電能計量裝置

電能計量裝置電能計量是電力企業(yè)生產(chǎn)、科研和經(jīng)營管理不可缺少的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作。它包括：發(fā)電量、上網(wǎng)電量的計量，供電量、售電量的計量；以及網(wǎng)損、變損的檢測和生產(chǎn)經(jīng)營中技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算的計量等等。從某種意義上說電能計量工作代表電力企業(yè)效益和質(zhì)量水平的重要標(biāo)志，是電力企業(yè)參與市場競爭的首要條件。沒有準(zhǔn)確的電能計量，就沒有科學(xué)、合理且合法的電量數(shù)據(jù)，電力生產(chǎn)經(jīng)營指標(biāo)的監(jiān)控，發(fā)、供、用電量的結(jié)算就缺乏牢固的基礎(chǔ)。世界工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，都把計量檢測、原材料和工藝裝備作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。電力企業(yè)只有憑借準(zhǔn)確、可靠地計量數(shù)據(jù)，才能保證電力安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行，才能有優(yōu)質(zhì)、誠信的電力營銷和良好的企業(yè)形象?！坝嬃烤褪切б妗?，電力企業(yè)在激烈的市場競爭中，必須在降低成本和電量損耗上下功夫，實(shí)現(xiàn)發(fā)電與供電、購電與售電的最小差值；提高電力營銷水平，必須以科學(xué)、準(zhǔn)確、可靠的電能計量數(shù)據(jù)為依據(jù)，加強(qiáng)購、售電量的核算及管理，杜絕估超估算、假賬真算、線損指標(biāo)分?jǐn)偟痊F(xiàn)象，用系統(tǒng)的、準(zhǔn)確可靠的、最佳的電能計量方式及其計量所得數(shù)據(jù)來保證電力營銷活動。只有加強(qiáng)電能計量工作，公正而誠信地進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算和參與市場競爭，電力企業(yè)才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。2整理ppt1.

電能計量裝置的組成。一般我們把電能表、與其配合使用的互感器以及電能表到互感器的二次回路統(tǒng)稱為電能計量裝置。2.電能計量裝置各個部分作用(1)電能表的作用:電能表俗稱電度表，是電能計量裝置的核心部分，其作用是計量負(fù)載消耗的或電源發(fā)出的電能。(2)互感器的作用:A.擴(kuò)大了電能表的量程。電壓互感器把高電壓變換成低電壓；電流互感器將大電流變換成小電流，再接人電能表，使得電能表能完成超過其量程的電能測量任務(wù)，因此測量范圍擴(kuò)大了。

B.減少了儀表的制造規(guī)格。互感器的使用，使儀表制造廠家容易實(shí)現(xiàn)電能表等指示儀表生產(chǎn)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化。如高供高量用三相三線電能表的量程一般為電壓10OV，電流5A，這有利于電能表的批量生產(chǎn)和成本降低。

C.隔離高電壓、大電流，保證了人員和儀表的安全。因?yàn)槌砣藛T經(jīng)常接觸的電能表是在互感器的二次回路。正常情況下，二次側(cè)的電壓、電流都很小，并且都有一端保安接地，使得人和指示儀表的安全系數(shù)大大提高。（3）二次回路的作用電能汁量裝置的二次回路包含電壓二次回路和電流二次回路。電壓二次回路是指電壓互感器的二次線圈、電能表的電壓線圈以及連接二者的導(dǎo)線所構(gòu)成的回路。電流二次回路是指電流互感器二次線圈、電能表的電流線圈以及連接二者的導(dǎo)線所構(gòu)成的回路。3整理ppt1電能計量基本知識UPS的基本結(jié)構(gòu)GYZD011010014整理ppt1.電能表分類（1）按使用電源性質(zhì)分類：可分為交流電能表和直流電能表；其中交流電能表主要有以下種類：單相電能表、三相三線電能表、三相四線電能表和最大需量電能表。（2）按結(jié)構(gòu)和原理分類：可分為機(jī)電式電能表和電子式電能表；（3）按用途分類：可分為工業(yè)與民用電能表及特殊用途電能表。5整理ppt1電能計量基本知識6整理ppt2.電能表的銘牌與標(biāo)識電能表的銘牌可以固定在計度器框架上，也可附在表蓋上，示意圖如圖1-1所示。銘牌上標(biāo)志的含義分別說明如下：（1）計量單位名稱或符號：有功電能表為“千瓦·時”或“kW·h”,無功電能表為“千乏·時”或“kvar·h”。（2）計度器的窗口：字輪式整數(shù)位和小數(shù)位用不同顏色區(qū)分，中間有小數(shù)點(diǎn)；液晶式的，一般是直接顯示數(shù)字。（3）電能表的名稱及型號：我國對電能表型號的表示方式規(guī)定如表1-1所示。（4）基本電流和額定最大電流：其中基本電流用Ib表示；額定最大電流用Imax表示。如5（20）A，即電能表基本電流為5A，額定最大電流為20A。（5）參比電壓：指的是確定電能表有關(guān)特性的電壓值。三相三線電能表以相數(shù)乘以線電壓表示，如3×380V；三相四線電能表則以相數(shù)乘以相電壓／線電壓表示，如3×220／380V；單相電能表則以電壓線路接線端上的電壓表示，如220V。（6）額定頻率：我國工業(yè)頻率規(guī)定為50Hz。（7）電能表常數(shù)：指的是電能表計度器的指示數(shù)和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)之間的比例常數(shù)，用C表示，如C＝7200r/（kW·h），說明轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了7200r，計度器的指示數(shù)增加1kW·h。（或一度電閃爍多少個脈沖）（8）準(zhǔn)確度等級，以圓圈中的等級數(shù)字表示，無標(biāo)志時，單相電能表視為2.0級。（9）耐受環(huán)境條件的能力，分為P、S、A、B四組。（10）條形碼，廠家或使用單位的識別標(biāo)示。通常，電能表的質(zhì)量是以準(zhǔn)確度等級、過負(fù)載能力和一次使用壽命等幾項(xiàng)指標(biāo)為主要標(biāo)志。7整理ppt1電能計量基本知識8整理ppt3.感應(yīng)式電能表簡介感應(yīng)式電能表的種類、型號盡管很多，但它們的基本結(jié)構(gòu)都是相似的，即都是由測量機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償調(diào)整裝置和輔助部件所組成。圖1-2是感應(yīng)式單相電能表測量機(jī)構(gòu)簡圖。測量機(jī)構(gòu)是電能表實(shí)現(xiàn)電能測量的核心部分。它由驅(qū)動元件、轉(zhuǎn)動元件、制動元件、軸承、計度器組成。驅(qū)動元件由電壓元件與電流元件構(gòu)成。被測電路的電壓和電流作用于電壓元件和電流元件，產(chǎn)生的交變磁通與其在圓盤內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動力矩，推動圓盤轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動元件由鋁質(zhì)轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸用合金壓鑄在一起組成，其作用是在驅(qū)動元件建立的交變磁通的作用下，圓盤上產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動力矩使圓盤轉(zhuǎn)動，并把轉(zhuǎn)動的圈數(shù)通過蝸輪與蝸桿的嚙合傳遞給計度器。制動元件由永久磁鐵及其調(diào)整元件組成，其作用是產(chǎn)生與驅(qū)動力矩相反的制動力矩，以便使圓盤的轉(zhuǎn)動速度與被測電路的功率成正比。軸承是電能表的一個重要部件,它由上、下軸承組成。上軸承位于轉(zhuǎn)軸上端,只起定位和導(dǎo)向作用。下軸承位于轉(zhuǎn)軸下端,用以支撐轉(zhuǎn)動元件的全部重量，下軸承的質(zhì)量好壞對電能表的準(zhǔn)確度和使用壽命有很大影響。9整理ppt1電能計量基本知識10整理ppt1電能計量基本知識電子式電能表的構(gòu)成：11整理ppt4.電子式電能表簡介（1）組成電子式電能表由電能測量單元、電源單元、中央處理單元、顯示單元、輸出及通信單元組成，如圖1-3。（2）各單元的作用1）電源單元將50Hz的電網(wǎng)220V交流高電壓變換成電子元件所需的直流低電壓±5V。將電子式電能表與外界交流電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電氣隔離，使電網(wǎng)噪聲的影響縮小。提供后備電池，確保電網(wǎng)停電時數(shù)據(jù)不丟失。電池：電子表停電時，維持表的顯示和時鐘等功能。2）顯示單元利用LED數(shù)碼管和LCD液晶顯示器來顯示電能表的電能量。3）電能測量單元將輸入表中電壓、電流變換成與功率成一定比例關(guān)系的脈沖信號送至分頻器、計數(shù)器。它是電子表的關(guān)鍵，其測量精度直接決定電能表的精度和準(zhǔn)確度。核心元件：乘法器4）輸出及通信單元：脈沖輸出、遠(yuǎn)紅外口、RS485口5）單片機(jī)（3）電子式電能表分類按相線數(shù)分：單相、三相。按功能分：普通電能表、預(yù)付費(fèi)電能表、多功能電能表。按工作原理分：模擬乘法器型、數(shù)字乘法器型。12整理ppt1電能計量基本知識13整理ppt1電能計量基本知識14整理ppt1電能計量基本知識15整理ppt1.電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電流互感器結(jié)構(gòu)簡單，一次線圈匝數(shù)少，二次線圈匝數(shù)多（N1<<N2）。我國規(guī)定電流互感器二次電流為5A或1A。電流互感器尺寸小，成本低，價格便宜，通過短路電流時穩(wěn)定性較高。缺點(diǎn)：當(dāng)被測電流小時準(zhǔn)確度低。電流互感器的接線方式是一次線圈串聯(lián)在線路中。2.極性標(biāo)志我國電流互感器以減極性標(biāo)注。一次繞組首端標(biāo)為L1，末端標(biāo)為L2。當(dāng)一次繞組帶有抽頭時，首端標(biāo)為L1，自第一個抽頭起依次標(biāo)為L2，L3……。二次繞組首端標(biāo)為K1，末端標(biāo)為K2。當(dāng)二次繞組帶有中間抽頭時，首端標(biāo)為K1，自第一個抽頭起以下依次標(biāo)志為K2，K3……。對于具有多個二次繞組的電流互感器，應(yīng)分別在各個二次繞組的出線端標(biāo)志“K”前加注數(shù)字，如1K1，1K2，1K3……；2K1，2K2，2K3……。標(biāo)志符號的排列應(yīng)當(dāng)使一次電流自L1端流向L2端時，二次電流自K1流出，經(jīng)外部回路流回到K2。3.電流互感器圖形符號16整理ppt1電能計量基本知識17整理ppt1電能計量基本知識18整理ppt4.電流互感器分類（1）電流互感器按用途可分為兩類：一是測量電流、功率和電能用的測量用互感器；二是繼電保護(hù)和自動控制用的保護(hù)控制用互感器。（2）根據(jù)一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式。（3）根據(jù)安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。（4）根據(jù)絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式等。（5）根據(jù)電流互感器工作原理可分為電磁式、光電式、電子式等電流互感器。5.電流互感器的型號規(guī)定目前，國產(chǎn)電流互感器型號編排方法規(guī)定如下：產(chǎn)品型號均以漢語拼音字母表示，字母含義及排列順序見表2-l所示19整理ppt1電能計量基本知識20整理ppt1電能計量基本知識21整理ppt6.電流互感器的主要參數(shù)（1）額定電流變比：額定電流變比是指一次額定電流與二次額定電流之比,額定電流比一般用不約分的分?jǐn)?shù)形式表示。（2）額定電流：就是在這個電流下，互感器可以長期運(yùn)行而不會因發(fā)熱損壞。當(dāng)負(fù)載電流超過額定電流時，叫做過負(fù)載。（3）準(zhǔn)確度等級：國產(chǎn)電流互感器的準(zhǔn)確度等級有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S級及0.5S級。（4）額定容量：電流互感器的額定容量，就是額定二次電流I2e通過二次額定負(fù)載Z2e時所消耗的視在功率S2e。（5）額定電壓：是指一次繞組長期能夠承受的最大電壓（有效值），它只是說明電流互感器的絕緣強(qiáng)度，而和電流互感器額定容量沒有任何關(guān)系。22整理ppt1電能計量基本知識23整理ppt1電能計量基本知識使用電流互感器應(yīng)注意的問題：★運(yùn)行中的電流互感器二次繞組不允許開路?！镫娏骰ジ衅骼@組應(yīng)按減極性連接。★電流互感器二次側(cè)應(yīng)可靠接地?！镫娏骰ジ衅鞫蝹?cè)不接熔斷器。24整理ppt1.電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電壓互感器一次側(cè)電壓與電網(wǎng)電壓相等，二次側(cè)電壓我國規(guī)定相間電壓為100V，相與地間為100/√3V。一次線圈匝數(shù)多，二次線圈匝數(shù)少（N1》N2）。電壓互感器二次負(fù)載的阻抗很大；一次電流和二次電流都很小?？梢哉J(rèn)為電壓互感器是在近似于開路狀態(tài)下工作。電壓互感器的接線方式是一次線圈并聯(lián)在線路中。2.極性標(biāo)志我國電壓互感器以減極性標(biāo)注。電壓互感器一次繞組接線端子用大寫字母A、B、C、N表示，二次繞組接線端子用小寫字母a、b、c、n表示。3.電壓互感器圖形符號25整理ppt1電能計量基本知識26整理ppt1電能計量基本知識27整理ppt4.電壓互感器的分類（1）根據(jù)用途分類：按用途分為測量用電壓互感器和保護(hù)用電壓互感器。這兩種電壓互感器，又可分為單相電壓互感器和三相電壓互感器。（2）根據(jù)安裝地點(diǎn)分類：按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)型電壓互感器和戶外型電壓互感器。（3）根據(jù)電壓變換原理分類：電磁式電壓互感器，以電磁感應(yīng)來變換電壓；電容式電壓互感器，以電容分壓來變換電壓；光電式電壓互感器，以光電元件來變換電壓。（4）根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分類單級式電壓互感器，一次繞組和二次繞組均繞在同一個鐵芯柱上。串級式電壓互感器，一次繞組分成匝數(shù)相同的幾段，各段串聯(lián)起來，一端子連接高壓電路，另一端子接地。28整理ppt1電能計量基本知識29整理ppt5.電壓互感器的型號規(guī)定目前，國產(chǎn)電壓互感器型號編排方法如下：電壓互感器在特殊使用環(huán)境的代號，主要有以下幾種：CY一船舶用；GY一高原地區(qū)用；W一污穢地區(qū)用；AT—干熱帶地區(qū)用；TH一濕熱帶地區(qū)用。電壓互感器型號中的字母，都用漢語拼音字母表示，字母排列順序及其對應(yīng)符號含義如表3-1所示。30整理ppt1電能計量基本知識31整理ppt6.電壓互感器的主要參數(shù)（1）繞組的額定電壓：額定一次電壓是指可以長期加在一次繞組上的電壓，其值應(yīng)與我國電力系統(tǒng)規(guī)定的“額定電壓”系列相一致。額定二次電壓，我國規(guī)定接在三相系統(tǒng)中相線與相線之間的單相電壓互感器為100V，對于接在三相系統(tǒng)相與地間的單相電壓互感器，為100/√3V。（2）額定電壓變比：額定電壓變比為額定一次電壓與額定二次電壓之比，一般用不約分的分?jǐn)?shù)形式表示。（3）額定二次負(fù)載：電壓互感器的額定二次負(fù)載，為確定準(zhǔn)確度等級所依據(jù)的二次負(fù)載導(dǎo)納（或阻抗）值。（4）準(zhǔn)確度等級：國產(chǎn)電壓互感器的準(zhǔn)確度等級有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0級。用戶電能計量裝置通常采用0.2級和0.5級電壓互感器。32整理ppt1電能計量基本知識33整理ppt1電能計量基本知識使用電壓互感器應(yīng)注意的問題：★電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路?！锇匆蟮南嘈蜻M(jìn)行接線?！镫妷夯ジ衅鞫蝹?cè)應(yīng)可靠接地?！镫妷夯ジ衅魇褂们皯?yīng)進(jìn)行檢定。34整理ppt1.電能計量裝置的分類原則：電量大小、貿(mào)易結(jié)算、內(nèi)部考核、便于管理、管理工作量大小。2.電能計量裝置的分類方法：運(yùn)行中的電能計量裝置按其所計量點(diǎn)能量的多少和計量對象的重要程度分五類(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。（1）Ⅰ類電能計量裝置：月平均用電量500萬kWh及以上或變壓器容量為10000kVA及以上的高壓計費(fèi)用戶、200MW及以上發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)、省級電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)與其供電企業(yè)的供電關(guān)口計量點(diǎn)的電能計量裝置。（2）Ⅱ類電能計量裝置：月平均用電量100萬kWh及以上或變壓器容量為2000kVA及以上的高壓計費(fèi)用戶、100MW及以上發(fā)電機(jī)、供電企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)的電能計量裝置。（3）Ⅲ類電能計量裝置：月平均用電量10萬kWh及以上或變壓器容量為315kVA及以上的計費(fèi)用戶、100MW以下發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)廠(站)用電量、供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計量點(diǎn)、考核有功電量平衡的110kV及以上的送電線路電能計量裝置。（4）Ⅳ類電能計量裝置：負(fù)荷容量為315kVA以下的計費(fèi)用戶、發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析、考核用的電能計量裝置。（5）Ⅴ類電能計量裝置：單相供電的