电能表知识大全

电能表俗称电度表，量度用电器消耗的电能的仪表。

按原理划分：电能表分为感应式和电子式两大类；

电源相数分类：有单相电表、三相电度表。

机械式电能表是利用电压和电流线圈在铝盘上产生的涡流与交变磁通相互作用产生电磁力，使铝盘转动，同时引入制动力矩，使铝盘转速与负载功率成正比，通过轴向齿轮传动，由计度器积算出转盘转数而测定出电能。故电度表主要结构是由电压线圈、电流线圈、转盘、转轴、制动磁铁、齿轮、计度器等组成。

电子式电能表是由电流互感器、集成计量芯片、微处理器、温补实时时钟、数据接口设备和人机接口设备组成。集成计量芯片将来自电压分压，电流互感器的模拟信号转换为数字信号，并对其进行数字积分运算，从而精确地获得有功电量和无功电量，微处理器依据相应费率和需量等要求对数据进行处理。其结果保存在数据存储器中，并随时向外部接口提供信息和进行数据交换。

国网电能表需求命名规则：

第一位：D-电能表；

第二位：D－单相，T－三相四线，S－三相三线；

第三位：S—电子式；

第四位：D多功能表，F多费率（分时），Y预付费。

举例：电表型号是DTSD341型—三相四线电子式多功能电能表。

从规格上可分为 ：三相三线制、三相四线制、单相制。

从接线方式上可分为：经互感器接入式和直接接入式。

从测量精度上分可为：0.2S级，0.5S级，0.5级，1.0级，2.0级。动力计量部的《外供能源管理规定》要求外供用户的电度表精度不低于1.0级。

⑴型号为DTSD341是指三相四线电子式多功能电能表。

⑵GB/T17215.322-2008，GB为国家标准代号17215.322为序号，2008为标准发布日期。

⑶湘制表示湖南省技术监督局颁发制造企业的计量器具制造许可证号。

⑷用圆圈圈起来的0.2S和2表示电能表有功准确度为0.2S，无功等级为2级，下边的条码表示为每块表编号。

⑸常数表示仪表记录的无功电能与相应的测试输出之间关系的值。如果此值是脉冲数，则常数是每千瓦时1小时脉冲（imp/kwh）即每小时闪烁次。

⑹3*57.7V/100V表示电能表的参比电压，对电能表性能和准确度的测量就是在这个电压下进行的，它也是电能表运行的理想电压。(三相三线就是100V)

⑺50Hz电能表的参比频率，是电能表运行时的额定频率。

⑻MC 这是个计量认可标记，可以作为计量表使用。

⑼3*0.3（1.2）A 表示电能表的基本（额定）电流和最大电流。

⑽千瓦·时(kWh)kWh是一个国际标准的计量单位，用“千瓦·时”来表达，是有功计量单位。

电能表的读数原则：

把电能表接在电路中，电能表的记数器前后两次读数之差，就是在这段时间内的用电度数。

2月份用电W= W2 -W1= 106.6 kw•h。

专业知识：

单相正弦交流电：

电流表达式I=Imsin(ωt+ψ)

T：正弦量变化一次所需的时间（秒）称为周期。u

ƒ：每秒内变化的次数称为频率。它们的关系是ƒ=1/T。

正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可以用角频率ω来表示。因为一周期内经历2π弧度所以角频率为ω= 2π/T= 2πƒ。

三相正弦交流电：

预付费电能表工作原理：

MCU工作原理：

计量单元工作原理：

电表常用电路：

这是一个将220V交流电压，变为5V纯直流电压的电路。从图中可以看到，220V交流电压通过压敏电阻VR1和聚脂电容C1稳压和滤波输入变压器TR1的初级线圈，同时压敏电阻VR1也有保险的作用。变压器将电压通过降压后再用整流二极管D1对其进行整流。所以经过二极管D1的是整流电压，然后将一个大大电容和一个小电容并联起来，这完全利用了电容的特性（由于大电容在高频时会处于开路状态而小电容的容抗远大于大电容所以处于工作状态）滤除各种高频干扰信号，从而得到了纯直流电压输入三端稳压器U1的集电极经过稳压后得到一个纯直流电压+5V，那么图中的其他两个二极管D2，D3主要是保护作用，D2是当电容处于开路状态时使其形成回路。D3当输入端短路时，给C12一个放电的通路，防止C12两端电压激穿调整管的发射结。

互感现象：

这一原理在电能表中常用到的我们先做个实验。

实验：有线圈L1和L2，其中在线圈L1回路中接入电池E和开关S在线圈L2中接入一个检流表。当开关S闭合时检流表指针有变化，说明线圈L2中有电流。

分析：线圈L1有了电流产生了变化的磁通，这一变化的磁通穿过了线圈L2。由于线圈L2中存在变化的磁通，所以线圈L2两端要产生感应电动势，便有电流。这就叫互感现象。

总结：

1.线圈L1和线圈L2之间存在磁耦合又称互感现象。

2.为了定量表征互感偶合情况，出现了互感系数M，其是互感线圈的固有参数，它的大小与两个线圈的匝数，相互间的位置，几何尺寸等因素有关。

变压器的工作原理：

1.前面我们说到的互感现象，在这里也基本相似的。当初级线圈输入交流电压后，它的线圈产生了交变磁场，而这一交变磁场磁力线是经过次级线圈形成回路的，当次级线圈回路闭合时它的线圈会切割初级产生的磁力线，这样就产生了感生电动势，在次级线圈两端就有了交流电压。

2.从图中的电路符号可以看出变压器的线圈结构情况，它也是利用线圈互感特性构成的。

3.所示电路符号中共有三组线圈，即1~2为一次线圈（初级）3~4和5~6各组成两个二次线圈（次级）。

隔离特性：

我们在图中可以看到输入变压器初级的是220V交流电压也就是市电，它的零线是接地（地球）的也就是说零线与大地之间有220V交流电压，这样我们只要接触到一根火线人体就会有220V电压流过，会有生命危险。现在我们做一个初级和次级匝数比为1：1的变压器当初级输入220V电压时次级输出 电压也为220V，但是不同的是，次级不像初级是火线以大地为参考端，而是次级两端（3~4）的电压，初级线圈跟次级线圈之间高度绝缘。次级每一端跟地的电压为0V。

注：当人身同时接触到次级两端便有220V加到人身上。有生命危险。

电压与电流之间的关系：

下面我们分析变压器初级和次级线圈电压和电流的关系。（为了方便我们设变压器本身没有能量损耗）

设初级线圈输出的功率为P1，次级线圈输出的功率为P2所以我们得出下式：P1= P2，由P1=V1.I1；P2=V2.I2。V1.I1= V2.I2（P1=P2）；V1/V2=I2/I1。

从上式可以看出：降压变压器（V1＞V2）输出的电压低但是输出的电流大。

升压变压器（V1＜V2）输出的电压高但是输出的电流小，各线圈电压和电流之间的关系仍然可以用上面的公式计算出来。

同名端的特性：

1.关于变压器的同名端从图中可以看到1和3端各标了一个黑点，这就是同名端的标记，也就是1和3两断是同名端。同名端就是表示他们的电压相位是相同的关系，也就是说他们的电压同时增大或同时减小。而次级线圈下端（4点端）电压相位与上端正好相反。

2.同名端跟初级和次级绕线的方向是有关系的，当初级和次级线圈以同一个方向绕在铁芯时，两个线圈的头是同名端，线圈的尾也是同名端。而同一个线圈的头和尾上的电压相位是相反的关系。

电能表的自动抄表：

从各个电能表读出的数据先集中起来，然后再传送到电能表管理中心，然后统一管理，我们常用的传送方式有：

1.利用电力线实施载波通讯传诵数据。

2.利用电话网络进行数据传送。

3.利用无线方式传送数据。

4.利用光纤方式传送数据。

在下面的图中可以看到它是一个完整的自动抄表系统。数据采集器将其相连电表的数据读出，而台区集中器又与其同一变压器供电范围内的所有数据采集器通讯收集并储存台内所有电表的数据，其通讯方式可以是RS485方式或电力线载波方式。然后可以通过调制解读器（MODEM），用无线方式，也可以用车载电台，依次唤醒各台区的集中器传送数据。当然也可以直接用掌上机对采集器、集中器通讯收集数据传送到电能管理中心。下面我们会详细的说明其中传送方式的原理。

红外传送：

这种技术使用很广泛，在电表传送数据的发射端，先将数据编码，然后将其调制到40KHZ的载波上，然后由红外发射管将电信号以光的形式发送出去。在接收端先用光敏管把光信号接收下来，还原为电信号，然后用解调器解出数据编码，最后由译码器译出信息内容。

调幅信号和调频信号：

调制就是一个频率较底的信号（如音频信号）去控制（改变）另一个频率高的多的信号的幅度，频率或相位，这种一个信号的变化规律去改变另一个信号的变化规律的过程叫做调制。调频高的多的那个信号称之为载波。

方式：1.调幅；2.调频；3.调相。

目的：为了传送那个频率底的信号（便于无线电信号的发射）另一个目的是为了将两个信号变为两个频率较高的复合信号。

电能表就是用运了这一原理来操作电表和抄表如：载波表，射频表等。

调制信号：这是一个音频信号也就是所要传送的信号。因为它频率底，幅度小所以不便于远距离发射。

载波：这是一个载波信号，由于它是一个高频率等幅正弦波信号，所以传送的距离很远。载波频率远远高于音频信号的频率。

普通调幅：将这两个信号通过调频器进行调制（调幅），得到在空中传播的高频调幅信号，也叫高频信号，又叫射频信号。

经过调幅的信号其载波的频率没有改变，但是它的幅度改变了，高频信号的幅度变化规律就是所要传送的音频信号。

调频信号：将两个（音频信号和载波信号）特性相同的信号进行调制，可以看出载波信号的频率发生了变化，其频率改变的规律与音频信号的幅度变化规律有关，即调频信号频率的变化规律就是所要传送的的音频信号变化规律。优点：抗干扰性强。

平衡调幅：比较普通调幅可以得出两点不同：

1）普通调幅波形的上包络P和下包络-P是不相交的，上下包络之间是载波。

2）平衡调幅波形的上包络P和下包络-P是相交的，上下包络之间也是载波。但在交点出相位相反，使得载波在一个周期内的平均值为零。这样在接收时不能直接取出载波信号。

电度表计量的主要方式（三相四线、间接式、直接式、单项）及选择办法：

1、在选用电能表的过程中如果没有严格按规程要求进行选择，不计算，不分析，使装出的电能表要么选择过大，要么选择过小，过大导致烧坏电能表的现象发生，过小影响计量的准确度。

2、低压供电，负荷电流为50A及以下时，宜采用直接接入式电能表，负荷电流为50A以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式。同时应选用过载4倍及以上的电能表。

3、电能表铭牌电流5（10）A、10（20）A、5（40）A什么意思？有什么区别？

括号前的电流值叫标定电流，是作为计算负载基数电流值的，括号内的电流叫额定最大电流，是能使电能表长期正常工作，而误差与温升完全满足规定要求的最大电流值。

4、采用电能表与互感器配合计量（电流互感器、电压互感器）。

电表接互感器的好处：（1）可扩大电表的测量范围。(2)用互感器将高压、大电流与电表隔开，保证了电表及其二次回路和工作人员的安全。

电能表的简单计算及检查重点：

电能表的倍率（高、低压）简单计算、检查中的简单计算：

1、在对称三相交流电路中，不论负载的连接是哪种形式，对称三相负载的平均功率都是：P=√3UIcosφ 式中：U、I-分别为线电压、线电流。cosφ-功率因数，若为三相阻性负载，cosφ=1，如三相电炉则P总=√3U线I线或3U相I相 。

2、如果三相电路的负载不对称，电流不一致。则上述公式不能使用，这时必须用三个单相电路功率相加的方法计算三相总功。一般我们粗测试按照电流一直致考虑。

3、电能表倍率计算方法：

⑴不经互感器的电能表可以直接从电能表读得实际电度数。

⑵经互感器接入时电能表计量。

A、电能表与电流互感器配合使用时，本月实际用电量：

本月实际用量（kWh）=(本月读数-上月读数)×电流变比（互感器变比）。

B、电能表与电压、电流互感器配合使用时，一般在10KV或6KV高压供电时使用。本月实际用电量：

本月实际用量（kWh）=(本月电表读数-上月电表读数)×电流变比（互感器变比）×电压变比（互感器变比）。

高压电压互感器变比为：10KV为：10000v/100v，变比为：100倍。6KV为：6000v/100v，变比为：60倍。

电能表的结构与接线：

三相三线电能表：

对低压供电线路，其负荷电流为80A以下，宜采用直接接入式电能表。（直入式电度表额定电流为80A。）

若负荷电流为80A以上时，宜采用经电流互感器接入式电能表。

三相四线电能表由三只单相电能表的测量机构组合而成。目前常见的DT862型三相四线有功电能表的外形与三相三线有功电能表的外形完全一样。

当负载电流为80A以上时，也应配以电流互感器使用。

直接式三相四线电能表的接线：

间接式三相四线电能表的接线：

电子式电能表电气原理图：

使用时注意事项以及简单的故障处理：

注意事项：

安装时应将接线端子拧紧，并且将表计挂在竖固耐火、不易振动的屏上。

当外接负载超过辅助端子的输出能力时。应接中间继电器，以防止损坏电表。

对于通过接线盒连接仪表的安装和拆除，应通过接线盒确保在电网隔离情况下进行，且由取得相关安全资质的人员操作；对于未经接线盒连接仪表的安装和拆除，应由取得相关安全资质的人员操作，同时防止触电和相间短路。

仪表在实验室去除端盖或者上盖后，如果上电，其端子或导体带有危险电压，因此，不予许用户进行去除上盖的带电操作；如用户需去除端盖后上电操作，需提供保护的屏障和措施，且由技术熟练、具有安全资质的人员操作。

仪表安装过程中使用满足相关电气规格要求的电缆类型、截面积、尺寸以及接头要求，同时使用相同的力矩拧紧螺丝。

更换仪表电池时，需要使用仪表原装电池相同的规格电池，同时电池的极性应安装正确。

仪表的以下电路为带危险电压电路，现场运行中需根据相关安全规范进行防护：

①直接连接仪表的电压回路；

②零线回路；

③直接连接仪表的电流回路；

④中继 /控制开关以及报警输出的电压回路；

⑤连接到电源电路的辅助电源回路。

接线后应将端盖铅封，建议将面盖铅封。

RS485接入时，建议用三心的屏蔽线，其三心将终端与表计 A、B通信地相连，屏蔽层单端可靠接入保护地中。

简单的故障处理：

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