機電式交流電能表指適用于參比頻率為50Hz或60Hz機電式(感應式)交流電能表。日常的家用電能表大部分為機電式交流電能表，下面本文根據機電式交流電能表檢定規程介紹機電式交流電能表工作原理及相關(guān)檢定方法。

一機電式交流電能表簡(jiǎn)介

　　圖1是單相機電式電能表測量機構簡(jiǎn)圖，其主要組成部件已在圖注中說(shuō)明。由硅鋼片疊成的電壓、電流鐵心，分別繞有電壓線(xiàn)圈和電流線(xiàn)圈。單相電路的相電壓U加在電壓線(xiàn)圈，就有電流IU流經(jīng)該線(xiàn)圈，產(chǎn)生穿過(guò)鋁質(zhì)轉盤(pán)的交變電流工作磁通ΦI。有相位差的電壓、電流工作磁通，從不同位置穿過(guò)轉盤(pán)并在轉盤(pán)中感生渦流，各磁通與渦流相互作用，形成驅動(dòng)轉盤(pán)轉動(dòng)的驅動(dòng)力矩(平均值：如下式)。

圖1：?jiǎn)蜗嚯娔鼙淼臏y量機構簡(jiǎn)圖

　　1-制動(dòng)磁鐵；2-電壓線(xiàn)圈；3-電流鐵心；4-電流線(xiàn)圈；5-轉盤(pán)；6-轉軸；7-電壓鐵心；8-下軸承；9-上軸承；10-渦輪；11-蝸桿；12-回磁極。

　　式中的電壓(電流)工作磁通，跟隨電壓(電流)成正比地變化;繞有線(xiàn)圈的電壓電流鐵心組成的驅動(dòng)元件，其結構參數滿(mǎn)足電壓電流工作磁通間的相位差Ψ=90°-φ。因此，驅動(dòng)力矩與單相電路的有功功率P成正比，即M=k2UIcosφ=k2P。

　　制動(dòng)磁鐵產(chǎn)生的制動(dòng)磁通，與其在轉動(dòng)著(zhù)的轉盤(pán)內感生的渦流相作用，形成制動(dòng)力矩，阻止轉盤(pán)加速轉動(dòng)。這樣，轉盤(pán)因受驅動(dòng)力拒和制動(dòng)力矩的作用，其轉動(dòng)速度跟隨負載消耗的有功功率P成正比地變化。

　　隨轉盤(pán)轉動(dòng)的轉軸帶動(dòng)齒輪機構，相繼推動(dòng)計度器(圖中沒(méi)畫(huà)出)各位字輪(或推針)轉動(dòng)。因此，在負載用電期間內計度器累計的轉數，表示測得的電能。三相電能表由兩組或三組測量機構組成，各測量機構的構成原理與單相電能表相似，通過(guò)一定的測量電路才能測量三相電路功率。

二機電式交流電能表檢定方法

01用標準電能表法檢定電能表

　　采用標準電能表法檢定電能表是指在標準電能表和受檢電能表都處于連續工作情況下，用光電轉換方法，將受檢電能表轉數轉換成電脈沖數，控制標準電能表計數來(lái)確定受檢電能表的相對誤差。

　　相對誤差：

　　該誤差按照下式1計算：

……1

　　式中：

　　m——實(shí)測脈沖數，即受檢電能表轉N轉期間，標準電能表顯示的脈沖數;

　　m0——算定脈沖數，按下式2計算：

……2

　　式中：

　　Cb——標準電能表脈沖常數【imp/KW.h(kvar.h)】。用三相標準電能表對三相電能表進(jìn)行三相檢定和分組檢定，或用規格相同的多只單相標準電能表檢定三相電能表，所用的常數Cb相同；

　　KI、KU——擴大標準電能表測量范圍的電流電壓互感器使用的額定變比，沒(méi)用互感器時(shí)KI和/或KU=1；

　　N——選定的受檢電能表轉數；

　　C——受檢電能表常數，r/KW.h(kvar.h)；

　　Kj——接線(xiàn)系數，接線(xiàn)圖中，未給出接線(xiàn)系數時(shí)Kj=1。

　　經(jīng)互感器接入式的電能表，其常數值小于5，銘牌上標有電流互感器變KL和/或電壓互感器變比Ky。檢定這類(lèi)電能表，算定脈沖數m0按下式3計算：

……3

　　寬電壓電流量程的標準電能表所用的誤差計算器，如果已將標準電能表常數Cb和互感器額定變比KI和KU列入計算，則在式2和式3中只輸入其他參數。受檢電能表和標準電能表常數與式2不同時(shí)，按照表1換算。

表2：電能表常數換算表

　　確定算定脈沖數的原則：

　　在每一負載功率下，適當選定受檢電能表轉數和電流互感器量程，使算定脈沖數不少于表3規定，同時(shí)每次測試時(shí)限不少于5s。cosφ(sinφ)=0.25時(shí)，算定脈沖數可減少一半。

表3：算定脈沖數下限值

　　若標準電能表所發(fā)脈沖序列不夠均勻或其相應速度較慢，應適當增加算定脈沖數。

　　若采用手動(dòng)方法代替光電脈沖控制標準電能表計數，在Ib(In)~Imax和cosφ(sinφ)=0.5~1的情況下，受檢電能表不少于10轉，同時(shí)算定脈沖數比表3增加1倍。

　　重復測定次數：

　　每一負載功率下，至少記錄兩次誤差測定數據，取其平均值。因光電采樣器等原因不能正確地采集受檢電能表轉數，舍去測得的數據。求得的相對誤差等于0.8~1.2倍受檢電能表的基本誤差限，在進(jìn)行兩次測定，取各次測定數據的平均值計算相對誤差。

02用瓦.秒法檢定電能表

　　用標準表測定調定的恒定功率，或用標準功率源確定功率，同時(shí)用標準計時(shí)器測量受檢電能表在恒定功率下轉若干轉所需時(shí)間。這時(shí)間與恒定功率的乘積所得實(shí)際電能，與受檢電能表測定的電能相比較來(lái)確定受檢電能表的相對誤差。

　　相對誤差：

　　用定圈測時(shí)的瓦.秒法檢定安裝式電能表，相對誤差按式4計算：

……4

　　式中：

　　t——實(shí)測時(shí)間(s)，即受檢電能表在恒定功率下轉N轉，標準計時(shí)器測定的時(shí)間;

　　T——算定時(shí)間(s)，按式(5)計算：

……5

　　式中：

　　P——標準功率表或標準功率源指示的功率，W;

　　N——選定的受檢電能表轉數。其他符號與式(2)和式(3)相同。

　　確定算定時(shí)間的原則：

　　用自動(dòng)方法(如光電脈沖法)控制標準計時(shí)器，受檢電能表連續轉動(dòng)，算定時(shí)間不少于10s。

　　若標準功率表或標準功率源所發(fā)出功率脈沖序列不夠均勻或其相應速度較慢，還需適當增加時(shí)間。

　　如手動(dòng)方法控制標準計時(shí)器，在任何負載功率下，算定時(shí)間不少于50s。

　　重復測定次數：

　　每一負載功率下，至少記錄兩次誤差測定數據，取其平均值。因光電采樣器等原因不能正確地采集受檢電能表轉數，舍去測得的數據。求得的相對誤差等于0.8~1.2倍受檢電能表的基本誤差限，在進(jìn)行兩次測定，取各次測定數據的平均值計算相對誤差。

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