關(guān)于電能表的概念

1、關(guān)于電能表的若干概念電工技術(shù) 2008-11-17 10:52:36 閱讀204 評(píng)論0 字號(hào)：大中小 1 多功能電能表相關(guān)     1) 多功能電能表：凡是由測量單元和數(shù)據(jù)處理單元組成，除計(jì)量有功（無功）電能外，還具有分時(shí)、測量等兩種以上功能，并能顯示、儲(chǔ)存和輸出數(shù)據(jù)的電能表；2)電量凍結(jié)：規(guī)定一個(gè)特定時(shí)間把電量存起來，這個(gè)特定時(shí)間即電量凍結(jié)時(shí)間；3）失壓：指在不停電時(shí)，由于故障或竊電造成電能表電壓回路掉電或電壓幅值失真；     停電：指供電中斷；     欠壓

2、：指由于供電質(zhì)量造成電壓幅值達(dá)不到規(guī)定要求；     失流：包括兩次意思。a）當(dāng)電流小于基本（額定）電流2%時(shí)判為失流；b）當(dāng)三相電流不平衡超過某個(gè)限定值時(shí)判為失流4）簡單芯片的電子式多功能電能表、雙芯片電子式多功能電能表：一般把只有一個(gè)單片機(jī)，既負(fù)責(zé)電能計(jì)量又負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的電子式多功能電能表，簡稱為單芯片的電子式多功能電表；把使用專用芯片進(jìn)行電能計(jì)量，使用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的電子式多功能電能表稱為雙芯片電子式多功能點(diǎn)嫩表；5）四象限計(jì)量：所謂“四象限”，就是利用數(shù)學(xué)中平面坐標(biāo)的分析方法，用“有功”作橫坐標(biāo)軸，用“無功”作縱坐標(biāo)軸，組成了一個(gè)平面坐標(biāo)系，

3、由兩個(gè)坐標(biāo)軸分隔成的四個(gè)區(qū)域，稱為四象限。第一象限：輸入有功功率、輸入無功功率，用戶負(fù)荷為阻感性負(fù)荷；第二象限：輸出有功功率，輸入無功功率，用戶負(fù)荷相當(dāng)于一臺(tái)欠勵(lì)磁發(fā)電機(jī)；第三象限：輸出有功功率，輸出無功功率，用戶負(fù)荷相當(dāng)于一臺(tái)過勵(lì)磁發(fā)電機(jī)；第四象限：輸入有功功率，輸出無功功率，用戶為阻容性負(fù)荷。6）需量：需量周期內(nèi)測得的平均功率（我國一般需量周期規(guī)定為15min）；最大需量：在指定的時(shí)間區(qū)內(nèi)需量的最大值（指定的時(shí)間區(qū)通常為一個(gè)月）；滑差式需量：從任意時(shí)刻起，按給定的需量周期遞推測量需量的方法，所測得的需量（遞推時(shí)間叫滑差時(shí)間）；區(qū)間式需量：從任意時(shí)刻起，按給定的需量周期遞推測量需量的方法，所

4、測得的需量（滑差時(shí)間15min稱為區(qū)間式需量）；7）電壓合格率：是供電質(zhì)量考核指標(biāo)之一。根據(jù)規(guī)定-電壓合格率=（合格電壓運(yùn)行時(shí)間/電壓考核范圍內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間）X 100%。     2 基波電能表        1）諧波對(duì)電能計(jì)量的影響(取自網(wǎng)絡(luò))： A）對(duì)諧波的限值和對(duì)計(jì)量的要求 電力系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩類：一是含半導(dǎo)體的非線性元件，如各種整流設(shè)備、變流器、交直流換流設(shè)備、變頻器等節(jié)能和控制用的電力電子設(shè)備；二是含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源，如交流電弧爐及鐵

5、磁諧振設(shè)備等。隨著硅整流、電弧爐及可控硅換流設(shè)備的廣泛使用和各種非線性負(fù)荷的增加，當(dāng)正弦基波電壓施加于非線性設(shè)備時(shí)，設(shè)備吸收的電流與施加的電壓波形不同，電流因而發(fā)生了畸變，諧波電流注入到電網(wǎng)中，造成電壓正弦波形畸變，這些設(shè)備就成了電力系統(tǒng)的諧波源。GB/T 14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波中明確給出了公用電網(wǎng)諧波電壓的限制值，見表1。諧波電壓的限制值參見GB/T 14549。 工頻整數(shù)倍數(shù)的諧波波形，對(duì)電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確計(jì)量產(chǎn)生了較大的影響。       DL/T 614-1997多功能電能表對(duì)諧波影響的要求：分別將含有10%的3次、5

6、次諧波干擾源施加在多功能電能表電壓線路，最大需量值誤差的改變量應(yīng)不超過0.2%，程序不應(yīng)紊亂，內(nèi)存數(shù)據(jù)不應(yīng)丟失（測量單元為額定工作狀態(tài)）。 B）計(jì)量電能表受諧波影響的誤差  a）感應(yīng)式電能表受諧波的影響感應(yīng)式電能表是靠電磁感應(yīng)來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的，電能表工作時(shí)，電壓線圈的電流所產(chǎn)生的磁通分為兩部分，一部分是穿過鋁盤并由回磁板構(gòu)成回路的工作磁通，另一部分是不穿過鋁盤而由左右鐵軛構(gòu)成回路的非工作磁通。而電流線圈所產(chǎn)生的磁通，兩次穿過鋁盤，并通過電流元件鐵芯構(gòu)成回路。由于電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的交變磁通，在不同位置穿過鋁盤，并在鋁盤的不同位置感應(yīng)出電流（渦流），此渦流與磁場相互作用便產(chǎn)生推動(dòng)鋁

7、盤轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)與負(fù)載有功功率成正比。 電能表產(chǎn)生誤差的原因很多，與系統(tǒng)高次諧波相關(guān)的體現(xiàn)為兩個(gè)方面：·電磁感應(yīng)式電能表的設(shè)計(jì)只按基波考慮；·由諧波和基波疊加而成的電壓、電流波形發(fā)生畸變。    b）電子式電能表受諧波的影響    全電子式電能表產(chǎn)生誤差的因素，完全消除了感應(yīng)式電能表的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)、元件磨損、傾斜度等的影響，但對(duì)其運(yùn)行環(huán)境、元器件質(zhì)量、電能質(zhì)量、諧波頻率的影響產(chǎn)生的誤差也是多方面的。  C） 諧波工況下的電能計(jì)量a）諧波工況下的準(zhǔn)確計(jì)量要求隨著電力市場改革的推進(jìn)，電能作為一種商品已經(jīng)全面

8、走向市場化，電能表能否在各種工業(yè)狀況下準(zhǔn)確計(jì)量，逐漸受到了供用電雙方的重視。隨著大功率非線性負(fù)荷的迅速增加，使得供電系統(tǒng)中電壓、電流波形發(fā)生畸變，對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的影響，并使電能表計(jì)量的誤差急劇增大。在諧波工況下是否依然能夠準(zhǔn)確計(jì)量，成為對(duì)三相多功能電能表的必然要求。b）諧波工況下的計(jì)量準(zhǔn)確性在實(shí)際的計(jì)量中，電力用戶可以分為兩類，即產(chǎn)生諧波的諧波源用戶和不產(chǎn)生諧波的諧波受害者用戶。作為諧波源的用戶，一方面產(chǎn)生了諧波功率，對(duì)電網(wǎng)造成了污染，另一方面，計(jì)費(fèi)總電能為基波電能減去產(chǎn)生的諧波電能。作為正常使用的諧波受害者用戶，一方面設(shè)備深受諧波危害，另一方面，計(jì)費(fèi)總電能為基波電能加上吸收的諧波電能。 &

9、#160; D) 諧波測量功能的實(shí)現(xiàn) a) 總電能脈沖輸出框圖總電能脈沖輸出框圖見圖2。b) 諧波電能脈沖輸出框圖諧波電能脈沖輸出框圖見圖3。E)  多功能電能表諧波計(jì)量全電子式電能表通過不斷演變，由原來的單片機(jī)技術(shù)發(fā)展到采用大容量CPU、漢字點(diǎn)陣字庫，以A/D+DSP+CPU形式，不斷完善獨(dú)立、固化的計(jì)量專用芯片，并逐步拓展大量程、寬量限電能表，滿足不同方式的計(jì)量需要；現(xiàn)以諧波多功能表為例，介紹諧波計(jì)量的特點(diǎn)。a) 諧波計(jì)量電能表的主要特點(diǎn)·帶有諧波功率測量并能指示諧波潮流方向；·具有測量與基波方向一致/相反的諧波有功電能，基波有功電能、基波

10、無功電能、實(shí)際消耗電能、總電能的功能；·時(shí)鐘自帶溫度補(bǔ)償，在停電時(shí)同樣能進(jìn)行溫度補(bǔ)償，在-40+70范圍內(nèi)，時(shí)鐘精度優(yōu)于0.5s/d；·具有備用時(shí)段功能；·RS485能實(shí)現(xiàn)波特率自適應(yīng)功能；·能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校表。b) 諧波計(jì)量測試情況電能表在諧波工況下，當(dāng)諧波電能方向與基波電能相反時(shí)，基波電能與諧波電能的代數(shù)和與標(biāo)準(zhǔn)表的總電能一致，而消耗電能等于基波電能與諧波電能的絕對(duì)值之和。當(dāng)諧波電能方向與基波電能相同時(shí)，消耗電能與標(biāo)準(zhǔn)表的總電能一致。電能表在諧波工況下的電壓、電流有效值，基波功率和諧波功率與理論值一致。電網(wǎng)的高次諧波對(duì)電能計(jì)量的準(zhǔn)確性有影響，當(dāng)

11、諧波含量滿足國標(biāo)規(guī)定時(shí)，誤差影響微小，當(dāng)諧波含量超過國標(biāo)規(guī)定時(shí)，無論是電磁感應(yīng)式電能表還是全電子式電能表，誤差影響均較大；即諧波含量愈高影響量越大，電能計(jì)量誤差也越大。為了合理計(jì)量用戶消耗的有功電能，在選用電量平衡統(tǒng)計(jì)和貿(mào)易結(jié)算電能表時(shí)，針對(duì)含高次諧波的線路和用戶，不僅要求用戶按國標(biāo)的要求進(jìn)行諧波治理，還應(yīng)選用具有計(jì)量諧波分量電能的多功能電能表。對(duì)同一計(jì)量點(diǎn)，在諧波超過國標(biāo)規(guī)定時(shí)，采用相同準(zhǔn)確級(jí)別的全電子式電能表和電磁感應(yīng)式電能表，計(jì)量電能量是有較大差別的；對(duì)大功率變流設(shè)備、電弧爐等產(chǎn)生高次諧波的電力負(fù)載用戶，為了只記錄負(fù)荷消耗的基波有功電能，用電磁感應(yīng)式電能表比用同準(zhǔn)確級(jí)別的全電子式電能表更

12、合理。當(dāng)諧波源來自電網(wǎng)時(shí)，前者數(shù)值較大；當(dāng)諧波源是用戶時(shí)，則情況相反。在電網(wǎng)中，無論諧波流向如何，當(dāng)諧波從負(fù)載流向電網(wǎng)時(shí)，實(shí)際上是負(fù)載將電網(wǎng)中的基波經(jīng)過濾波和整流后，形成的諧波電流反送回電網(wǎng)，這是一種電能污染。全電子式電能表將負(fù)載（諧波源）消耗的基波有功電能和諧波源（負(fù)載）向電網(wǎng)返送的諧波有功電能（被污染的電能）進(jìn)行了代數(shù)相加，使得記錄的能量比負(fù)載消耗的基波有功電能量還要小，這是全電子式電能表計(jì)量原理上的不足之處。 2）基波電能表：基波電能表就是濾掉諧波電量，只計(jì)量基波電能，從而消除諧波對(duì)電能表計(jì)量的影響。與普通表相比，基波表增加了低通濾波器電路。    

13、0;   3）AD7755是美國 ANALOG DEVICES 公司生產(chǎn)的電能測量芯片，推薦的主時(shí)鐘頻率為 3.5795MHz ，工作溫度范圍為-40+85 ，兩路 16 位-型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在以下計(jì)量芯片做成的電能表能準(zhǔn)確測量電壓、電流的是(D)。  A)AD7755    B)BL0931    C)BL0932    D)CS5460.美國CIRRUS  LOGIC公司的CS5460芯片，精度可達(dá)2。    &#

14、160; 3 各種電能表       1）預(yù)付費(fèi)電能表：預(yù)付費(fèi)電能表是一種由電能計(jì)量單元和數(shù)據(jù)處理單元構(gòu)成的，使用戶必須先付費(fèi)方可用電的電能表。在預(yù)付費(fèi)表中常用的IC卡有三種，存儲(chǔ)卡 ，加密卡或CPU卡；      2）在電能表使用的IC卡中，以下三種安全性能最好的是(C)。 A)存儲(chǔ)卡    B)加密卡    C)CPU卡；      3）復(fù)費(fèi)率電能表（分

15、時(shí)計(jì)費(fèi)電能表）：復(fù)費(fèi)率電能表就是有多個(gè)計(jì)度器，分別在規(guī)定的不同費(fèi)率時(shí)段內(nèi)記錄電能的電能表。單相復(fù)費(fèi)率電子表與普通單相電子表在結(jié)構(gòu)上最大區(qū)別在于增加了微處理器電子模塊；      4）黑白表只有2個(gè)費(fèi)率。黑白表實(shí)際上是單相復(fù)費(fèi)率表的一種特例，即只有白天和黑夜兩個(gè)時(shí)段和費(fèi)率；      5）簡述六種電子式電能表的防竊電辦法：防反接電流線竊電；防表外短接電流線竊電；使用防竊電專用計(jì)量芯片；防斷TV竊電；防軟件竊電；利用遠(yuǎn)方通信實(shí)時(shí)監(jiān)測防竊電。     

16、 6）多用戶電能表：多用戶表即由一塊表對(duì)多個(gè)用戶進(jìn)行計(jì)量。