电工仪表及测量 教学课件 作者 周启龙 5第五章 感应型电能表与电能测量.ppt

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1、第五章感应型电能表与电能测量第一节感应型电能表的结构和工作原理一、单相有功电能表的结构二、感应型电能表转动原理三、转动力矩与制动力矩第二节电能表的调整一、电能表的相量图二、相角补偿三、摩擦力补偿四、潜动的调整五、负荷特性六、电能表的灵敏度第三节外界因素对电能表的影响一、温度影响二、频率影响三、电压影响四、倾斜影响五、自热影响六、电压波形和电流波形畸变的影响第四节无功电能表及无功电能计量一、单相正弦型无动电能表的结构及工作原理二、三相正弦型无功电能表三、正弦型无功电能表的优缺点四、90º型无功电能表五、60º型无功电能表六、三元件60°型无功电

2、能表第五节测量用互感器一、测量用互感器的用途与结构二、仪用互感器的正确使用三、电压互感器的接线方式四、电流互感器的接线方式第六节有功电能表的正确接线一、单相有功电能表的接线二、三相四线有功电能表的接线三、三相三线有功电能表的正确接线四、电能表的联合接线第七节电能表的错误接线一、单相有功电能表的错误接线二、三相四线有功电能表的错误接线三、三相三线有功电能表的错误接线思考题第五章感应型电能表与电能测量发电厂生产的交流电能，经各级输配电设备送到用户处，供给用户使用。输变电过中的损耗，发电厂厂用电，以及用户所耗用的电能（售电量），都依靠安装电能表来计

3、量。所以电能表的应用极为广泛的，几乎有用电的地方就有电能表，所以电能表是电工测量仪表中为数最多的仪表。第一节感应型电能表的结构和工作原理一、单相有功电能表的结构单相有功电能表是感应型三磁通型的积算式电工测量仪表，它是由电磁元件、永久磁钢、转动机构及上下轴承、记数器、支架、底座、表盖、端钮盒，出线罩等部件组成。具体结构及原理接线如图5—1所示。图5--1单相感应型有功电能表的结构1-电压铁芯2-电流铁芯3-铝盘4-转轴5-上轴承6-下轴承7-蜗轮8-永久磁钢9-记数器10-端钮盒11-铭牌现将各主要元件分述如下。1.电磁元件包括电压元件和电流元

4、件两部分，它们是产生电能表转动力矩的部件，因此又称驱动元件。电磁元件由磁导体（铁芯）和线圈组成。对于铁芯材料，要求有高的导磁率，剩余磁感应小，由于铁芯要通过交变磁通，所以又要求涡流损失小。因此铁芯通常由薄的硅钢片叠制而成。常用的硅钢片含硅4％，厚度0．35～0．5mm。电压元件是用较细的绝缘铜线绕成的电压线圈，套在具有极小气隙的铁芯上而成，电压线圈并接于线路全电压下，所以又称并联线圈。它具有很大的感抗，由它所产生的电压磁通几乎滞后于所加的电压90°。一般额定电压为220V的单相电能表，电压线圈的匝数通常为65O0～12000匝，线径为0.1～

5、0.15mm，功率损耗0.5～1.2W。电压元件的功率损耗要力求减小，因为它常年接于线路消耗着电能。电流元件是在电流铁芯上套上用较粗的绝缘铜线绕成匝数不多的电流线圈而成，线圈串联于线路上，故又称串联线圈。由于线圈匝数不多，铁芯又不闭合，因此电感量很小，所产生的电流磁通基本上与流经线圈的电流同相。电流线圈绕制成两部分，反向串联，若左柱的磁通由下向上时，则右柱的磁通方向必须由上向下，这样两柱上所产生的磁通是同方向叠加的，否则两磁通异方向相减，不能产生转动力矩。电流线圈的安匝数，一般取60～150安匝，即标定电流为5A的电能表，其电流线圈的匝数为1

6、2～30匝。电能表电磁元件铁芯形状大致可以分成两种，一种是电压铁芯与电流铁芯各自分开的，称做分离式铁芯。另一种是电压铁芯与电流铁芯组装在一起，或者由整块硅钢片冲制而成的，称做封闭式铁芯。如图5--2所示。这两种铁芯各有其优缺点：分离铁芯材料消耗量较少，制造工艺较简单，但电气特性、重合性较差。封闭式铁芯有较好的负荷特性曲线，重合性好，轻负载特性较好，但材料消耗量较大，线圈绕制与装配较困难。图5--2电磁元件铁芯形状(a)分离式铁芯(b)封闭式铁芯从铁芯装置的位置而言，有辐射式和正切式两种。辐射式是电磁元件顺园盘的半径方向放置，正切式是电磁元件垂

7、直于园盘半径方向平面放置，现在大多数电能表属于正切式放置。2.转动机构及上下轴承转动机构由铝质转盘及竖轴组成，转盘材料要求导电性能良好，重量轻，耐腐蚀，铝最符合要求。作为转盘材料的铝的纯度为99％以上，注意表面须平整，不可有铁粉杂质混入，转盘应有适当硬度，如果转盘太软，稍一碰击，即变形不平。转盘直径通常为80～100毫米，厚度0.5～1.2毫米，重量20克左右，转盘上印有计算转盘转数的标记。有些电能表的转盘上打有对称的二个小孔，位置在电磁铁之下，直径约1毫米左右，用来防止电能表无负载时的潜动现象。有些转盘在电磁铁位置的内侧打有3～4个大孔，主

8、要用来减轻转盘的重量。有些转盘的边缘印有100分格，便于作同步校验估算误差之用，有些转盘的边缘印有100至400的分格，或铣成等分缺图5--3电能表轴承的型式图5-