单电能表的结构和工作原理PPT课件
单相电子表工作原理
单相电子表工作原理
单相电子表是一种电力测量仪表，用于测量和显示电能消耗，工作原理如下：
该电子表主要由电流互感器、电压互感器、功率因数补偿电路、微处理器和显示屏等组成。
首先，电流互感器通过感应电路测量电路中的电流大小，并将其转化为低电平信号。
类似地，电压互感器也通过感应电路测量电路中的电压大小，并将其转化为低电平信号。
然后，这些低电平信号被输入到微处理器中进行处理。
微处理器会将电流和电压信号相乘，得到电力信号，并测量电力信号的累积值。
通过不断测量电力信号的累积值，微处理器可以计算出电能的消耗量。
功率因数补偿电路的作用是校正电流和电压信号之间的相位差。
功率因数是衡量电路中有用功和无用功之间比例的参数，通过补偿电路的校正，可以准确测量有用功的消耗量，而不受无用功的影响。
最后，微处理器会将测量到的电能消耗量转化为数字信号，并通过显示屏显示出来。
用户可以通过显示屏上的数字了解到电能的消耗情况。
总之，单相电子表通过感应电流和电压大小，并利用微处理器进行信号处理和计算，最终显示出电能的消耗情况。
电能计量技术PPT课件
RL
一、输入变换电路
（二）电压输入变换电路 1．电阻网络
采用电阻网络的最大优点 是线性好、成本低，缺点 是不能实现电气隔离。
一、输入变换电路
（二）电压输入变换电路 1．电阻网络
实用中，一般采用多级（如3级）分压，以便提高耐 压和方便补偿与调试。典型接线如图3-13所示。
一、输入变换电路
2．电压互感器
二、IC卡技术
• IC卡是集成电路卡（Intergrated Circuit Gar d）的简称。它将集成电路镶在塑料卡片上。
由被测量输入回路、测量等部分构成，进行有功 或无功电能计量的单元。
一、常用术语
4．费率时段控制单元 由费率计度器（含驱动电路）、时间开关及逻辑
电路等构成，进行费率时段电能测量和显示的单元。 5．峰、平、谷电量
电力系统日负荷曲线高峰时段电能量称峰电量， 低谷时段的电能量称谷电量，计量峰、谷时段以外的 电能量称平电量，三者之和为总电量。
一、单向脉冲式电能表 二、双向脉冲式电能表
一、单向脉冲式电能表
单向脉冲式电能表的光电转换器主要包括光电头和 光电转换电路两部分。
1．光电头
光电头由发光器件和光敏器件组成。 两种典型光电头的安装结构如图3-3所示。图3-3（a）
为穿透式光电头，图3-3（b）是反射式光电头。
一、单向脉冲式电能表
2．光电转换电路
采用互感器的最大优点是可实现一次侧和二次侧的电 气隔离，并可提高电能表的抗干扰能力，缺点是成本高。 其电路图如图3-14所示。
其数学表达式为u（t）＝KU uU（t）
二、乘法器电路
模拟乘法器是一种完成两个互不相关的模拟信号（如输 入电能表内连续变化的电压和电流）进行相乘作用的电子电 路，通常具有两个输入端和一个输出端，是一个三端网络， 如图3-15所示。理想的乘法器的输出特性方程式可表示为
单相电能表工作原理
单相电能表工作原理
单相电能表是一种电力计量设备，用于测量单相交流电的电能消耗。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和瓦特定律。
首先，单相电能表的主要组成部分是电流线圈和电压线圈。
电流线圈通常安装在电能表的铁芯上，它将电流引入线圈中，产生磁场。
而电压线圈则连接到电源线路上，用于测量电压。
当电流通过电流线圈时，根据法拉第电磁感应定律，会在电流线圈内产生磁场。
这个磁场和电流成正比，即磁场的强度取决于电流的大小。
同时，电压线圈通过测量电压来获取电压的大小。
根据瓦特定律，电压乘以电流等于功率。
所以，电能表通过测量电压和电流之间的相位差和功率因数，就可以计算出被测电路中的有功功率和无功功率。
最后，单相电能表还包含一些电路和元件，用于将测量到的功率转换为电力计量显示，通常为机械式指针或数字显示。
总的来说，单相电能表的工作原理是利用电磁感应定律和瓦特定律测量电压和电流，通过计算得出功率，并将其转换为电力计量显示。
机械电表工作原理
第一节感应式电能表
一、单相电能表的结构和工作原理
1．单相电能表的结构
电能表(俗称电度表)是一种计量某一段时间功率的仪表，单位为kwh(俗称“度”)。
感应式电能表结构如图8—1所示，主要元件有缠绕电流线圈的电流电磁铁1(电流元件)、缠绕电压线圈的电压电磁铁2(电压元件)、转动铝盘3、永久磁铁4、计数器5、接线端柱6。
电流线圈的导线粗、匝数少，在电路中与负荷串联。
电压线圈的匝数多、导线细，在电路中与负荷并联。
2．单相电能表的工作原理
在时间上有相位差，且在空间相对位置不同的电流和磁通，因此都会产生电磁力的作用。
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。
二、电能表倍率及计算
每只电能表都有铭牌，在铭牌上标明制造厂名、电表型式、额定电流、额定电压、相数、准确度等级、每千瓦时的铝盘转数(即电能表常数)。
电能表的倍率一般分两种，一种是由电能表结构决定的倍率，称电能表本身倍率，它等于电能表的齿轮比。
如电能表只有一位小数，其齿轮比常数均为2500，，倍数实为1。
另一种，当电能表经互感器接入时，其读数还要乘以电流和电压互感器的变比，即
电能表倍率=TV变比xTA变比x电能表本身倍率。
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
电能表原理详解
1.1感应式单相电能Байду номын сангаас的结构
现代电能表的轴承分为钢珠宝石结构和磁力结构两种。磁力结 构主要有磁推轴承和磁悬轴承两种类型。磁力轴承由于减少了 机械磨损，因而提高了电能表的灵敏度，延长了电能表的使用 寿命。
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
1.5计度器 （积算机构） 计度器用来 积算转盘转 数，以显示 所测定的电 能。主要有 两种：指针 式和字轮式。
1.1感应式单相电能表的结构
⑴封闭式电磁元件：
电压、电流铁芯一个整体。工作气隙固定，容易保持磁路对 称，所以可得到良好的技术特性。缺点是在于制造工艺复杂， 装套电压线圈的工艺工作量大，耗料较大。
⑵半封闭式电磁元件：
电压、电流铁芯之一或两者可以拆卸，以利于套线圈，这种 铁芯能简化制造工艺，并且能获得较好的技术特性。
1.1感应式单相电能表的结构
1、测量机构
测量机构是电能表实现电能测量的核心部分。
1.1驱动元件（电磁元件）
驱动元件又分为电压元件与电流元件，其作用是将交变的电 压和电流转变为穿过圆盘的交变磁通，与其在圆盘内产生的 感应电流相互作用，进而产生驱动力矩，使圆盘转动。
1）电压元件：
电压元件由电压铁芯１、电压线圈２和回磁极12组成。和负 载并联，把交流电压转变成交变的电压磁通。电压线圈由漆 包线绕成，匝数多、线径细，能形成较大的阻抗，减少功率 消耗，并使电压线圈中的电流滞后电压的相位角几乎达到 90°。回磁极固定在电压铁芯上，构成电压工作磁通的回路。
单相电表的基本结构和工作原理讲解
计量电能的仪表叫做电表（又称电度表、电能表）。
电表是测量某一段时间内所消耗的电能，它是累计仪表。
用电动系直流电表测量直流电能，用感应系交流电表测量交流电能。
用在交流电流中的电表，可分为两大类：单相电表盒三相电表。
那么在本文里我们先来了解下电表的结构和电表的工作原理。
电表的结构电表主要是由驱动部件、转动部分、制动部分和积算机构等组成。
驱动部件由电压元件和电流元件组成。
转动部分的铝制圆盘装在驱动部件和制动磁铁的空隙中，右图所示是一只单相交流电表的结构。
图中各部分所指：1：铝制圆盘、2：串联线圈电磁铁、3：制动永久磁铁、4：并联线圈电磁铁、5：传到计数机构的齿轮、6：接线端子板下图所示为某国产DD862单相机械电表内部结构实图：电表的工作原理工作原理是：当电表接入被测电路后，被测电路电压加在电压线圈上，被测电路电流通过电流线圈后，产生两个交变磁通穿过铝盘，这两个磁通在时间上相同，分别在铝盘上产生涡流。
由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩，使铝盘转动。
制动磁铁的磁通，也穿过铝盘，当铝盘转动时，切割此磁通，在铝盘上感应出电流，这电流和制动磁铁的磁通相互作用而产生一个与铝盘旋转方向相反的制动力矩，使铝盘的转速达到均匀。
由于磁通与电路中的电压和电流成比例，因而铝盘转动与电路中所消耗的电能成比例，也就是说，负载功率越大，铝盘转得越快。
铝盘的转动经过蜗杆传动计数器，计数器就自动累计线路中实际所消耗的电能。
单相电表用于测量单相线路的电能。
如测量三相四线制线路的电能，必须采用三元件三相电度表；测量三相三线制线路的电能，通常采用二元件三相电度表。
无论是单相或三相电度表，它们的工作原理相同，只在电表的结构上有单元件和数个元件的区别。
电能计量基本知识PPT课件
电流互感器铭牌型号含义
字母排列次序
型号含义
l
L——电流互感器
D——单匝式
F——多匝式
2
M——母线式
Q——线圈式
R——装入式
Ａ——穿墙式
Q——支柱式
C——瓷绝缘的 G——干式
3
K——塑料外壳式 Ｗ——户外式
Z——饶注式
4
B——有保护级 Ｄ——差动保护用
第二章 电能表的结构和工作原理
目前，常用的单相电能表，都是感应式三 磁通型积算式仪表。尽管单相电能表的型号不 同，但其基本结构是相似的，都由测量机构 (驱动元件、转动元件、制动元件、上轴承、 下轴承、计度器)和辅助部件(基架、底座、外 壳、端钮盒和铭牌)组成。
第二节 单相电能表的工作原理
一、转盘转动原理与驱动力矩表达式 由电工原理得知，载流导体在磁场内受到的
电磁力F与载流导体中的电流i和磁场中的磁通量 φ的乘积成正比，可用式F=KLiφ 表示 式中KL——比例系数。
电压线圈
电压铁芯
电流线圈
回磁极
转盘 电流铁芯
第三节 感应式三相电能表的结构
三相电能表和单相电能表的区别是每个三 相表都有两组或三组驱动元件，它们形成的电 磁力作用于同一个转动元件上，并由一个计度 器显示三相消耗电能，所有部件组装在同一表 壳内。所以，三相电能表具有单相电能表的一 切基本性能。由于三组电能表每组驱动元件之 间存在着相互影响，因此它们的性能也有其特 殊性。
第二节 电能计量装置的分类及铭牌标志
一、电能表的分类 我国目前电能表的分类情况大致如下： (1)电能表按照结构原理来分，有感应式、 电子式和感应电子式三种； (2)电能表按所测的电源来分，有直流式和 交流式两种； (3)电能表按所测的电能来分，有有功和无 功两种； (4)电能表按接入线路的方式来分，有直接 接入式、经互感器接入式和经万用互感器接入 式三种；
感应式电能表的结构和工作原理 PPT
感应式单相电能表的结构
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件
准确度等级
转动元件
制动元件 轴承
电能表的型号
计度器（积算机构）
误差调节机构
辅助部件
外壳
基架
端钮盒及盒盖
铭牌
计量单位的名称或符号 电能表的运输条件 电能表规格
B1
工厂制造年份和厂内编号
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
驱动力矩的大小 驱动力矩的方向
'I(t) 2'I sin(t 180)
驱动力矩Mp与单项负载
'U(t) 2U sin(t )
有功功率的关系
测量电能的原理
在圆盘内产生三个交变的感应电流
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小
iPI 2IPI sin(t 90)
圆盘转数与被测电能的关系 i 'PI 2I 'PI sin(t 180 90)
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
每只单相电能表都装设有满载、轻 载、相位角调整装置和防潜动装置， 某些电能表还装了过载和温度补偿 装置。三相电能表还应装设平衡调 整装置。
感应式单相电能表的结构
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 测量电能的原理
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
单相电能表的相量图
根据电工学左手定则可知，三个工 作磁通 I、 'I、 U 分别与穿过各自 区域的涡流相互作用，产生了推动 圆盘转动的电磁力。
单项电子式电表工作原理
单项电子式电表工作原理
单项电子式电表是一种通过测量和记录电流和电压变化来测量电能消耗的仪表。
其工作原理如下：
1. 电流测量部分：电流通过电表时会产生一个与电流大小成正比的电压降，该电压降经过一个电阻之后产生一个与电流大小成正比的电压信号。
2. 电压测量部分：电压信号经过放大电路，转化为与电压大小成正比的电压值。
3. 数据处理部分：电流信号和电压信号通过一个模数转换器转换为数字信号，再经过微处理器进行数据处理和电能计算。
4. 数据显示部分：电表会将计算得到的电能数值显示在液晶显示屏上，供用户查看。
5. 数据存储部分：电表通常具备存储功能，可以记录电能使用的历史数据，并且可以进行远程通讯，将数据传输到上位机或数据管理中心。
总结：单项电子式电表通过测量电流和电压变化，经过数据处理和计算得到电能消耗的数值，并提供显示和存储功能，实现精确测量和监控用电情况。
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• 答案: • 图(a)会产生漏计电量。 • 图(b)会使电能表反转。 • 图(c)会使电源短路，烧坏电能表。 • 图(d)会使电能表不转。 • 图(e)容易产生潜动，因电压线圈的激磁
电流通过了电流线圈。
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电能计量装置包括各种类型电能表、计量 用电压、电流互感器及其二次回路、电能 计量柜〈箱〉等。
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• 电能表基本参数含义
1、基本电流(标定电流):确定电能表有关特性地电流值Ib 2、额定最大电流:满足制造标准规定的准确度的最大电流
1.5（6) 3、参比电压：确定电能表有关特性的电压值Un 4、参比频率：确定电能表有关特性的频率值 5、常数：电能表记录电能和相应的转数或脉冲数之间关
系的常数 有功：kWh/r(imp) 无功: kvarh/r(imp)
准;D----多功能;H----总耗;J----直流;M----脉 冲;S----全电子式;X----无功;Z----最大需量;Y---预付费;F----复费率.
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• 3.设计序号用阿拉伯数字表示 • 4.派生号:T----湿热、干燥两用；TH----湿热
带用；TA----干热带用；G----高原用；H---船用；F----化工防腐用。 • 如：DSSD-331三相三线全电子式多功能电 能表
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．驱动力矩与负载功率的关系
• 驱动力矩 • MQ=KWUIcosф=KWP
• 结论：要产生转动力矩，至少应该有两个 同频率的移进磁通，它们彼此在时间上和 空间位置上应该有差异。转矩的大小与这 两个磁通的大小成正比，磁通间的夹角为 90º时转矩最大。
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• 例. 分析下图所示单相有功电能表几种错误 接线会产生什么后果或现象?
(D)电动轴承。 • 答案:C
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电能表的工作原理
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题库
• 简述电能表的转动原理是什么? • 答案:电能表接入电路后，电压元件产生与
电压滞后90°的电压工作磁通，电流元件 产生两个与电流同相的电流工作磁通，电 压和电流工作磁通分别在上下不同地点穿 过转盘，并在转盘上感应出三个涡流，这 三个涡流又与磁通相互作用产生力矩，使 圆盘转动。
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表盖
接线盒
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铭牌
• 单相两线有功 • 三相三线有功 • 三相四线有功 • 三相三线无功 • 三相四线无功
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电能表的型号含义 • 类别代号+组别代号+设计序号+派生号 • 1.类别代号:D----电能表 • 2.组别代号: • (1)表示相线:D----单相;S----三相三线;T----
三相四线 • (2)表示用途分类:A----安培小时计;B----标
轴承
计度器
பைடு நூலகம்
调整装置
辅助部件：基架、名牌 、外壳、端钮盒
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题库
• (La5A4012).电能表是依靠驱动元件在转盘上产生 涡流旋转工作的，其中在圆盘上产生涡流的驱动 元件有( )。
• (A)电流元件；(B)电压元件；(C)制动元件；(D) 电流和电压元件。
• 答案:D • 我国的长寿命技术单相电能表一般采用( )。 • (A)单宝石轴承；(B)双宝石轴承；(C)磁推轴承；
6、 准确度等级：0.2、0.5、1.0、2.0、3.0 S:宽负载 1%-120%误差合格
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计度器 转盘
铭牌
接线盒
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计度器 转盘
转轴
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基架
制动 磁铁
电压线圈 回磁极
电压铁 芯
基架
电流铁芯
电流线圈
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驱动元件
电压元件 电流元件
结构
测量机构
制转动动元元件件：转铝永制轴久圆磁盘钢及
其调整装置