单相电能表是使用*广泛的用电量计量仪表,用于计量用电的有功电能数值。在我国,正在使用的恐怕不止几亿个。该表俗称为“电度表”,也简称为“电表”。 电能表有传统的电磁转盘型和新式的电子数字显示型两大类,另外还分插卡、预付费式等多种类型。图1给出了单相和三相电能表外形示例。 图1 单相和三相电能表外形示例 电能表显示的用电量单位为千瓦小时,简称千瓦时用符号表示为“kW•h”,俗称“度”,即1千瓦时为1度。1千瓦时即功率为1千瓦(kW)的用电设备通电工作1小时(h)所耗费的电能。 当用电设备的耗电元件为纯电阻时,在一段时间t(h)内所消耗的电能A(kW•h)即等于其两端的电压U(V)、流过的电流I(A)以及通电时间t(h)三者的乘积,即 A=Uit(W•h)=Uit/1000(kW•h) (2)选择电能表的依据 选择电能表的依据有两个:一个是额定电压,另一个是额定电流(习惯称为标定电流)。我国单相电源电压一般为220V,所以电能表的额定电压也应为220V。额定电流的选择应根据所带用电设备的总电流值,电能表标定的额定电流应不小于该总电流值,但为了保证仪表的准确度,也不应大于用电总电流值的4倍。在用电设备全为电阻性负载时,用电总电流值可用所用电器总功率(有功功率)除以额定电压求得。当额定电压UN为220V,功率PN的单位为kW时,用电总电流值IN(A)应为 IZ=1000PZ/UZ=1000PN/220≈4.4545PN≈5PN 简单计算时,可用IZ≈5PN。 在现代生活中,单相用电设备中的大部分已不是纯电阻负载了,此时总电流等于总功率除以额定电压再除以用电负载的总功率因数cosφ(0.8~0.9),所以其电流要大于上式计算的结果,一般大10%~20%。所以按总功率的5倍计算用电的总电流值应该是比较合理的。这就是口诀中“计算用电总电流,千瓦总数乘以五”的来历。 但考虑到所有电器不会同时使用的现实,以及电能表4(或2)倍标定电流值的“过载”能力,为了节约购置电能表的投资,核算选择电能表额定电流的数值不应按上述计算的总电流数值。实践证明,按功率千瓦总数的3倍即可满足要求。这就是口诀中“选择电表电流值,千瓦三倍可满足”的来历。 口诀后几句是说电能表所标注的电流问题。在仪表的表盘上标出的电流值有两个,其中一个放在括号内,例如5(20)A。两个数值均成倍数关系,一般为2倍或4倍。其中括号外的数值较小,叫做标定值,或称为额定值,是选择配套电路电流的主要依据,也是保证仪表准确度和正常工作的电流值;括号内的数值较大,叫做允许过电流值,仪表可在其范围内工作,但其准确度将不能保障,并且不适宜长期使用。 百瓦灯泡接一只,合上开关再计时。 n圈用时为t秒,然后计算用公式。 n除t乘三万六,得出千瓦时圈数。 表盘该数来相比,偏差较小差不离。 说明: 当怀疑所用的电能表(与电源直接连接的电能表)不准确时,可自行用简单的方法进行粗略的校核,检验电路如图1所示。表盘如图2所示。 图1 检验电路
图2 电能表(机电混合预付费型)表盘 被测电能表的输出端只接一只100W的白炽灯。合上电源后,用比较准确的表记录电能表转盘转过n转所用的时间t(单位为s)。然后用下式求出试验状态下,折算到负荷为1kW,使用1h的转盘转过的转数N[单位为r/(kW•h)],该数值应接近表盘标出的1 kW•h转数NB[单位为r/(kW•h)]。 N=(n/t)×36000 (1) 在实际校验时,也可使用其他瓦数的白炽灯或电炉等。计量时间越长,*后的计算结果就越准确。若使用的电器额定功率不是100W,而是任意的其他数值P(单位为W),则按上述方法进行试验时,需将式(1)改成如下计算式: N=(3600/t)·(1000/P)n=(n/tP) ×3.6×106 (2) 上述试验得到的数值可能因所用灯泡的实际功率与标定功率(100W)及电源电压与额定值(220V)有差异,而与计算用电量相比有一定偏差。若能实测电压,设实测值为U(单位为V),则可对测量值进行电压修正,得出更加准确的结果。加入电压修正后的计算公式如下: N=(3600/t)·(1000/P)n·(220/U)2 (3) 如有条件,用钳形电流表量出负载的电流I(单位为A)和电压值U(单位为V),并用式P=IU/1000计算出负载的实际功率P(单位为kW),和电能表显示的用电量来比较,则可得到更准确的结果。
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