专题十七 三相电能表测量电能（教案）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题十七 三相电能表测量电能（教案）-《电气测量技术》（第2版） 高教社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够准确识别三相电能表的面板结构，清晰阐述各部件（表盘、计数器、铭牌、接线端子等）的功能，熟练掌握铭牌上关键符号（如电压、电流参数、精度等级、防护等级等）的含义，并能正确读取三相电能表的累积用电量 ，区分整数位与小数位读数。 2.可以熟练区分三相三线制电能表和三相四线制电能表，精准说出二者适用的电路场景，深入理解其内部结构差异，全面掌握两种类型电能表的工作原理，包括电压线圈、电流线圈的数量及工作方式，以及如何通过电磁感应实现电能计量。 3.能够依据操作规范，安全、准确地完成三相电能表的接线操作，包括断电接线、按图连接进线和出线，学会检查接线的正确性。 二、知识点梳理 一、识--认识三相电能表 1.面板 以 DTS866 型电子式电能表、DT862-4 型机械式电能表以及 DTSD1277 型液晶式电能表为例,其面板如图 3-3-8 所示。 2.符号及说明 不同型号的三相电能表,其面板布置可能不同,但其工作原理是相同的,其面板中的图形符号意义见表 3-3-6。 3.读数 测量三相电路的用电量要根据连接方式,其读数方法也不同。常见测量三相电路用电量的连接方式及读数方法见表 3-3-7。 二、探--探究三相电能表的工作原理 三相电能表又分为三相三线制电能表和三相四线制电能表两种。 1.三相三线制电能表 三相三线制电能表适用于对三相三线对称或不对称负载做电能的计量,可将这种电能表看成两只单相电能表的组合,其结构原理图如图 3-3-9 所示。它具有两组电流、电压线圈(即两组驱动元件),两个同轴转动的铝盘,两只制动磁铁,一套计度器。铁心采用分离形式。电压元件为半封闭插片结构,性能较稳定,减小了摩擦力矩,有利于提高电能表的灵敏度,三相三线直人式电能表的读数直接反映了三相负载所消耗的电能。三相三线制电能表的工作原理与单相电能表的工作原理基本相同,由电流、电压元件产生一个交变磁场,同时与制动力矩相互作用,使铝盘在磁场中获得的转速正比于负载的有功功率,从而达到计量电能的目的。 2.三相四线制电能表 三相四线制电能表的工作原理与单相电能表的工作原理基本相同,适用于对三相四线对称或不对称负载做电能的计量。可以看成三只单相电能表的组合,它具有三组电压、电流元件,两个同轴转动的铝盘上、下排列,上面一只铝盘装有一套驱动元件( 即电压、电流线圈),下面一只铝盘装有两组驱动元件,一套计度器。铁心采用分离形式,电压元件为半封闭插片结构,工作时,由三组电流、电压元件产生一移动磁场,作用在铝盘上的总转矩为三组元件产生的转矩之和,使铝盘在磁场中获得的转速正比于负载的有功功率,从而达到计量电能的目的。 三、做--使用三相电能表测量电能 使用三相电能表测量电能的接线方式 1.三相三线制有功电能表直入式 表内1和 2,6和7相连,1、4、6进线,3、5、8出线。 2.三相四线制电能表直入式 表内1和2,4和5,7和8相连;1、4、7进线,3、6、9出线;10 进中性线,11出中性线。 3.三相三线制电能表配有电流互感器间接式接线 表内各接线断 开，电 流 互感 器 接1、3、6、8;电流互感器二次绕组可靠接地。 4.三相三线制电能表配有电压、电 流互感器的间接式接线 电压互感器并联被测电路,电流互感器串联被测电路。 5.三相四线制电能表配有三个电流互感器的接线 表内所有联片均 断 开,1、3,4、6,7、9接电流互感器;电流互感器的二次侧可靠接地。 三、做--使用三相电能表测量电能 1.电能表在安装时应注意 (1)电能表在出厂前经检验合格并加铅封。在安装使用前,应检查铅封是否完好,铅封完好可安装使用。对于无铅封或储存过久的电能表,在请有关部门重新检验后,方可安装使用。 (2)电能表应安装在室内通风干燥的地方,电能表底座上端有挂钩螺钉孔,可用 M4.5 挂钩螺钉固定,电能表下部有两个安装孔,可用 M4.5x28 或M4.5x30 自攻螺钉固定在接线板上,安装电能表的底板应固定在坚固、耐火、不易振动的墙上,安装高度建议在 1.8m左右,在有污秽及可能损坏电能表结构的场所，电能表应用保护柜保护 (3)电能表按规定的相序(正相序)接入线路,并按照接线端盖上的接线图进行接线。最好用铜线或铜接头接入,接线端盖内的螺钉应拧紧,避免因接触不良或引线太细发热而烧毁。 2. 读数方法 (1)互感器如果不只绕一匝,那么,实际用电量=互感器倍率/互感器匝数x实际读数。匝数是指互感器内圈导线的条数,不指外圈。 (2)间接式三相电能表的规格一般是5A与电流互感器连接后,用于电流较大的电路中。凡经过互感器的电能表,其读数要乘以互感器的变比才是实际的数值。如电流互感器的变比是(100/5)A,读数就应乘以 20,就是最后的数值。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)使用三相电能表测量电能时，电流互感器的二次侧电流通常为（ ） A. 1A或5A B. 10A C. 20A D. 与负载电流相同 答案：A 解析：为统一计量标准，电流互感器二次侧额定电流通常设计为1A或5A。 2.(2021年山东省统一考试)三相电能表接线时，电压线圈应（ ）在电路中。 A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 任意连接 答案：B 解析：电压线圈需并联接入电路，以获取准确的电压信号进行电能计算。 3.(2021年四川省统一考试)三相电能表出现“反转”现象，可能原因是（ ） A. 电压线圈断路 B. 电流线圈极性接反 C. 电压过高 D. 负载功率过小 答案：B 解析：电流线圈极性接反会导致电能表计量方向错误，出现反转现象。 4.(2020年山东省统一考试)电能表显示屏无显示，首先应检查（ ） A. 电流互感器接线 B. 电压回路供电 C. 负载是否过载 D. 脉冲输出线 答案：B 解析：显示屏无显示可能是电能表未接通工作电源，需优先检查电压回路供电是否正常。 5.(2019年湖北省统一考试)三相电能表显示Err - 01故障代码，其含义可能是（ ） A. 表内电池欠压 B. 通信故障 C. 时钟故障 D. 电流严重不平衡 答案：A 解析：不同厂家的三相电能表故障代码含义略有差异，但一般Err - 01常表示表内电池欠压，影响数据保存等功能。通信故障、时钟故障、电流严重不平衡通常有不同的故障代码表示，B、C、D错误，选A。 四、限时练讲 1. 以下关于三相电能表面板部件描述正确的是（ ） A. 只有数字显示屏，无指示灯 B. 包含脉冲指示灯、液晶显示屏、功能按键 C. 不具备通信接口 D. 仅有电压接线端子，无电流接线端子 答案：B 解析：三相电能表面板通常有脉冲指示灯用于直观显示用电状态；液晶显示屏可展示电量、电压、电流等多种数据；功能按键方便用户进行参数设置、翻页查看等操作 ，A选项错误，C选项三相电能表一般有通信接口用于数据传输，D选项既有电压也有电流接线端子，所以选B。 2. 三相电能表铭牌上“3×220/380V”符号表示（ ） A. 三相线电压220V，相电压380V B. 三相相电压220V，线电压380V C. 表示该表只能用于220V电路 D. 表示该表只能用于380V电路 答案：B 解析：在三相交流电路中，“3×220/380V”指的是三相相电压为220V，线电压为380V ，A表述错误，C、D说法太绝对，该电能表适用于这种电压规格的电路，并非只能单一使用，所以选B。 3. 某三相电能表读数为1234.56kWh，以下解读正确的是（ ） A. 实际用电量就是1234.56kWh B. 最后一位“6”是小数位 C. 该读数无单位 D. 表示当前累计消耗123456度电 答案：B 解析：三相电能表读数时，最后一位是小数位，单位是kWh，所以该读数表示当前累计消耗1234.56度电，若要计算实际用电量，还需减去上次抄表读数，A、C、D错误，选B。 4. 以下属于常用三相电能表类型的是（ ） A. 磁电系电能表 B. 感应系三相四线电能表 C. 电动系电压表 D. 电磁系电流表 答案：B 解析：感应系三相四线电能表是常用的三相电能表类型，用于测量三相四线制电路的电能。磁电系多用于测量电流、电压；电动系、电磁系也主要用于测量电压、电流等，A、C、D均不属于常用三相电能表类型，选B。 5. 三相三线制电能表适用于以下哪种电路（ ） A. 三相不对称负载且无中性线的电路 B. 三相四线制照明电路 C. 单相220V电路 D. 有中性线的三相负载电路 答案：A 解析：三相三线制电能表适用于三相三线制电路，即三相不对称负载且无中性线的电路，三相四线制照明电路、有中性线的三相负载电路适合用三相四线制电能表，单相220V电路不能用三相三线制电能表测量，选A。 6. 三相四线制电能表的工作原理基于（ ） A. 楞次定律 B. 电磁感应原理和功率测量原理 C. 欧姆定律 D. 焦耳定律 答案：B 解析：三相四线制电能表通过电磁感应原理将电路中的电压和电流转化为电磁力，再结合功率测量原理，累计计算出消耗的电能。楞次定律主要解释电磁感应现象中的阻碍作用；欧姆定律描述的是电压、电流和电阻的关系；焦耳定律用于计算电能转化为热能的量，A、C、D不符合，选B。 7. 使用三相电能表测量电能时，以下接线正确的是（ ） A. 电流互感器二次侧开路 B. 电压端子并联接入电路，电流端子串联接入电路 C. 三相电压线和电流线随意连接 D. 中性线不接入电能表 答案：B 解析：使用三相电能表测量电能时，电压端子要并联接入电路以获取电压信号，电流端子串联接入电路获取电流信号；电流互感器二次侧严禁开路，否则会产生高电压，A错误；三相电压线和电流线要按正确相序连接，不能随意接，C错误；三相四线制电能表中性线必须接入，D错误，选B。 8. 若三相电能表出现计量不准的情况，可能的原因是（ ） A. 电压回路正常，电流回路正常 B. 电能表常数设置正确 C. 电流互感器变比与电能表设置不匹配 D. 接线相序正确 答案：C 解析：电流互感器变比与电能表设置不匹配，会导致电能表计量的电流与实际电路电流不一致，从而使计量不准。电压回路和电流回路正常、电能表常数设置正确、接线相序正确都不会直接导致计量不准问题，A、B、D不符合，选C。 9. 简述三相三线制电能表的工作原理。 答案：通过两个电压线圈和两个电流线圈分别采集线电压和线电流，利用电磁感应原理驱动铝盘转动，累积电能消耗。 10. 三相四线制电能表与三相三线制电能表在结构上的主要区别是什么？ 答案：三相四线制电能表有三个电压线圈和三个电流线圈，可独立测量每一相的电能；三相三线制仅两个电压和电流线圈。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.三相三线制：基于三相电路功率平衡特性，通过测量两相电压和电流，计算两相功率之和，间接得出三相电路的总电能。 2.接线操作：必须在断电状态下进行，严格按照电能表接线图连接进线（火线、零线）和出线，确保接线端子牢固，极性正确。 3.常见故障现象及原因：表盘反转可能是电流线圈极性接反或负载功率倒送；显示故障代码如“ERR - 01”通常表示内部存储器故障；计量误差过大可能是接线错误、负载电流超出额定范围或电能表老化未校准等原因导致。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$