电能表的原理及应用

电能表的工作原理

　　当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
按原理划分
　　电能表分为感应式和电子式两大类：

　　感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘的轴（蜗杆）带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动，转动的过程即是时间量累积的过程。因此感应式电能表的好处就是直观、动态连续、停电不丢数据。
　　感应式电能表对工艺要求高，材料涉及广泛，有金属、塑料、宝石、玻璃、稀土等等，对此，产品的相关材料标准都有明确的规定和要求，用低价的劣质材料代替标准规格的材料是影响电能表产品质量的主要问题之一，因此像大多数商品一样，价格过低的商品不会有好的质量保证。
　　感应式电能表的生产工艺复杂，但早已成熟和稳定，工装器具也全面配套。生产环境对温度、湿度和空气净化度的要求较高。近十余年来在杭州、宁波、温州等地发展形成的电能表的材料和零部件市场具有相当的规模，形成鲜明的中国集约化大生产的特色，这也是那里生产的电能表在市场上具有价格优势的主要因素之一。
　　电子式电能表运用模拟或数字电路得到电压和电流向量的乘积，然后通过模拟或数字电路实现电能计量功能。由于应用了数字技术，分时计费电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表纷纷登场，进一步满足了科学用电、合理用电的需求。
　　电子式电能表在江苏、浙江、深圳一带的产量较高，这与电子产品集中在这一地区是一致的，也正是由于材料和零部件市场条件优越的原因，形成价格的竞争力。
　　目前从总体来看，感应式电能表与电子式电能表相比，感应式电能表生产的数量为多。但电子式电能表的产量有明显上升的趋势。2.按测量电能的准确度等级划分，一般有1级和2级表：1级表示电能表的误差不超过±1％；2级表示电能表的误差不超过±2％3.按附加功能划分，有多费率电能表、预付费电能表、多用户电能表、多功能电能表、载波电能表等：多费率电能表或称分时电能表、复费率表，俗称峰谷表，是近年来为适应峰谷分时电价的需要而提供的一种计量手段。它可按预定的峰、谷、平时段的划分，分别计量高峰、低谷、平段的用电量，从而对不同时段的用电量采用不同的电价，发挥电价的调节作用，鼓励用电客户调整用电负荷，移峰填谷，合理使用电力资源，充分挖掘发、供、用电设备的潜力。属电子式或机电式电能表；预付费电能表俗称卡表。用IC卡预购电，将IC卡插入表中可控制按费用电，防止拖欠电费。属电子式或机电式电能表；多用户电能表一只表可供多个用户使用，对每个用户独立计费，因此可达到节省资源，并便于管理的目的，还利于远程自动集中抄表。属电子式电能表；多功能电能表集多项功能于一身。属电子式电能表；载波电能表利用电力载波技术，用于远程自动集中抄表。属电子式电能表。
电能表使用
　　使用电能表时要注意，在低电压（不超过500伏）和小电流（几十安）的情况下，电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用。对于直接接入线路的电能表，要根据负载电压和电流选择合适规格的，使电能表的额定电压和额定电流，等于或稍大于负载的电压或电流。另外，负载的用电量要在电能表额定值的10％以上，否则计量不准。甚至有时根本带不动铝盘转动。所以电能表不能选得太大。若选得太小也容易烧坏电能表。

有功电能表
　　电能可以转换成各种能量。如：通过电炉转换成热能，通过电机转换成机械能，通过电灯转换成光能等。在这些转换中所消耗的电能为有功电能。而记录这种电能的电表为有功电能表。
无功电能表
　　电工原理告诉我们，有些电器装置在作能量转换时先得建立一种转换的环境，如：电动机，变压器等要先建立一个磁场才能作能量转换，还有些电器装置是要先建立一个电场才能作能量转换。而建立磁场和电场所需的电能都是无功电能。而记录这种电能的电表为无功电能表。无功电能在电器装置本身中是不消耗能量的，但会在电器线路中产生无功电流，该电流在线路中将产生一定的损耗。无功电能表是专门记录这一损耗的，一般只有较大的电单位才安装这种电表。

电能表型号
　　第一部分：类别代号：D ：电能表
　　第二部分：组别代号：
　　第一字母 S:三相三线　T:三相四线 X:无功 B:标准 Z：最高需量 D：单相
　　第二字母F:复费率表 S:全电子式 D:多功能　Y:预付费
　　第三部分：设计序号：阿拉伯数字
　　第四部分：改进序号：用小写的汉语拼音字母表示
　　第五部分：派生号 T:湿热和干热两用 TH:湿热带用 G:高原用 H:一般用 F:化工防腐用；K:开关板式 J:带接收器的脉冲电能表
　　还标有①或②的标志，①代表电能表的准确度为1%，或称1级表；②代表电能表的准确度为2%，或称2级表。
　　还标有产品采用的标准代号、制造厂、商标和出厂编号等。
电能计量单位
　　有功电能表kW ? h
　　无功电能表kvar ? h
　　字轮计度器窗口（液晶显示窗口）：
　　整数位和小数位不同颜色，中间小数点；各字轮有倍乘系数（无小数点时）多功能表液晶显示有整数位和小数位两位

准确度等级：
　　相对误差，用置于圆圈内的数字表示
标定电流和额定最大电流：
　　标定电流（额定电流）：标明于表上作为计算负载的基数电流值：I b

　　额定最大电流：电能表能长期正常工作

额定电压：
　　单相电能表标注： 220V
　　三相表有三种标注法：
　　a.直接接入式三相三线：3×380V
　　b.直接接入式三相四线：3×380/220V
电能表常数：电能表记录的电能与转盘转数或脉冲数之间关系的比例数： r/kWh； imp/kWh
额定频率：50Hz

主要技术指标
　　1、 稳定准确，性能可靠
　　2、 准确度等级：1.0级，符合GB/T17215-1998、IEC1036-1996
　　3、 电流规格：2.5(10)A，5(20)A，5(30)A，10(40)A，20(80)A
　　4、 电表常数：6400imp/kwh，3200imp/kwh，1600imp/kwh
　　5、 额定电压：AC220V
　　6、 额定频率：50Hz
　　7、 起动电流：0.4%Ib
　　8、 字轮位数：6位（含1位小数）
　　9、 功耗≤0.6W
　　10、环境工作条件：-20℃～+55℃，相对湿度不超过85%（温度+25℃）
　　11、抗电磁干扰能力强，可在恶劣电力环境下运行
　　12、强化工艺控制，独特工艺保证，高可靠性设计