电磁测量第四章2008.pptVIP

第四章 功率和电能的测量 本章主要内容 用电动系功率表直接测量单相有功功率 单相有功功率的间接测量 三相功率的测量 电能的测量 第一节 电动系功率表直接测量功率 一、电动系功率表的工作原理 第二节 单相有功功率的间接测量 一、三电压表法 二、三电流表法　 四、差流法 五、功率－电压变换 将电流通过线圈变换成磁场B 电压通过霍尔元件变换成电流 iH 六、光纤电功率传感器 Δ形连接的负载 说明： 1）接线方式不唯一； 2）在正确接线情况下，由于 或 可能大于90o，W1或W2为负值，所以功率表可能出现反偏现象，此时应将该表的电流线圈反接再进行测量，但该表的读数取负值。 3）一只表读数没有意义，不代表三相负载的某一部分功率。 3．一表换相法 适用于Y形连接的负载,中点不能引出或Δ形连接的负载 每相不能断开的情况。 　　　 4．三相有功功率表 4．三表法 5．三相无功功率表 原理：根据两表法和两表人工中点法测量原理构成，把两个单相功率表的测量机构组合在一起，使仪表的总转矩为两元件转矩之和。 适应范围：两表法构成三相无功表适用于三相三线制对称负载。 两表人工中点法构成的三相无功功率表，适用电源电压对称的所有三相三线制电路的负载。 转动力矩分析 两者将合成一个力矩 m，假设顺时针为m 的正方向 仪表可动部分的惯性，它只能反映其平均转矩，设 可见，感应系仪表的转动力矩与负载的平均功率成正比。 3) 感应系电能表的技术特性 （1）准确度低; 铁芯存在磁滞、涡流、非线性的影响和附加力矩影响 （2）灵敏度低； 负载电流太小不能产生足够的磁场； （3）过载能力强；负载电流不通过仪表的可动部分; （4）转动力矩大； （5）一般只用于50Hz交流测量,不能用于直流； （6）潜动:是指当负载电流为零时，电能表转盘转动的现象。 4．感应系电能表的误差特性 误差: 一部分是基本误差；一部分是附加误差。 基本误差: 电能表在规定的电压、频率和温度条件下测得的相对误差。 负载特性曲线: 随着负载电流和负载功率因数而变化的曲线，影响负载特性曲线的因素有： （1）抑制力矩； （2）摩擦力矩 ； （ 3）电流线圈铁芯磁化曲线的非线性； （4）补偿力矩。 附加误差: 电能表在运行中，由于电压、频率和温度等外界条件变化所产生的误差。 （1）电压； （2）温度； （3）频率； （4）其他。 2．三相不对称负载 对于三相四线制不对称负载，可用三只单相电能表分别测量每相负载消耗电能，然后再求和，但既不直观又不经济，一般都采用三相四线电表。 预付费电度表的发展阶段进程 一、感应系电能表 第四节电能的测量 驱动元件： 电压电磁铁—电压线圈与负载相并联 匝数：25~50/伏； 线径：0.08~0.16mm 功耗:0.5~1.5W 电流电磁铁—电流线圈与负载相串联 安匝数：60~150AN 电流密度：3~3A/mm2 1.感应系电能表的结构 制动元件: 由永久磁铁（铝镍合金、铝镍钴合金）及调整装置组成。 计度器: 字轮式通过蜗轮蜗杆结构与转轴连接。 辅助部件: 支架、外壳、端钮盒、铭牌。 固定部分： 电压线圈、电流线圈和永久磁铁。 可动部分： 铝盘、转轴和积算机构。 转动元件： 转盘—纯铝板。直径：80~100nnn；厚度：0.8~1.2mm 轴承—钢珠宝石（三氧化二铝）结构 磁力结构：依靠之间的磁力使转动部分悬空。 ?u ?i -?i ii ii iu 电压线圈和电流线圈分别产生电压磁通?U和电流磁通?I，交变的?U和?I 在转盘上产生涡流 iI 和 iU 。 此电流与电压磁通、电流磁通相互作用，产生转动力矩。 1) 转动力矩 2. 单相感应系电度表的工作原理 ＋ － 感应系电能表的结构 u i Z × ˙ ˙ M2 × ˙ ˙ M1 与 和 相互作用的示意图 和 与 相互作用的示意图 与 和 相互作用时，将产生顺时针力矩 与 和 相互作用时，将产生逆时针力矩 有 式中： 是 和 相位差角； 是 有效值； 是 的有效值。 式中： 是 和 的相位差角； 是