3.3　電能表

電能表又稱電度表，是一種用來計(jì)算用電量（電能）的測量儀表。電能表可分為單相電能表和三相電能表，分別用在單相和三相交流電源電路中。根據(jù)工作方式的不同，電能表又可分為電子式和機(jī)械式兩種：電子式電能表利用電子電路來驅(qū)動計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)對電能進(jìn)行計(jì)數(shù)；機(jī)械式（又稱感應(yīng)式）電能表利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的力矩來驅(qū)動計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)對電能進(jìn)行計(jì)數(shù)。常見的電能表外形如圖3-17所示。

3.3.1　電能表的接線

1. 單相電能表的接線

在使用電能表時(shí)，只有與線路正確連接才能令電能表正常工作。如果連接錯(cuò)誤，輕則會出現(xiàn)電量計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，重則會燒壞電能表。在接線時(shí)，除了要注意一般的規(guī)律，還要認(rèn)真查看電能表的接線說明圖。單相電能表的接線如圖3-18所示。

2. 三相電能表的直接接線

三相電能表用于三相交流電源電路中，如果負(fù)載功率不是很大，則三相電能表可直接接在三相交流電源電路中。三相電能表的直接接線（三相四線式）如圖3-19所示。

3. 三相電能表的互感式接線

電流互感器是一種能增大或減小交流電流的器件，其外形與工作原理如圖3-20所示。

1 一次繞組電流I1流過一次繞組N1。

2 N1產(chǎn)生磁場，磁場通過鐵芯穿過二次繞組N2，N2兩端有電壓產(chǎn)生。

3 與N2連接的電流表有二次繞組電流I2流過。

電流互感器的一次繞組電流I1與二次繞組電流I2存在如下關(guān)系：

從上式可知，繞組流過的電流大小與匝數(shù)成反比，即匝數(shù)多的繞組流過的電流小，匝數(shù)少的繞組流過的電流大，N2/N1稱為變流比。

當(dāng)電能表需要用在大電流電路中時(shí)，可在電源線與電能表之間添加電流互感器。三相電能表的互感式接線（三相四線式）如圖3-21所示。

注意：在利用連接電流互感器的電能表測量電路電量時(shí)，測得的值并不是電路的實(shí)際用電量（實(shí)際用電量等于測得的值與電流互感器的變流比的乘積）。例如，電流互感器的變流比為400/5，電能表測得的值為10kW·h，那么實(shí)際用電量為800kW·h（10kW·h×400/5=800kW·h）。

3.3.2　電能表的比較

與機(jī)械式電能表相比，電子式電能表具有精度高、可靠性高、功耗低、過載能力強(qiáng)、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)顯示方式的不同，電子式電能表可分為滾輪顯示電能表和液晶顯示電能表，如圖3-22和圖3-23所示。

? 滾輪顯示電能表的面板上沒有鋁盤，不能帶動滾輪計(jì)數(shù)器（內(nèi)部安裝一個(gè)小型步進(jìn)電機(jī)）。在測量時(shí)，電能表每通過一定的電量，測量電路就會產(chǎn)生一個(gè)脈沖。該脈沖可驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定的角度、帶動滾輪計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動并進(jìn)行計(jì)數(shù)。

? 液晶顯示電能表由測量電路輸出顯示信號，并直接驅(qū)動液晶顯示器顯示電量數(shù)值。

電子式電能表與機(jī)械式電能表的區(qū)別如圖3-24所示。

查看面板上有無鋁盤（電子式電能表無，機(jī)械式電能表有）；查看面板型號（若面板型號的第3位為字母S，則為電子式電能表，否則為機(jī)械式電能表，如DDS633為電子式電能表）；查看常數(shù)單位（電子式電能表的常數(shù)單位為imp/kW·h；機(jī)械式電能表的常數(shù)單位為r/kW·h）。

3.3.3　電能表的選用

在選用電能表時(shí)，先要確定電源類型是單相還是三相，再根據(jù)電源負(fù)載的功率確定電能表的電流規(guī)格。對于220V單相交流電源電路，應(yīng)選用單相電能表，最大測量功率P與電能表額定最大電流I的關(guān)系：P=I×220；對于380V三相交流電源電路，應(yīng)選用三相電能表，最大測量功率P與電能表額定最大電流I的關(guān)系：P=3I×220。電能表的常用電流規(guī)格及對應(yīng)的最大測量功率如表3-1所示。