正文 第十六章 電能的測量(1 / 2)

【內容提要和要求】

(一)內容提要

1.電能表具有積算機構,可反映電能隨時間累計的總和。

2.感應式電能表的驅動部分由電壓電磁鐵和電流電磁鐵組成,製動部分由永久磁鐵構成,轉動部分由鋁盤和轉軸構成。

3.三磁通型電能表接上有功負載後會產生移進磁場,移進磁場在鋁盤上產生感應電流,從而產生驅動轉矩。驅動轉矩的大小與負載的有功功率成正比。

4.鋁盤的轉速與負載的有功功率成正比,鋁盤在一定時間內的轉數與負載所用的電能成正比,由積算機構反映所用的電能值。

5.單相電能表的接線原則上與電動式功率表的接線相同,端子1、3接電源的相,零線,端子2、4接負載。

6.兩元件三相有功電能表用於測量三相三線電路的電能,其接線與測量三相功率的兩表法相同。

7.三元件三相有功電能表用於測量三相四線電路的電能,其接線與測量三相功率的三表法相同。

(二)教學要求

1.能說明感應式單相電能表的基本結構。

2.能闡明三磁通型電能表中移進磁場的形成和鋁盤轉動原理。

3.能說明鋁盤所受轉矩與負載功率的關係。

4.能說明鋁盤轉數與被測電能的關係。

5.能正確連接單相電能表,並能識另q錯誤接線。

6.能正確選擇電能表。

7.能正確連接兩元件三相有功電能表和三元件三相有功電能表。

16.1概述

電能表用來測量一段時間內發電機發出的電能或負載消耗的電能。與其它電工儀表不同的是,它的指示器不是停留在某一位置,而是不斷反映電能隨時間累計的總和,因而它具有積算機構,為積算儀表。電能表是應用最廣泛的一種電工儀表,我國年產感應式電能表已達500萬隻。

電能表可分為直流和交流兩大類,按工作原理又可分為感應式、電動式和電子式,按用途可分為單相電能表、三相三線有功電能表、三相四線有功電能表、三相無功電能表及各種特殊用途電能表,按準確度等級又可分為普通級電能表和精密級電能表。

一、結構

1.驅動部分

(I)電壓元件。由鋁盤上麵的Ⅲ形鐵心和繞在其中柱上的電壓線圈組成。電壓線圈的導線很細、匝數很多,與負載並聯,故又稱並聯電磁鐵或電壓電磁鐵。其鐵心下部裝有由銅板衝製成的回磁板,尾部彎入鋁盤下部,與鐵心中柱上下相對應,以構成穿過鋁盤的磁通回路。

(2)電流元件。由鋁盤下麵的U形鐵心和繞在其上的電流線圈組成。電流線圈的導線較粗、匝數較少,與負載串聯,故又稱串聯電磁鐵或電流電磁鐵。

2.轉動部分

由鋁質轉動圓盤和轉軸構成,鋁盤位於電壓鐵心和電流鐵心之間的氣隙中,穿過鋁盤的交變磁通在鋁盤中感應產生渦流,使鋁盤轉動。

3.製動部分

由永久磁鐵構成。與負載的功率成正比。

4.積算機構

當鋁盤轉動時產生製動力矩,使鋁盤的轉速由轉軸上的渦杆,渦輪及一套齒輪和字輪構成。它將鋁盤的轉數轉變成被測電能的度數。

二、工作原理

1.電壓磁通和電流磁通

如圖16.3所示,電壓線圈承受負載電壓口,線圈中的電流,。產生的交變磁通分為兩部分:一部分經固磁板穿過鋁盤而閉合,記為函。,稱為電壓工作磁通;另一部分不穿過鋁盤而經兩邊磁軛閉合,記為函7u,稱為電壓非工作磁通。

電流線圈通過負載電流,它產生的交變磁通兩次穿過鋁盤,在任一瞬間,一次向上穿過,另一次向下穿過,將左邊穿過的磁通記為西,右邊的記為擊均稱為電流磁通。

這樣,穿過鋁盤的交變磁通共有三個。若選取這三個交變磁通的參考方向均由下向上,並以符號“·”表示,因左右兩個電流磁通的實際方向總是相反的,所以函,=一函7。

2.移進磁場和轉動力矩

設負載為純電阻,則負載電流,與電壓D同相位。由於電壓線圈的感抗遠大於電阻(鐵心不飽和,鐵損很小),電能表的比例常數c=百N表示電能表每計量1千瓦小時電能時,鋁盤所轉過的轉數。它是電能表的一個重要參數,通常標明在銘牌。

16.3單相電能表的接線和選擇

一、接線

電能表的接線方式原則上與電動式功率表相同,但其“發電機端”已在內部接好,因而隻需根據接線盒蓋板背麵接線圖接線即可。