第一章_电能计量技术概述

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第一节 电能计量技术的基本概念
二、对电能计量装置的要求





电力系统具有跨区、跨省联网运营的自然特性，要求整个系统内的电 能计量值准确统一； 电力生产具有发、供、用电同时完成的特性，要求电能计量装置是在 线的、不间断的，又必须准确可靠； 电能计量工作要遵守电力系统的安全运行规则，要求电能计量装置与 其他电气设备必须配套，并连接成网络运行； 电能计量是电力营销的重要环节，要求应当公正、诚信； 从发电厂到用户，电的传输与测量是通过电能计量装置来测量发电量、 厂用电量、供电量以及售电量等，随着电子和计算机技术的发展和电 力系统自动化水平的提高，实现了远方抄表和电能计量管理系统，其 目的是更好地为生产调度和电力企业经济核算服务。
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第二节 电能计量的发展和现状


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随着电子技术的飞速发展，对电能表产生了巨大的影响，20世纪60年 代出线了电子式电能表，大大提高了电能表的计量准确度，在次基础 上，研究不断朝着提高准确度和降低成本的方向发展。 70年代初，为实用化，主要对电子式电能表的测量电能机理进行研究， 先后出限了热电乘法器构成的电子式电能表、时分割乘法器构成的电 子式电能表和四象限模拟乘法器的技术方案。 80年代，集成电路开始在计量装置中应用，使电子式电能表准确度达 0.5~0.05级。电能表出线了质的变化，由功能简单的感应式电能表逐 步过度到机电脉冲式电能表、全电子式电能表，直到智能型多功能电 能表。 进入90年代，随着危机技术的发展，基于先购电、再用电的管理思想， 开发研制和使用智能型IC卡预付费电能表。远程电能表数据采集系统 也开始实施应用。 目前，电子式电能表已发展到与电能的智能化计量管理不可分割的水 平，电能表数据采集技术推动了远程抄表技术的发展，组成了智能型 电能量采集与计费管理自动化系统。
第一章 电能计量技术的基本概念
本章主要介绍电能计量技术的基本概念、电能计量的发展
和特点以及电能计量装置的组成分类和铭牌。这些内容是 供用电技术人员应当掌握的常识性的知识，是学习本课程 的预备知识。
本章的重点应放在连接基本概念上，了解远程抄表、电能计
量系统以及电能计量技术的发展、新技术和新设备，灵活运 用，为搞好用电管理与检查服务。
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第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志
一、电能表的分类及铭牌
1、电能表的分类

专门由于计量负荷在某一段时间内所消耗的电能的仪表称为电能表。 它反应的是这段时间内平均功率与时间的乘积。 根据其用途一般将电能表分为两大类：测量电能表和标准电能表。 测量电能表又可以分为以下不同的类别： 1）按结构和工作原理分：感应式（机械式）、静止式（电子式）和机 电一体式（混合式）； 2）按接入电源性质分：交流电能表和直流电能表； 3）按准确度等级分：普通级和标准级。普通电能表一般用于测量电能 表，常见的等级有0.5、1.0、2.0、3.0级；标准电能表一般用于检验不 同电能表，常见的等级有0.01、0.05、0.2、0.5级等； 4）按安装接线方式分：直接接入式和间接接入式，其中又有单相、三 相三线和三相四线电能表之分； 5）按用途分：工业与民用电能表、电子标准电能表和特殊用途电能表 等。常见的电能表有脉冲电能表、最大需量电能表和复费率电能表。13
第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志
2、电能表的铭牌

电能表的名称及型号： 类别代号+组别代号+设计序号+派生号；
例如：DTF-三相四线复费率电能表，如DTF68、DTF9等。
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第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志





电能计量单位：有功电能表为kWh；无功电能表为kvarh； 字轮式计度器的窗口：整数位和小数位用不同的颜色区分， 中间有小数点；若无小数位，窗口各字轮均有被乘系数，如 ×100，×10，×1等； 准确度等级：以相对误差来不是准确度等级，如用0.5或 CL.0.5表示； 基本电流和额定最大电流：如DS8型三相电能表铭牌标明 “3×5（20）A”时，表明基本电流为5A，额定最大电流为 20A； 额定电压； 电能表常数：表示电能表记录的电能表和转盘转数或脉冲数 之间的关系的比例常数，有功电能表以r/Wh或r/kWh表示； 额定频率：50Hz。
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第二节 电能计量的发展和现状
三、电能表检验装置的发展概况



电能表校验装置主要是电能计量基准与检验装置和便携式电能表现场 检验仪两方面。 20世纪60、70年代以前，大部分采取的是利用实负荷与表计对比等原 始检验方法，如瓦秒法和比较法等，装置方法速度慢、准确度不高、 工作效率低。 80年代初期，出现了计量与微机接口的软件操作平台，通过光电传感 电路，把光信号转换成电信号，经过模/数变换，传给计算机，使准确 度和效率大大提高，这种电能表检验装置具备了准确度高、自动化长 度高，多表位、多功能等特点。使电能表检验逐步向程序化、规模化 方向发展。 目前，我国电能计量基准与标准检验产生了0.36-0.0015级的单相和三 相检验装置，便携式电能表现场检验仪产生了0.3-0.1级的各类产品， 达到了国际先进水平。
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第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志
3、电压互感器的铭牌

型号：



额定电压及额定电压比：一次额定电压及二次额定电压之比； 准确度级别：在规定的使用条件下，电压互感器的误差应在规定的限 度内，常用的有0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0级别； 额定容量：即以额定二次电压为基准时规定二次回路允许接入的负荷， 通常以视在规律VA值表示。
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第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志
2、电流互感器的铭牌

型号：
例如：LFC-10型，即为10kV多匝式瓷绝缘电流互感器。
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第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志




额定电流比：一次额定电流和二次额定电流之比； 准确度级别：测量用互感器的准确度，用其在额定电流下所规定的最 大允许电流误差的百分数表示，一般有0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0 级，宽量限的S级的电流互感器的准确度级别有0.2S和0.5S级的； 额定容量：对于电流互感器二次侧额定电流为5A时，额定容量有2.5、 5、10、15、20、30、60kVA等； 额定电压：指一次绕组和二次绕组对地能够承受的最大电压，表明电 流互感器一次绕组的绝缘强度，有10、35、110、220、330、500kV 等。 极性标志：为了确保准确接线，电流互感器一次和二次绕组的出线端 都有极性标志，一般按减极性相连接。
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第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志
二、互感器的分类及铭牌 1、互感器的分类


按互感器的功能分：电流互感器和电压互感器； 按互感器工作原理分：电磁式、电容式、光电式三种互感器； 按测量对象分：单相、三相等； 按用途分：计量用、测量用、保护用互感器； 按互感器绝缘结构分：干式、固体浇注式和油浸式，以及气体绝缘式 互感器。
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第二节 电能计量的发展和现状
二、互感器的发展与现状



自1876年，俄罗斯科学家布·洛其科夫研制了第一台变压器以来，人 们就一直探索发明电压互感器和电流互感器，其目的是为了测量高电 压和大电流。基于变压器的原理，1881年就诞生了电压互感器，1885 年出现了电流互感器。从此，人们在缩小互感器的体积、提高测量准 确度上下功夫。 到目前为止，电厂和大型枢纽变电站采用0.2级电压互感器和电流互感 器。为了减小误差，提高测量准确度，对电压互感器和电流互感器的 无源补偿和有源补偿装置、对电压互感器二次侧导线压降的有源补偿 装置也应运而生。 随着新型材料的发展，近年来由于超高压直流输电网络以及光电、半 导体技术和计算机技术的不断发展，是新的电气测量方法，如无线电 的、光电的互感器已进入试运行阶段。
消耗或电源发出的电能的作用。 在高电压、大电流的系统中，必须通过电压、电流互 感器将高电压、大电流变换成低电压、小电流再接入 电能表进行测量。互感器的作用有两点：1）降低仪 表绝缘强度、保证人身安全；2）扩大了电能表的量 程、减小了仪表的制作规格。 电能表二次回路的作用：通过导线将电能表和互感器 连接，易于工作人员监测。但二次回路会对电能计量 装置的准确度产生影响。
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第一章 电能计量技术的基本概念
本章的主要内容
第一节 电能计量技术的基本概念 第二节 电能计量的发展和现状 第三节 电能计量装置的分类及铭牌标志
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第一节 电能计量技术的基本概念
一、电能计量技术的有关概念

电能计量技术的定义 电能计量技术是由电能计量装置来确定电能量值，为实
现电能单位的统一及其量值的准确、可靠的一系列活动。
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第二节 电能计量的发展和现状
一、电能表的发展历史及现状 1、电能表在世界范围内的发展




1880年， 德国人爱迪生用电解原理制成的直流电能表是世界上最早的 电能表； 随着交流电的产生和应用，1888年意大利物理学教授费拉里斯 （Ferraris）和美国某电工技术学校的物理教师几乎同时提出了利用旋 转磁场测量交流电能的原理，为制造感应式电能表奠定了理论基础； 1889年，匈牙利岗兹公司的，其电压铁芯就重达6kg，且无单独电流 铁芯感应式电能表； 1890年，出现了带电流铁芯的感应式电能表，反作用力矩靠交流电磁 铁产生，转动元件是一个铜环； 直到19世纪末，人们利用交流电磁铁代替直流电磁铁，铝盘代替铜制 的转盘，表的计数机构几经改进，生产了单相和三相的感应式交流电 能表；
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第二节 电能计量的发展和现状
2、电能表在我国的发展

我国电能表的生产始于50年代初，记过几十年的努力，电 能测量技术和仪表的开发生产得到了飞速的发展。各种类 型电能表（感应式、全电子式）在品种和质量上得到了扩 展与提高，为满足推行峰谷电价制的需要，开发与生产了 各种付费率电能表；为满足一户一表制的需要，开发了IC 卡预付费表；为防窃电，开发了防窃电电能表；为满足用 电营业管理的需要，开发了多功能电能表、电能管理系统； 为满足负荷监控的需要，开发了无线电力负荷监控系统； 为实现抄表自动化、远程化，开发了远程自动化抄表系统。 不仅给国内，还远销国外。