电气机械式电能表又分为:电能表的分类2、常使用的几种类型的电子式电能表1）、预付费电能表★IC卡式预付费电能表：由于IC卡表存在着一个面向用户完全开放的插口，用户可用多种方法攻击IC卡而造成死机、数据混乱。此外由于受到成本限制，IC卡使用的密码容量有限，而容易解密，甚至出现伪造，为此电力部门曾专门指出“一户一表”不宜用IC卡表。★直接购电式予付费电能表：用户到供电或物业管理部门去买电，而供电或物业管理部门采用远控或手持售电机，将购电量直接注入到用户的电表内。没有面向用户的插口。2）电子式多费率电能表所谓多费率电能表也称复费率电能表或称之为分时计量电能表。它是根据每天用电的峰、平、谷的实际情况，分时段地进行计量，以作为分时电价结算的依据。电能表的分类（二）、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。S级电能表与非S（special的缩写）级电能表的主要区别在于对轻负荷计量的准确度要求不同。非S级电能表在5％Ib（Ib为基本电流）以下没有误差要求，而S级电能表在1％Ib～120%Ib时就可以满足误差要求。（三）、根据电能表的准确度不同，可分为普通电能表（0.5、1.0、2.0、3.0）和用于校验普通电能表的标准电能表（0.01、0.02、0.05、0.1、0.2）。电能表的分类电能表的分类(四)、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。（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）。特种电能表有以下几种：电能表的铭牌电能表的名称电能表的型号电能计量单位如：kWh或kvarh电能表的准确度为2.0级指的是相对误差电能表的型号构成：类别代码①+组别代码②+结构代号③+功能代号③或④+设计序号+派生号。类别代号组别代号结构代号功能代号设计序号辅助说明D-电能表D-单相S-全电子式Y-预付费阿拉伯数字字母或数字S-三相三线F-复费率(厂家代号)（附加标注）T-三相四线D-多功能B-标准电能表I-载波抄表Z-最大需量X-无功电能电能表的额定电压电能表的计度窗口电能表的基本电流和额定最大电流电能表常数：表示1千瓦小时对应的铝盘的转数如DDSF698电能表的常数和额定电压•电能表常数：是指电能表计量1kWh电能时所对应的铝盘的转数。如：3000r/kWh。•电能表的额定电压：是指电能表接入电路的电压，用Ue表示•单相表为220V；•三相三线表为3×380V；•三相四线表为3×220V／380V；•若经TV接入，还应标明TV的变比，如3×6000/100V电能表的标定电流和额定最大电流基本电流(标定电流）Ib：用来计算负载基数的电流。电能表在基本电流下工作误差最小。额定最大电流Imax：电能表能长期工作，而误差和温升又在允许范围内的最大电流。电能表的容量就是其标定电流，使用中应使电路中的正常负荷电流等于或接近其标定电流，但不允许超过其额定最大电流。电能表的额定最大电流一般是基本电流的2倍、3倍、4倍，有的高达8倍，达不到2倍的只标基本电流。如5A，1.5(6)A，5(10)A，10(40)A,20(80)A，30(100)A等电能表容量的选择例1：某用户电能表的铭牌上标有5（20）A，下表是他家主要用电器的额定功率。用电器白炽灯四盏电热水壶电视机空调机额定功率每盏60W1000W120W1200W问：该用户的用电器能否同时使用？解：P=60W×4＋1000W＋120W＋1200W=2560WI=P/U=2650W/220V=12.05AI＜Imax所以可以同时使用。电能表容量的选择例2：下表是某用户主要用电器的额定功率，红字的是常用负载。问：给该用户选用2.0级的10(20)A和5(10)A的电能表哪个更合适？解：P=8W×5＋1000W＋120W＋1000W=1960WI=P/U=2160W/220V=9.82A用电器节能灯5盏空调电视机电饭锅额定功率每盏8W1000W120W1000W求用户最大的负载电流为：选择5（10）A的电能表比较合适。常用负载电流为：I=P/U=1160W/220V=5.27A互感器的分类及铭牌1）按功能分：电流互感器和电压互感器2）按原理分：电磁式、电容式、光电式3）按测量对象分：单相、三相4）按用途分：计量用、测量用、保护用5）按绝缘结构分：干式、浇注式、油浸式、气体绝缘式。1、互感器的分类L2345设计序号额定电压一、电流互感器的主要技术数据第二个字母A穿墙式B支持式D贯穿式单匝F贯穿式复匝M贯穿式母线型R装入式Q线圈式C瓷箱式Z支柱式Y低压型J接地保护第三个字母C瓷绝缘G改进型J树脂浇注K塑料外壳L电容式绝缘M母线式S速饱和P中频W户外装置Z浇注绝缘2、电流互感器的铭牌第四或第五个字母B保护级C差动保护DD级J加大容量Q加强式电流互感器1）电流互感器的型号例如：LZZBJ9-12型电流互感器是“支柱式浇注式带保护级加大容量的12kV电流互感器”或称“环氧树脂全封闭支柱式电流互感器”2、电流互感器的铭牌一次线圈的额定电流(A)I1e和二次线圈的额定电流(A)I2e的比值。KI=I1e/I2e2）额定电流比如某电流互感器的变流比为150/5，即表示电流互感器一次额定电流为150A，二次额定电流为5A。其变流比为30倍。对于特殊要求的，如要求在额定电流5A的1%～120%之间准确测量，需用S级的电流互感器.如0.2S或0.5S的电流互感器。3）准确度等级按照JJG313-1994《测量用电流互感器检定规程》规定有0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1级。共10个等级。4）额定电压是指一次绕组对地和对二次绕组的电压。而不是指一次绕组两端所加电压。它只说明电流互感器的绝缘强度，与互感器的额定容量没有关系。eeeZIS22222、电流互感器的铭牌电流互感器的额定容量是指二次电流I2e通过二次额定负载Z2e时汲取的视在功率。5）、额定容量额定输出的标准容量值为2.5、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA除了采用伏安数表示外，还可用二次负荷的欧