电度表原理

电度表原理 电度表接线及工作原理 单相有功电度表/三相四线制有功电度表/电子式电能表的工作原 理及接线 一、机械式电度表的型号及其含义。 电度表型号是用字母和数字的排列来表示的～如下:类别代号+组别代号+设计序号+派生号 。 如我们常用的家用单相电度表:DD862-4型、DDS97l型、 DDSY97l型等。 1、 类别代号: D--电度表 2、组别代号 表示相线:D--单相,S--三相三线,T--三相四线。 表示用途的分类:D--多功能,S--电子式,X--无功,Y--预付 费,F--复费率。 3、 设计序号用阿拉伯数字表示。 每个制造厂的设计序号不同～如长纱希麦特电子科技发展有限公司设计生产的电度表产品备案的序列号为971～正泰公司的 为666等。综合上面几点: DD--表示单相电 度表:如DD971型 DD862型 DS--表示三相三线有功电度表:如DS862～DS97l型 DT--表示三相四线有功电度表:如DT862、DT971型 DX--表示无功电度表:如DX97l、DX864型 DDS--表示单相电子式电度表:如DDS97l型 D丅S--表示三相四线电子式有功电度表:如DTS97l型 DDSY--表示单相电子式预付费电度表:如DDSY97l型 DTSF--表示三相四线电子式复费率有功电度表:如DTSF97l型 DSSD--表示三相三线多功能电度表:如DSSD97l型 4、基本电流和额定最大电流 基本电流是确定电度表有关特性的电流值～额定最大电流是仪表能满足其制造规定的准确度的最大电流值。 如 5(20)A 即表示电度表的基本电流为5A～额定最大电流为20A～对于三相电度表还应在前面乘以相数～如 3x5(20)A。 5、 参比电压 指的是确定电度表有关特性的电压值 对于 三相三线电度表以相数乘以线电压表示～如3x380V。 对于三相四线电度表则以相数乘以相电压或线电压表示～如3x220/380V。 对于单相电度表则以电压线路接线端上的电压表示～如220V。 二、机械式三相四线电度表的读法 1、如果您的三相四线电度表是最右边没有红色读数框的～那黑色读数框的都是整数～只是在最右边(即个位数)的"计数轮"的右边带有刻度～而这个刻度就是小数点后的读数,如果是带有红色读数框的～那红色读数框所显示的就是小数。 2、如果您的表输出是不带电流互感器的～那表上显示的读数就是您实际用电的计量读数～如果是计量带有互感器的～那要看互感器的规格了～比如用的是100/5的互感器～那它的倍率为20(即 100除以5)～如果是200/5的即 倍率为40～如果是500/5的～那倍率就是100。以此类推～把表上显示的读数～再乘以这个倍率～就是您实际使用的电量数～单位为KWh(千瓦时: 度)。即:实际用电量=实际读数×倍率 3、互感器如果不只绕一匝～那么～实际用电量=互感器倍率/互感器匝数×实际读数。匝数～指互感器内圈导线的条数～不 指外圈。 一般计量收费时～大多不计小数位的读数。 三、一度电是多少, 关于一度电的问题～举例说明～在用电器的额定电压下～一个1000瓦的用电器使用上一个小时就消耗1度电。如果1度电 1元币～那么说～一个1000瓦的用电器使用上一个小时就花掉1元钱。例如～一只电饭煲～它的说明书上标1000W220V～那么这只电饭煲在家里用上一 小时就花掉1币。 四、 机械式单相电度表的接法 1、单相电度表的构成及电路原理图 单相有功电度表,简称:单相电度表,由接线端子、电流线圈、电压线圈、计量转盘、计数器构成～只要电流线圈通过电流～同时电压线圈加有电压～转盘就受到电磁力而转动。。单相电度表共有5个接线端子～其中有两个端子在表的内部用连片 短接～所以～单相电度表的外接端子只有4个～即1、2、3、4号端子。由于电度表的型号不同～各类型的表在铅封盖内都有4各端子的接线图。原理图如下 2、直接接入法 如果负载的功率在电度表允许的范围内～即流过电度表电流线圈的电流不至于导致线圈烧毁～那么就可以采用直接接入法。 直接接入法:单相电度表共有四个接线端子～从左至右按1、2、3、4编号～如下图 接线一般有两种一般是1、3接进 线～2、4接出线,另一种是按1、2接进线～3、4接出线。无论何种接法～相线,火线,必须接入电表的电流线圈的端子。由于有些电表的接线特殊～具体的接线方法需要参照接线端子盖板上的接线图去接。 3、经互感器接入法 在用单相电度表测量大电流的单相电路的用电量时～应使用电流互感器进行电流变换～电流互感器接电度表的电流线圈。接法有两种: ,1,单相电度表内5和1端未断开时的接法。 由于表内短接片没有断开～所以互感器的K2端子禁止接 地。如图 ,2, 单相电度表内5和1端短接片已断开时的接法。 由于表内短接片已断开～所以互感器的K2端子应该接地。同时～电压线圈应该接于电源两端。 四、机械式三相四线制有功电度表的常用接法～如下图 1、直接接入法 如 果负载的功率在电度表允许的范围内～那么就可以采用直接接入法。 2、经互感器接入法 度 表测量大电流的三相电路的用电量时～因为线路流过的电流很大～例如300-500A～不可能采用直接接入法～应使用电流互感器进行电流变换～将大的电流变 换成小 的电流～即电度表能承受的电流～然后再进行计量。一般来说～电流互感器的二次侧电流都是5A～ 例如300/5,100/5。 五、机械式电度表的实物图片 如下 六、电子式电能表实物图简介 随着数字电子技术的进步～近几年来～老式机械电度表正逐步退出历史舞台～取代它是计量更准、 更便于管理的电子式电能,度,表。 1、电子式电能表电气原理图 2、单相电子式电能表实物图 分机械式，机械电子式(楼上介绍的)，全电子式。 机械:就是电流电压通过线圈，形成磁场，类似成为一个电机，让转盘转动，速度由场强决定的。 全电子就是对流过的电流和电压进行采样，取得U，I等比信号，用专用电能芯片对UI 做乘法， 并对时间进行积分取得动态功率，和滑差时间内的电度并进行累加。 由电源部分，从电压回路取，3-5W; 数据采集部分，CT PT，以及取样电路。 电能计算部分，专用电度芯片 CPU及数据存储卡 电池，掉电保持 存储卡，如CF卡 通讯部分，232，485，红外，无线卡等 显示部分，液晶显示 单相电表的原理 , 单相电表是利用电压和电流线圈在铝盘上产生的涡流与交变磁通相互作用产生电磁力，使铝盘转动，同时引入制动力矩，使铝盘转速与负载功率成正比，通过轴向齿轮传动，由计度器积算出转盘转数而测定出电能。故电度表主要结构是由电压线圈、电流线圈、转盘、转轴、制动磁铁、齿轮、计度器等组成。 单相电表的功能 , 1、计量功能 a)计量多时段正向有功电能,并存储其数据; b)至少存储上12个月的总电能和各费率电能量值，数据存储分界时间为月末24时或其他1至28日的整点时刻; 2、费控功能 a)电能表费控功能的实现方式分为本地方式和远程方式两种，本地方式是通过CPU卡、射频卡等固态介质实现，远程方式是通过公网、载波等虚拟介质和远程售电系统实现。 b)当电能表内的剩余金额小于或等于系统所设的报警金额时，应能以声、光或其他方式提醒用户;当电能表内的剩余金额为零或低于双方约定的透支门限金额时，可发出断电信号，控制负荷开关自动切断;如果不能自动切断，应能记录透支金额。当电能表重新存入电费后，应首先扣除透支金额，当剩余金额大于零时，方可通过远程或本地控制使电能表处于允许合闸，然后用户可人工恢复供电; c)电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加; d)完成电费预存后，电能表应能将剩余金额、电能表用电等信息根据费控实现方式返写至固态介质中或通过虚拟介质传回售电系统; e)使用非指定介质输入购电金额等信息时，电能表不应接受; f)使用CPU卡或射频卡购电时，当用户CPU卡或射频卡遗失，通过一定程序补遗后电能表应能接受新补的CPU卡或射频卡，并拒绝原CPU卡或射频卡; g)当使用非指定介质或进行非法操作时，电能表应有防护功能。在撤销非指定介质或非法操作后，电能表应能正常工作且数据不丢失; h)在购电卡插入后电能表应在3s内读写完毕; i)本地实现方式可通过固态介质对电能表内的用电参数进行设置。远程实现方式可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置，但设置前需通过严格的密码认证及ESAM模块等其他安全验证，确保数据传输安全可靠。 3、测量及监测 能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流(包括零线电流)、功率、功率因数等运行参数。测量误差(引用误差)不超过?1%。 4、事件记录 a)永久记录电能表清零事件的电量信息; b)可记录编程总次数，最近10次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识; c)可记录校时总次数，最近10次校时的时刻、操作者代码; d)可记录掉电的总次数，最近10次掉电发生结束时刻; e)可记录最近10次远程控制拉闸和最近10次远程控制合闸事件，记录拉、合闸事件发生、时刻和重要电能量等数据; f)可记录开表盖总次数，最近10次开表盖事件的发生、结束时刻; 5、费率时段 具有两套费率时段表，可在指定时间进行切换，每套费率至少支持两个费率显示。 有日历、时钟，全年至少可设置2个时区，在24h内至少可以任意编程8个时段，时段最小间隔为15 分钟，可跨越零点设置。 具有两套电价方案，可在指定时间进行切换。 支持通过红外、RS485通信接口修改费率时段表及电价方案，并应有防止非授权人操作的安全。 支持通过授权的CPU卡和射频卡修改费率时段表及电价方案。 当电能表使用载波通信时，禁止通过载波通信方式修改费率时段表及电价方案。 6、显示功能 a)电能表至少应能显示以下信息: 1)当月和上月月度累计用电量; 2)当前剩余金额; 3)当前阶梯电价; 4)各费率累计电能量示值和总累计电能量示值; 5)当前时间; 6)报警代码或提示; 7)插卡及通信状态提示; 8)表号。 b)电量显示单位为千瓦时(kWh)，显示位数为8位，含2位小数。 c)剩余金额显示单位为元，显示位数为8位，含2位小数。 d)LCD背光唤醒方式包括按键唤醒、红外唤醒(任意红外设备均可唤醒)或插卡唤醒，卡片拔出后背光熄 灭，电能表正常使用情况下，LCD寿命不小于10年。 e)停电时可通过按键唤醒显示，背光灯不点亮，唤醒后如无操作，自动循环显示一遍后关闭显示，按键显 示操作结束30秒后关闭显示。 显示信息详见附录B，显示代码参见《国家电网公司电能表功能规范》附录B。 7、报警功能 当出现下列故障或报警项时,应在循环显示第一项显示报警代码或报警提示，并且LCD背光灯持续点亮: a)当剩余电费小于报警电费时，提示“请购电” ; b)当电能表出现故障时，提示出错信息码(用Err-,,表示)。 1)Err,01 控制回路错误 2)Err,02 ESAM错误 3)Err,04 时钟电池电压低 4)Err,08 时钟故障 5)Err,10 认证错误 6)Err,16 修改密钥错误 8、冻结功能 定时冻结:按照指定的时间冻结电能量数据，每个冻结量至少保存12次。 瞬时冻结:在非正常情况下，冻结当前的所有电量数据、日历和时间、以及重要的测量数据。瞬时冻结量 保存最后3次数据。 约定冻结:在新老两种费率/时段转换，或电力公司认为有特殊要求时，冻结约定时刻的电量以及其他重要数据;保存最后2次冻结数据。 日冻结:连续冻结每日零点的累计总电量和各费率电量，保存60天。 整点冻结:存储整点时刻或半点时刻的有功总电能，可存储96个数据。 冻结内容及标识符应符合DL/T 645-2007及其备案文件要求。 9、计时功能 采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，内部时钟端子输出频率为1Hz。保证在-25,+60?的温度范围内:时钟准确度??1s/d。在参比温度(23?)下，时钟准确度??0.5s/d; 广播校时不受密码和硬件编程开关限制，但只能对时钟误差小于等于5分钟的电能表进行校时，每天只允许校对一次，且禁止在午夜零点前后5分钟内进行广播校时。 单相电表的相关术语 , 1 介质 用于在售电系统与电能表之间以某种方法传递信息的媒体。根据使用不同，可以将介质分为两类:固态介质和虚拟介质。 2 固态介质 具备合理的电气接口，具有特定的封装形式的介质，如接触式IC卡、非接触式IC卡(又称射频卡)等。 3 虚拟介质 采用非人工方式传输信息的介质，可以为电力线载波、无线电、电话或线缆。 4 CPU卡 配置有存储器和逻辑控制电路及微处理(MCU)电路，能多次重复使用的接触式IC卡。 5射频卡 一种以无线方式传送数据的具有数据存储、逻辑控制和数据处理等功能的非接触式IC卡。 6 ESAM模块 嵌入在设备内，实现安全存储、数据加/解密、双向身份认证、存取权限控制、线路加密传输等安全控制功能。 7 剩余金额 在电能表中记录的可供用户使用的电费金额，该金额应大于等于零。 8 累计电量 电能表自使用以来各费率单元及总计单元累计电能值。 9 透支金额 用户已使用但未缴纳电费的金额值，该值小于零。 10 透支门限金额 允许用户使用的最大透支金额。 11 报警金额 剩余金额报警值。当剩余金额小于等于报警值时，电能表给出声或光报警。 12 阶梯电量 在一个约定的用电结算周期内，把用电量分为两段或多段，每一分段用电量范围内都有一个单位电价，单位电价在分段内保持不变，但是单位电价会随着分段不同而变化。 13 阶梯电价 针对不同阶梯电量制定的单位电价。 14 负荷开关 用于切断和恢复用户负载的电气设备。 15 低压电力线载波 将低压电力线作为数据/信息传输载体的一种通信方式。 16掉电 单相电压低于电能表临界电压。 单相电表的检查与误差 , 1、直观检查 (1)铭牌标志完整，字迹清楚，无明显倾斜。 (2)字轮式计数器上的数字全部在字窗遮内(末位字轮和处于进位的字轮除外)。 (3)表壳完好，玻璃清晰，固定牢固无破裂。 (4)计读转数的色标清晰，长度适当。 通过直观检查，不合格的电能表应停止使用。 2、电能表潜动的判断 断开家用剩余电流动作保护器或进户线总开关， 转盘连续转动不超过 1 整圈， 则说明电能表 无潜动，否则应属电能表潜动。 3、电能表启动性能的判断 以居民目前使用最多的 2.0 级 2.5(10)A 单相电能表为例，C,1440r/(kW?h)，启动功 率 PQ,UxgIQ×0.005Ib,220×0.005×2.5,2.75W，用户家中一般没有 2.75W 的标准负荷， 可以采用 8W 的标准白炽灯来判断电能表启动岂能，在接通负载时，3min 内电能表应连续转 动不少于 1 圈，即证明该电能表启动性能良好。 4、常数估计 目前，普通电能表标注的常数单位为 r/(kW?h)，以 C,1440r/(kW?h)为例，用户投入 部分负荷使电能表转动，则电能表计数器末位改变 1 个数字时，转盘应转过 N1,10,abC, 10,1×1×1440,144r 其中 a 为计数器小数位， 为计数器倍率)若计读的转数不为 144r， ( b ， 则说明电能表常数错误。 5、电能表基本误差的估算 用瓦秒法估算直接接入式电能表的误差(固定转数测时间)。以 DD702、2.5(10)A、C, 1440r/(kW?h)单相电能表为例。 (1)根据用户实际用电设备选定 1,2 个负载功率点，如 100W、25W，选择估算转数 N，如 5r(一般不得低于 3r)，求出算定时间 T1,3600×1000N/CKLKYP1,3600×1000×5/(1440×1×1×100),125s T2,3600×1000N/CKLKYP2,3600×1000×5/(1440×1×1×25),500s 式中 KL、KY--电能表标注的电流、电压互感器额定变比，未标者为 1。 (2)接通负载，用秒表(可以使用手机秒表功能)实测电能表连续转动 5r 所需时间。如在 100W 时，t1,123s;25W 时 t2,505s。 (3)估算电能表相对误差 γ1,(T1,t2)/t1×100,,[100×(125,123)/125] ,,1.6, γ2,(T2,t2)/t2×100,,[100×(500,505)/500],,,1.0, (4)判断电能表误差特性。根据不同电能表准确等级，γ1、γ2 应在有关规程规定范围内。 如普通用户一般为 2.0 级电能表， 负载电流在 0.1Ib,Imax 之间， 其误差绝对值应小于 2.0， 轻 载时其误差绝对值应小于 2.5。 通过估算，可初步判断该电能表是否符合现场运行要求，如估算相对误差大 于规定值，则应 要求用户及时将电能表送检。