電能表計量原理

1、電能計量基礎(chǔ)理論,石家莊科林電氣股份有限公司,1.1 瞬時功率、瞬時有功功率、瞬時無功功率,電源 u(t) 給負(fù)載 Z供電，則有電流 i(t) 流過負(fù)載，并對負(fù)載做功，在某一時刻t，電源輸送給負(fù)載的功率定義為瞬時功率。,1.1.1 瞬時功率,1.1.1 瞬時功率,瞬時功率,正弦電路,1.1.1 瞬時功率,1） 瞬時功率可正可負(fù) ， 時，表示電源向負(fù)載輸入功率。即負(fù)載吸收功率，p(t)0 時，表示負(fù)載向電源回饋能量，這是由于負(fù)載中的儲能元件（L或C）和電源之間產(chǎn)生了能量的交換。另外，瞬時功率 p(t)的計算需四象限乘法器。,1.1.1 瞬時功率,2） 上式中的第一項是恒定分量，表示負(fù)載一個 周期

2、消耗的平均功率。第二項是功率的交變分量，頻率為基波的二倍。在一個周期內(nèi)的均值為零。因此它不作功。,1.1 瞬時功率、瞬時有功功率、瞬時無功功率,1.1.2 瞬時有功功率,瞬時有功電流 瞬時無功電流 瞬時電流,把電流 作如下分解,1.1.2 瞬時有功功率,它在一個周期內(nèi)的均值為與瞬時功率在一個周期內(nèi)的均值是一致的。,1.1.3 瞬時無功功率,顯然，瞬時無功功率 的均值為零，表示這部分功率不做功，但它表示負(fù)載與電源能量交換的狀況。,1.1.3 瞬時無功功率,1）瞬時電流 、瞬時功率 是由負(fù)載的性質(zhì)及所加的電壓決定的。 2）有功電流 與電壓 同形、同步(相)，即 ， 是實常數(shù)。 3）無功電流 ，即

3、，并且 與 正交。 4）上式同乘電壓 ，就得到 。 以上諸條在任何波形的條件下都成立,1.1.3 瞬時無功功率,無功現(xiàn)象產(chǎn)生的機理 1）若負(fù)載為純阻性，則 電流 電流與 電壓同步、同形，電流 是有功電流 ， 無功電流 ，系 統(tǒng)中沒有無功交換現(xiàn)象。,1.1.3 瞬時無功功率,2）若負(fù)載中存在儲能元件，或負(fù)載是非線性的，電流 不可能與電壓 同步、同形， 這時電源除向負(fù)載提供與電壓同步、同形的有功電流 外，還必須向負(fù)載提供一個無功電流 ，使 ，即電源除向負(fù)載提供一個有功功率， 外，還必須提供一個無功功率 ，這個無功功率在電源與負(fù)載之間進(jìn)行流動和交換，但并不作功。這是負(fù)載正常工作的必要條件和必然結(jié)果，

4、這就是無功現(xiàn)象產(chǎn)生的機理，那種認(rèn)為只有負(fù)載中有儲能元件才能產(chǎn)生無功現(xiàn)象的理解是片面的。事實上負(fù)載的非線性是產(chǎn)生無功現(xiàn)象的一個重要原因。,1.2 平均功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)和復(fù)功率,1.2.2 無功功率,為提高電網(wǎng)的運行效率，通常采用無功補償?shù)姆椒?，無功補償設(shè)備的功能是向負(fù)載提供無功電流 ，這樣從電源端看負(fù)載，負(fù)載就是一個純電阻性的器件，電源只須向負(fù)載提供有功電流 就行了，從而提高了電網(wǎng)的運行效率。,1.2.3 視在功率,定義：視在功率 表示負(fù)載可吸收（消耗）的最大功率，也表示電源可供給的最大功率。 單位為伏安（VA）。 正弦條件下，有功功率、無功功率、視在功率滿足功率三角形。,1.2.4 功率因數(shù),1.3 有功電能的測量,1.3.1 單相有功電能計量,1.3.2 三相電路有功電能計量,1） 三相四線制有功電能計量,2） 三相三線制有功電能計量,2） 三相三線制有功電