电子式电能表工作原理与基本结构

电子式电能表工作原理与基本结构

1、电子式电能表按其工作原理的不同，可分为模拟乘法器型电子式电能表和数字乘法器型电子式电能表。

2、一般来说，电子式电能表由六个部分组成：电源单元、电能测量单元、中央处理单元(单片机) 、显示单元、输出单元、通信单元。

3、正常供电时，电子式电能表的工作电源通常有三种实现方式：工频电源(即变压器降压) 、阻容电源(电阻和电容降压) 、开关电源。

4、电子式电能表的显示单元主要分为LED数码管和LCD液晶显示器两种，后者功耗低，并支持汉字显示。

5、电子式电能表的关键部分是(C)。

A)工作电源B)显示器C)电能测量单元D)单片机

※乘法器是电能测量单元的核心组成部分，分为模拟乘法器(热电转换型、霍尔效应型、时分割型)、数字乘法器(A/D型)。

6、时分割乘法器是许多电子式电能表的关键部分，它通常由三角波发生器、比较器、调制器、滤波器四个部分组成。

7、若某电子式电能表的启动电流是0.01Ib，过载电流是6Ib，则A/D型的电能表要求A/D 转换器的位数可以是(A)。

A)10 B)9 C)11 D)8

※A/D的位数取决于Imax和Imin的比值，6÷0.01=600，而29＜600＜210，即要求A/D的位数至少是10位。

8、U/F(电压/频率)转换器组成的电能测量单元，其作用是产生正比于有功功率的电能脉冲。

9、采用电阻网络作为电能表的电压采样器的最大特点是线性好和成本低，缺点是无法实现电气隔离。采用电压互感器的最大优点是可实现初级和次级的电气隔离，并可提高电能表的抗干扰能力，缺点是成本高。

10、试简单描述检定无源脉冲电能表误差。

答：通常在脉冲正端施加一个VDD=＋5～12V的直流电源，有的现场校验仪或电能表检定装置具有这一电源，中间串联R=5～10Ω的电阻，再输入给检定脉冲回路。

11、单片机就是将微型计算机所具备的几个基本功能，如中央处理单元CPU 、程序存储器ROM 、数据存储器RAM 、定时计数器Timer/Counter 、输入输出接口I/O 等，集成到一块芯片中而构成小型计算机。

12、单片机的总线可以分为三种：地址总线AB 、数据总线DB 、控制总线CB 。

13、单片机按数据总线的宽度可分为四种类型：4 、8 、16 、32 。目前最为流行采用的是8位。

14、在同一时刻可以同时发送和接收数据的串行通信模式称为(B)。

A)半双工B)全双工C)单工

15、I2C总线以1根串行数据线SDA 和1根串行时钟线SCL 实现了全双工的同步数据传输。

16、请举出几种典型的电能表的通信方式。

答：电子式多功能电能表与外界的通信方式大都采用串行异步半双工的通信方式，通信接口主要有RS-232-C、RS-485和直接光学接口三种方式。

电子式电能表误差及其调整

1、电子式电能表的误差主要分布在(A、B、C)

A)分流器B)分压器C)乘法器D)CPU

※电子式电能表的误差来源，主要分布在电流采样器(分为分流器和电流互感器两种)、电压

采样器(分为分压器和电压互感器两种)和模拟/数字乘法器三部分。

2、电子式三相电能表的误差调整以(A)调整为主。

A)软件B)硬件

三、各种电子式电能表

一)多功能电能表

1、什么叫多功能电能表？是否可以把两种以上功能的电能表都叫做多功能电能表？

答：凡是由测量单元和数据处理单元等组成，除计量有功(无功)电能外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，并能显示、储存和输出数据的电能表叫多功能电能表。

2、简述光电采样器的工作原理。

答：光电采样器是将感应式电能表与电子元件联系起来的纽带。P121

3、电子式电能表的脉冲输出方式可采用光学电子线路输出、继电器触点输出、电子开关元件输出等。

4、0.5级多功能电能表的时钟精度要求是0.5s/天。

5、什么叫电量冻结？

答：规定一个特定时间把电量存起来，这个特定时间叫做电量冻结时间。

6、简述失压、停电、欠压之间的不同点。

答：失压是指在不停电时，由于故障或窃电造成电能表电压回路掉电或电压幅值失真。

停电是指供电中断。

欠压是指由于供电质量造成电压幅值达不到规定要求。

7、什么叫失流？

答：失流包括两层意思：一种情况，当电流小于基本电流2%时判为失流；另一种情况是当三相电流不平衡超过某个限定值时判为失流，限定值软件可设。

8、一般把只有一个单片机，既负责电能计量又负责数据处理的电子式多功能电能表简称为单芯片的电子式多功能电能表；把使用专用芯片进行电能计量，使用单片机进行数据处理的电子式多功能电能表称为双芯片电子式多功能电能表。

9、简单描述90°电子移相法计量无功的原理。(P132)

10、什么叫四象限无功？(P134图)

答：Ⅰ象限输入有功功率，输入无功功率，用户为阻感性负荷；

Ⅱ象限输出有功功率，输入无功功率，用户负荷相当于一台欠励磁发电机；

Ⅲ象限输出有功功率，输出无功功率，用户负荷相当于一台过励磁发电机；

Ⅳ象限输入有功功率，输出无功功率，用户为阻容性负荷。

11、什么叫需量？什么叫最大需量？区间式最大需量为什么有时比滑差式最大需量小？答：需量——需量周期内测得的平均功率。(我国一般需量周期规定为15min。)

最大需量——在指定的时间区内需量的最大值。(指定的时间区间通常为一个月。)

(国家一般把15min平均功率叫需量。分别按滑差时间1、3、5、15min求得需量的最大值称为最大需量。)

滑差式需量——从任意时刻起，按小于需量周期的时间递推测量需量的方法，所测得的需量。(递推时间叫滑差时间。)

区间式需量——从任意时刻起，按给定的需量周期递推测量需量的方法，所测得的需量。(滑差时间为15min称为区间式需量。)

简述滑差式最大需量的含义是什么？

12、我国计算需量窗口时间最常用为15min ，滑差时间最常用为15min 。

13、什么叫电压合格率？