学习内容:
(1)电度表认知
(2)电度表结构与原理
(3)电度表接线
一、电度表认知
电度表是电能表的俗称,又称千瓦小时表,而电能表的叫法更科学,真正体现出是一种测量电能的仪表。它不仅能反映负载消耗的功率大小,而且还能反映出电能随时间增长积累的总和。
一)电度表认知
1.电能表分类
(1)按结构分,有单相表、三相三线表和三相四线表三种;
(2)按用途分,有有功电度表和无功电度表二种。
(3)常用规格:3、5、10、25、50、75、100安等多种。
(4)按其准确度等级,可分为0.2、0.5、1.0、2.0、3.0级
(5)按照表的安装、接线方式,又可分为直接接入式和间接接入式(经互感器接入式)
(6)按其使用的电路可分为直流电能表和交流电
2.电能表型号
电能表型号是用字母和数字的排列来表示的,内容包括类别代号+组别代号+设计序号+派生号。
1)类别代号。D一电能表。
2)组别代号。
(1)表示相线:D一单相;T一三相四线有功;S一三相三线有功;X一三相无功
(2)表示用途:B一标准;D一多功能;M一脉冲;S一全电子式;Z一最大需量。Y一预付费:F一复费率。
3)设计序号。用阿拉伯数字表示。
4)派生号。T一湿热、干燥两用;TH一湿热带用;TA一干热带用;G一高原用;H一船用;F一化工防腐用。
例:
DD表示单相电能表,如DD862型,DD701型,DD95型。
DS表示三相三线有功电能表,如DS8、DS310、DS864型等。
DT表示三相四线有功电能表,如DT862型、DT864型。
DX表示无功电能表,如DX8、DX9、DX310、DX862型。
DZ表示最大需量表,如DZl型。
DB表示标准电能表,如DB2型,DB3型。
3.电能表主要参数
1)电能表的规格和电气参数
(1)额定电压
单相电度表的额定电压有220(250)V和380V两种,分别用于220V和380V的单相电路中。三相电度表的额定电压有380V、380/220V、100V三种,分别用在三相三线制(或三相四线制的平衡负荷)、三相四线制的平衡或不平衡负荷以及通过电压互感器接入的高压供电系统中。
(2)额定电流
电能表的额定电流有多个等级。如1A、2A、3A、5A等。它们表明了该电度表所能长期安全流过的最大电流。电能表的额定电流标有两个值,后面一个写在括号中,如3(5)A,这说明该电度表的额定电流为3A,最大负荷可达5A。
(3)电度表常数
它表示每用1千瓦小时的电能,电度表的铝盘所转动的圈数,标注为rpm/Kwh。例如,某机械式电度表的电度表常数为800,说明电度表每走一个字,铝盘要转800圈,则标注为800rpm/Kwh。对于数字(电子)式电能表则以脉冲个数为电能表常数,即每千瓦小时脉冲的个数,标注为ipm/Kwh。 例如,电能表上的1600imp/kwh意思为:每千瓦时电表转1600转。也就是电能表上的某个指示灯每闪1600次就说明消耗1kwh电能。

二)单相电度表
1.结构:
电度表的基本结构主要包括电磁机构和辅助部件。电磁机构是电能测量的核心部分,由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器和调整装置组成,驱动元件主要由电压线圈和电流线圈组成。辅助部件包括各种调节校准机构,支架,轴承,接线端子等。感应式单相电能表的结构如图所示,主要器件作用如下。
(1)电磁机构
电磁机构是电度表的核心,由两组线圈和各自的磁路组成。一组线圈称为电流线圈,与被测负载串联,工作时流过负载电流;另一组是电压线圈,与负载并联。电度表工作时,两组线圈产生的磁通同时穿过铝盘,铝盘受到一个正比于负载功率的转矩,铝盘开始转动。铝盘通过齿轮机构带动计数器,由于铝盘转速与负载功率成正比,因此,计数器可直接显示解霸消耗的电能。
(2)传动机构
电磁机构与积算器之间的各种传动部件,由齿轮、蜗轮及蜗杆等组成。铝盘的转数通过这一机构在计数器上显示出来。
(3)计数器
是电度表的指示机构,又称积算器,用于指示电能消耗的多少。
(4)制动机构
一块可以调整位置的永磁铁。电度表正席工作时,铝盘受到一个转矩,此时会产生一个角加速度,使铝盘会越转越快。但在永磁铁作用下,会使铝盘受到一个制动转矩,限制其转速,当制动转矩与电磁转矩相平衡时,铝盘便保持匀速转动。


2.单相电度表的接线方法
单相电度表一般有四个接线柱,两个接电源线,两个接负载线。有直接接线和通过电流互感器连接两种方法。
(1)直接连接
在低压小电流线路中,电度表直接接在线路上。

(2)使用电流互感器连接
在低压大电流线路中,必须用电流互感器将电流变小。

3.互感器
在电度表连接中,经常会使用互感器。互感器有电压互感器和电流互感器两种。
1)互感器的作用
①扩大电度表的量程。电压互感器把高电压变换成你电压,电流互感器把大电流转换成小电流。
②减少仪表的制造规格
③隔离高电压、大电流,保证了人员和仪表的安全。
2)电压互感器
电压互感器有V/V和Y/Y0两种典型接线方法。

3)电流互感器
电流互感器有两种典型接线方法。即完全星形接线和不完全星形接线。

三)三相有功电度表
三相有功电度表是用来测量三相交流电路中电源输出(或负载消耗)的电能的仪表,按接线方式不同,有三相三线制和三相四线制两种。
1.三相三线有功电度表
三相三线有功电度表适用于三相三线对称或不对称负载做有功电能的计量,类似于两只单相电度表的组合。有两组电流线圈、电压线圈(即两组驱动元件),两个同轴转动的铝盘,两块制动磁铁和一套计数器组成。

2.三相四线有功电度表
三相三线有功电度表适用于三相四线对称或不对称负载做有功电能的计量,类似于三只单相电度表的组合。有三组电流线圈、电压线圈(即两组驱动元件),两个同轴转动的铝盘上、下排列,上面的铝盘装有一套驱动元件,下面的铝盘装有两组驱动元件,一套计数器。三相四线有功电度表工作时,由三组电流、电压元件产生一移动磁场,作用在铝盘上的总转矩为三组元件产生的转矩之和,使铝盘在磁场中获得的转速正比于负载的有功功率,达到计量电能的目的。

3.三相有功电度表接线方式
(1)三相三线有功电度表直入式接线
1、4、5为电流进线,依次接电源的U、V和W相线;互感器A、B、相电互感器的S1。3、7电流出线,依次接负载。

(2)三相四线有功电度表直入式接线
1、4、7为电流进线,依次接电源的U、V和W相线;3、6、9为电流出线,依次接负载。

(3)三相三线有功电度表配电流互感器接线
1、5为电流进线,依次接电流互感器TA1和TA2的S1端子;2、4、6为电压进线,依次接电源的U、V和W相线。3、7为电流出线,依次接TA1和TA2电流互感器的S2。电流互感器TA1和TA2的S1和S2端子分别接U、W相线和负载。

(4)三相四线有功电度表配电流互感器接线(接法1)
1、4、7为电流进线,依次接电流互感器TA1、TA2和TA3的S1端子;2、5、8为电压进线,依次接电源的U、V和W相线;1线与2线、4线和5线、7线与8线相连。3、6、9为电流出线,依次接TA1、TA2和TA3电流互感器的S2。负载分别与U、V和W相线相连;10接N线,11与负载零线相接。

(4)三相四线有功电度表配电流互感器接线(接法2)
1、4、7为电流进线,依次接电流互感器TA1、TA2和TA3的S1端子;2、5、8为电压进线,依次接电源的U、V和W相线。3、6、9为电流出线,依次接TA1、TA2和TA3电流互感器的S2并与接地线相连。U、V、W相线和负载相连。10接N线,11与负载零线相接。

(5)三相四线有功电度表经电压、电流互感器接线
电压互感器的一次绕组的进线端分别连接到A、B、C相线上,出线端相连后与N线连接;电压互感器的二次绕组的一端分别连接电度表的2、5、8端子,另一端连接到电度表的10端子并接地;电流互感器的两个出线端分别连接到电度表的1、3、4、6、7、9端子,3、6、9线相连并接地。

(6)三相三线有功电度表经电压、电流互感器接线
电压互感器的一次绕组的进线端分别连接到A、B、C相线上,电压互感器的二次绕组的一端分别连接电度表的2、5、8端子,两个绕组的另一端互连后接地并与电度表的10端子相接;地;电流互感器的两个出线端分别连接到电度表的1、3、4、6、7、9端子,3、6、9线相连并接地。

四)电度表错误接线
1.单相有功电度表的火线与零线互换
后果:电度表正转,当负载铡接地时易漏计电量。

2.单相有功电度表电压小钩断开
后果:电度表不转。

3.单相有功电度表电流互感器二次开路
后果:电度表不转。
4.单相有功电度表电流互感器二次短路
后果:电度表不转。

5.三相四线有功电度表电流回路三相开路
后果:电度表不转。
6.三相四线有功电度表电流回路两相短路
后果:少计量2/3的电量。

7.三相四线有功电度表电流回路一相开路
后果:少计量1/3的电量。
8.三相三线有功电度表电流互感器二次侧A相反接
后果:少计量2/3的电量。

9.三相三线有功电度表电压进线二次侧AB相反接
后果:电量为零,负载工作不受影响。
10.三相三线有功电度表电压回路AB接错电流互感器二次侧A相反接
后果:计量电量发生变化。

五)电能计量装置的选择
1.电度表的选择
(1)电度表型式的确定
在中性点非有效接地(IT系统)的高压线路中,应选用经互感器接入的三相三线3×100V的智能电度表;中性点有效接地(TT、TN系统,b)的高压线路中,应选用经互感器接入的三相四线3×57.5/100V的智能电度表。
在三相四线的低压线路中,应选用三相四线线3×220/380V智能电度表。
按DL/T 448-2000规程规定,低压供电负荷电流为50A及以下时,宜采用直接接入式电度表;负荷电流大于50A的,宜采用经电流互感器接入方式,电量计量方法为电度表的读数乘以电流互感器的倍数。

(2)基本电流的确定
当电度表与0.5s级或0.2s级的电流互感器联用时,电度表的电流范围宜采用1.5(6)A;
当电度表直接接入计量回路时,应根据经核准的用户申请报装负荷容量来确定额定最大电流,一般宜选用过载4倍及以上的电度表。

2.互感器的的选择
(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丰适应,UN≥UL
电压互感器的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;
(2)互感器额定变比的选择
电流互感器的额定二次电流规定为5A或1A,一般选5A;
为保证计量准确度,选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值的60%左右,至少不低于30%。
电流互感器的额定变比由额定一次电流和额定二次电流的比值决定;
(2)互感器额定变比的选择
电压互感器的额定变比等于额定一次与额定二次电压的比值
额定一次电压符合电网电压要求,额定二次电压应与计量仪表二次设备的额定电压相一致,三相电压互感器,二次额定电压是指二次绕组的线电压,规定为100V;对于三只单相电压互感器组成的供三相系统线与地之间用的电压互感器,则单相电压互感器的二次电压是指二次绕组的相电压,应为100/√3V。
(3)互感器容量
电压互感器的额定容量是指对应于最高准确级的一相容量S2N。电压互感器的额定二次容量
电压互感器额定容量以二次额定电压100V为计算基准,负荷的功率因数为0.8。额定容量的标准值有:10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500、1000(VA);计量专用电压互感器额定二次负荷一般为50VA及以下。
电流互感器的额定容量标准值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100(VA);计量专用电流互感器额定二次负荷一般为40VA及以下。
(4)准确度等级确定
准确度等级是指在规定的二次负荷范围内,一次电压为额定值时的最大误差限值。准确度在数值上等于比差在规定条件下的百分限值。
互感器等级的用途特征:
S—特殊互感器,要求在1%-120%负荷范围内精度足够高
P—一般用于接继电器保护用
无符号——要求误差20%-120%负荷范围内精度足够高
常用电压互感器的准确度等级有:0.2s、0.2、0.5s
电流互感器的准确度等级有: 0.2,0.5,1.0,0.2S,0.5S,5P,10P等
电流互感器常用准确度等级有0.2、0.2s、0.5、0.5s
三、几种电能表介绍
1.德力西电能表
2.天普胜电能表
3. 正泰单相电能表
四、技能训练 电度表的接线及运行观察
1.训练目的
(1) 掌握交流感应式电度表的工作原理;
(2)了解家用配电板的结构及元件布局;
(3)学会用电度表计量电能。
2.工具器材
钢丝钳、尖嘴钳、电工刀、扳手、螺丝刀、测电笔、钢锯、榔头等常用电工工具一套,装有 5A有功电度表的家用配电板1块, 100W灯泡1只.
3.训练步骤及内容
1.检查配电板上各元器件的型号规格和安装位置,将有关资料填入表1和表2中。

2.检查电度表的进线与出线端的接线情况,画出配电板的电路图。
3.用100W灯泡作负载,连接在电度表出线端,通电运行,观察电度表运行情况。

