电表节电器工作原理解析
简介
电表节电器原理;单相纯计量表一般只含有一个基本的计量单元，一个电子计度器，一个发光二极管和脉冲输出口等,输入电路的电阻采用电阻或水泥电阻(加扣六五一九七四三八)功率2~5W，阻值100~820Ω;降压电容2(或5)采用高压金属化聚丙烯电容，一般0.22~0.47μF，耐压应≥AC 250V，当计量脉冲驱动计度器时，计度器的步进电机瞬间会吸收较大的电流，由电度表的作用原理知，电子表利用窃电器内的电路激发出的反向感应电，影响电表芯片，从而影响脉冲结果，就能使电表倒转。
工作原理
当把电能表接入被测电路时，电流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。
节电原理
瞬流及其危害
瞬流的主要特点是超高压、瞬时、高频。试验表明，瞬时电压一般高出正常电压5~10 倍，最高时可达到数万倍。由于瞬流的产生时间非常短,它甚至可以在亿分之一秒的时间内完成全过程，所以对它进行抑制非常困难。另外，瞬流的活动相当频繁,即产生的频率特别高。瞬流的产生会影响设备的安全运行，瞬流造成的危害主要有以下几方面:
(1) 降低系统效率。
试验证明,瞬流使用电系统的效率下降30 %以上。瞬流对开关，接触元件、绕线半导体器件等产生很大的冲击,使电机、灯光等用电设备效率下降。而且，由于长期的瞬流冲击，使接触器件产生氧化层,在电机上的接触器若产生氧化层阻抗1Ω ,则电机效率损失13 %。如在一条120V、15A 的电路中瞬流发生频次为4 万个/小时, 持续时间为100 微秒，则线路损耗增加8105 %。
(2) 电机温度升高。
电机的温升主要是由于瞬流使电感性负载电流损失增加和铜损提高而造成的。试验证明,800 次/ 秒的振荡型瞬流使铁芯材料的能耗由0.104W/ h 提高到3W/ h , 能耗增加67 %。由于瞬 流高压的冲击,多余的电能转变为热能,使电机运行温度升高,电机温度升高1 ℃,约增耗4 %的电能。
(3) 使电表转速加快。
驱动电表的力矩,取决于电路中的电压与电流的大小,由于瞬流为突发式过压,会导致力矩突然变化,从而导致电表转速加快。通过试验表明,瞬流使表针跳跃式的转快,产生过度计量,最高幅度可达30 %。
瞬流产生的原因
瞬流的产生有外部的原因和内部的原因。外部原因有输变电站大型开关的开合,邻近大型负载的起、停,这部分瞬流占系统瞬流总量的20 %~30 %。内部原因是所有负载的起、停和运行中都会产生大量瞬流,并回馈到系统中来,这部分瞬流约占70 %~80 %。由于接触不良或松动的电气联接产生的高频电压尖锋脉冲也会影响整个系统,产生瞬流。
节电器节电原理
系统节电器可以清除瞬流对电力系统的污染。系统节电器的节电是通过对瞬流的缓冲、降温、洁净三方面综合作用来达到的。(1)缓冲节电。系统节电器将外来的瞬流进行截断,或是将内部的回路切断,从而切断瞬流对电表的跳跃式冲击,达到节电。(2)降温节电。由于瞬流的影响,铁芯材料因过度的磁滞使电流增加,导致电机温度上升,用电效率下降。系统节电器火线与零线间的箝位电压为275V ,所有高于275V 的电压均被抑制,控制了过压,使电压对负载和系统的影响减少到最小程度,保持电机温度不再升高。(3) 清洁节电。系统节电器安装后,使接触器及电路中的氧化层不再产生,甚至可使接触器表面已形成的氧化层逐步脱落,从而提高了系统的用电效率。
阻截瞬流的原理
要达到阻断瞬流,就要求系统节电器做到:(1) 反映速度要比瞬流快,主要采用高科技半导体元件,使它的反映速度,比电脑的速度要快几倍;(2) 箝位电压要足够低,保证电压峰值不高的瞬流也能被阻截。
结语
随着变频器、不间断电源(UPS) 等电子及整流设备的广泛应用,工业用电的污染日益严重,，通过系统节电器进行节电将是一种新的选择。
机械电度表原理
传统电度表指感应式的机械电度表(简称感应表或机械表)，它利用的是电磁感应原理，主要由电压线圈、电流线圈、铝盘、永久磁铁、计度器等器件构成。其工作原理为:根据电磁感应原理，电表通电时，在电流线圈和电压线圈产生电磁场，在铝盘上形成转动力矩，通过传动齿轮带动计度器计数，电流电压越大，转矩越大，计数越快，用电越多。铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比。电表常数，指计量每单位电能值(度或千瓦·小时)时对应铝盘转过的圈数，单位是转/千瓦·小时。。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。由电度表的作用原理知，改变输入电度表的电流、电压、相位以及改变电度表的转速，等均可以达到窃电的目的。
电能表定义:
电能表是用来测量电能的仪表，俗称电度表、火表。分类:按用途:工业与民用表、电子标准表、最大需量表、复费率表按结构和工作原理:感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)按接入电源性质:交流表、直流表按准确级:常用普通表:0.2S、0.5S、0.2、0.5、1.0、2.0等标准表:0.01、0.05、0.2、0.5等按安装接线方式:直接接入式、间接接入式按用电设备:单相、三相三线、三相四线电能表牌名称及型号: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。
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