電能表又稱電度表，是計(jì)量家用電器所消耗電能的儀表。
按原理定義：電能表分為感應(yīng)式和電子式兩大類；
供電相數(shù)分類：有三相水表和三相電度表。
機(jī)械式電能表是利用電流電壓線圈在鋁盤上形成的渦流與交變磁路相互作用形成電磁力，使鋁盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)引入制動(dòng)力矩，使鋁盤的怠速與負(fù)載功率成反比。 軸向蝸桿傳動(dòng)，通過計(jì)數(shù)器計(jì)算轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)量電能。 因此，電能表的主要結(jié)構(gòu)由電流線圈、電流線圈、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)軸、制動(dòng)磁鐵、齒輪、計(jì)數(shù)器等組成。
電子式電能表由電壓互感器、綜合計(jì)量芯片、微處理器、溫度補(bǔ)償實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)插口裝置和人機(jī)插口裝置組成。 綜合計(jì)量芯片將電流分壓器和電壓互感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)字積分運(yùn)算，從而準(zhǔn)確得到有功功率和無功功率。 需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，隨時(shí)提供給外部插座進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換。
國家電網(wǎng)電能表需求命名規(guī)則：
第一名：D-電度表；
第二名：D-三相、T-單相四線、S-單相三線；
第三名：S——電子型；
第四名：D多功能表，F(xiàn)多費(fèi)率（分時(shí)），Y預(yù)付費(fèi)。
例如：水表類型為三相四線電子式多功能電能表。
從大小可分為：單相三線制、三相四線制、單相系統(tǒng)。
從接線方式上可分為：經(jīng)變壓器接入式和直接接入式。
從檢測精度上可分為：0.2S級(jí)、0.5S級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、2.0級(jí)。 電力和計(jì)量部頒布的《外供能源管理規(guī)定》要求外供用戶的電度表準(zhǔn)確度不高于1.0。
⑴型號(hào)是指單相四線制電子式多功能電能表。
⑵GB/.322-2008，GB為國家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)17215.322為序號(hào)，2008為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布日期。
(3)祥指指廣東省技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的計(jì)量器具制造許可證號(hào)。
⑷圈上圈的0.2S和2表示電能表有功電能精度為0.2S，無功功率等級(jí)為2。下面的條碼代表每只電表的編號(hào)。
(5)常數(shù)表示儀表記錄的無功電能與相應(yīng)試驗(yàn)輸出的關(guān)系值。 如果這個(gè)值是脈沖數(shù)，常數(shù)就是1小時(shí)脈沖每千瓦時(shí)（/kwh），即每小時(shí)閃爍一次。
⑩3*57.7V/100V代表電能表的參考電流。 電能表性能和精度的檢測就是在這個(gè)電流下進(jìn)行的，這也是電能表工作的理想電流。 （單相三線為100V）
⑺50Hz電能表的基準(zhǔn)頻率為電能表運(yùn)行時(shí)的額定頻率。
⑻MC 這是可以作為儀表使用的計(jì)量認(rèn)可標(biāo)志。
⑼3*0.3 (1.2) A表示電能表的基本（額定）電壓和最高電壓。
⑽ 千瓦時(shí)（kWh） 千瓦時(shí)是國際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位，用“千瓦時(shí)”表示，是有功功率的計(jì)量單位。
電能表的讀數(shù)原理：
將電度表接入電路，電度表計(jì)數(shù)器前后兩個(gè)讀數(shù)之差即為這段時(shí)間的用電量。
2月用電量W=W2-W1=106.6kw?h。
專業(yè)知識(shí)：
三相余弦交流電：
電壓表達(dá)式 I=Imsin(ωt+ψ)
T：余弦變化一次所需的時(shí)間（秒）稱為周期。 你
?：每秒變化的次數(shù)稱為頻率。 他們的關(guān)系是?=1/T。
除了周期和頻率之外，余弦量的變化速度還可以用角頻率ω來表示。 由于一個(gè)周期經(jīng)歷2π弧度，角頻率為ω=2π/T=2π?。
單相余弦交流電：
預(yù)付費(fèi)電能表工作原理：
單片機(jī)工作原理：
計(jì)量單元的工作原理：
水表常用電路：
這是一個(gè)將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V純直流電的電路。 從圖中可以看出，220V交流電流通過壓敏電阻VR1和滌綸電容C1穩(wěn)壓并混入輸入變壓器TR1的中間線圈，壓敏電阻VR1還具有保險(xiǎn)的作用。 變壓器使電流通過減糖裝置，然后用檢測晶閘管D1檢測。 所以檢測電流通過晶閘管D1，然后再并聯(lián)一個(gè)大電容和一個(gè)小電容，完全依賴于電容的特性（因?yàn)榇箅娙菰诟哳l時(shí)會(huì)處于開路狀態(tài)，小電容的容抗遠(yuǎn)小于大電容的容抗，因此處于工作狀態(tài)）濾除各種高頻干擾信號(hào)，得到純直流電流輸入。 三端穩(wěn)壓器U1的柵極穩(wěn)壓得到純直流電流+5V，所以圖中另外兩個(gè)晶閘管D2和D3主要起保護(hù)作用，D2是在電容通電時(shí)產(chǎn)生回路打開狀態(tài)。 D3輸入端漏電時(shí)，為C12提供放電通路，防止C12兩端的電流激勵(lì)穩(wěn)壓管發(fā)射結(jié)。
互感現(xiàn)象：
該原理常用于電能表。 我們先做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)：有線圈L1和L2，其中電池E和開關(guān)S接在線圈L1電路上，電流檢測表接在線圈L2上。 當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的指針發(fā)生變化，表明線圈L2中有電壓。
分析：線圈L1有電壓形成變化磁路，這個(gè)變化磁路通過線圈L2。 由于線圈L2中存在變化的磁路，因此在線圈L2的兩端形成感應(yīng)電動(dòng)勢，并有電壓。 這稱為互感現(xiàn)象。
總結(jié)：
1、線圈L1和線圈L2之間存在磁耦合，也稱為互感。
2、為了定量表征互感耦合，出現(xiàn)了互感系數(shù)M，它是互感線圈的固有參數(shù)，其大小與兩個(gè)線圈的阻值、相互位置、幾何規(guī)格有關(guān).
變壓器的工作原理：
1、我們上面說的互感現(xiàn)象，這里基本類似。 初級(jí)線圈通入交流電流后，其線圈形成交變磁場，該交變磁場的磁力線通過次級(jí)線圈產(chǎn)生回路。 當(dāng)次級(jí)線圈回路閉合時(shí)，其線圈會(huì)切斷中間級(jí)形成的磁力線，這樣就形成了感應(yīng)電動(dòng)勢，次級(jí)線圈兩端都有交流電。
2、從圖中的電路符號(hào)可以看出變壓器的線圈結(jié)構(gòu)，也是由線圈的互感形成的。
3、圖中所示電路符號(hào)共有三組線圈，即1~2為初級(jí)線圈（中間），3~4和5~6各組成兩個(gè)次級(jí)線圈（次級(jí)）。
隔離特性：
圖中我們可以看到，輸入變壓器中級(jí)是220V交流電流，也就是市電，它的中性線是接地的（月亮），也就是說中性線之間有220V交流電流而地球，那么我們只要接觸到一個(gè)人體就會(huì)有220V的電流流過，這就會(huì)有生命危險(xiǎn)。 現(xiàn)在我們制作一個(gè)中間電阻與次級(jí)電阻比為1:1的變壓器。 當(dāng)初級(jí)輸入220V電流時(shí)，次級(jí)輸出電流也是220V。 但不同的是，次級(jí)不像中間那樣是火線，地是參考端。 是次級(jí)（3~4）兩端的電流，中間線圈與次級(jí)線圈高度絕緣。 次級(jí)兩端與地之間的電流為0V。
注意：當(dāng)人體同時(shí)接觸次級(jí)兩端時(shí)，會(huì)對(duì)人體施加220V電壓。 危及生命。
電流與電壓的關(guān)系：
下面我們分析變壓器中間和次級(jí)線圈電流和電壓的關(guān)系。 （為方便起見，我們假設(shè)變壓器本身沒有能量損失）
設(shè)中間線圈的輸出功率為P1，次級(jí)線圈的輸出功率為P2，則得下式：P1=P2，由P1=V1.I1； P2=V2.I2。 V1.I1=V2.I2（P1=P2）； V1/V2=I2/I1。
由上式可知，降糖變壓器輸出的電壓（V1>V2）高，輸出電壓大。
升壓變壓器輸出電流大（V1<V2），輸出電壓小。 各線圈的電流與電壓的關(guān)系仍可通過前面的公式推算出來。
同名結(jié)尾的特點(diǎn)：
1、關(guān)于變壓器的同名端子，從圖中可以看出端子1和3用黑點(diǎn)標(biāo)示。 同名端子表示它們的電流相位是相同的關(guān)系，即它們的電流同時(shí)減小或減小。 次級(jí)線圈上端（4點(diǎn)鐘端）電流相位正好與下端電流相位相反。
2、同名端與中間、次級(jí)繞組的方向有關(guān)。 當(dāng)初級(jí)和次級(jí)線圈同向繞制在鐵芯上時(shí)，兩個(gè)線圈的頭部是同名端，線圈的尾部也是同名端。 而同一線圈首尾的電流相位是相反的關(guān)系。
電能表人工抄表：
每個(gè)電能表讀取的數(shù)據(jù)先進(jìn)行集中處理，然后傳送到電能表管理中心，統(tǒng)一管理。 我們常用的傳輸方式有：
1. 借助電力線實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻通信傳輸數(shù)據(jù)。
2、使用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3、以無線方式傳輸數(shù)據(jù)。
4. 通過光纖傳輸數(shù)據(jù)。
下圖可以看出是一個(gè)完整的人工抄表系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集??器讀取接入的水表數(shù)據(jù)，站區(qū)集中器與同一變壓器供電范圍內(nèi)的所有數(shù)據(jù)采集器通信，采集并存儲(chǔ)站內(nèi)所有水表的數(shù)據(jù)。 通訊形式可以是RS485或電力線擴(kuò)展。 頻率形式。 之后，調(diào)制解調(diào)器可用于喚起各站點(diǎn)的集中器以無線形式傳輸數(shù)據(jù)，或使用車載無線電臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)。 其實(shí)也可以直接用掌上電腦與采集器、集中器通訊，采集數(shù)據(jù)，發(fā)送給電能管理中心。 下面我們將詳細(xì)說明傳輸方式的原理。
紅外傳輸：
這些技術(shù)被廣泛使用。 在水表數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射端，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，然后調(diào)制到40KHZ擴(kuò)頻，然后通過紅外發(fā)射管將聯(lián)通號(hào)碼以光的形式發(fā)送出去。 在接收端，利用光敏管接收光信號(hào)并還原為聯(lián)通號(hào)碼，然后通過混頻器對(duì)數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行解碼，最后通過混頻器對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行解碼。
AM 和 FM 信號(hào)：
調(diào)制是用一個(gè)頻率較低的信號(hào)（如音頻信號(hào)）來控制（改變）另一個(gè)頻率高得多的信號(hào)的幅度、頻率或相位，用一個(gè)信號(hào)的變化規(guī)律來改變另一個(gè)信號(hào)的變化規(guī)律該過程稱為調(diào)制。 具有更高頻率調(diào)制的信號(hào)可以稱為擴(kuò)頻。
形式：1.上午； 2.調(diào)頻； 3.階段。
目的：為了傳輸?shù)皖l信號(hào)（用于無線網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào)的傳輸），另一個(gè)目的是將兩個(gè)信號(hào)變成兩個(gè)頻率較高的復(fù)合信號(hào)。
電能表就是利用這一原理來操作水表和抄表，如：擴(kuò)頻表、射頻表等。
調(diào)制信號(hào)：這是一種音頻信號(hào)，是要傳輸?shù)男盘?hào)。 由于其頻率低、振幅小，不易遠(yuǎn)距離傳輸。
擴(kuò)頻：這是一種擴(kuò)頻信號(hào)，因?yàn)槭歉哳l等幅正弦波信號(hào)，所以傳輸距離很遠(yuǎn)。 擴(kuò)頻的頻率遠(yuǎn)低于音頻信號(hào)的頻率。
普通調(diào)幅：將兩個(gè)信號(hào)通過調(diào)頻器進(jìn)行調(diào)制（AM）電阻的測量儀器是電能表嗎，得到在空氣中傳播的高頻調(diào)幅信號(hào)，也稱高頻信號(hào)，或射頻信號(hào)。
幅度調(diào)制信號(hào)的擴(kuò)展頻率沒有改變，但其幅度發(fā)生了變化。 高頻信號(hào)幅度的變化規(guī)律就是要傳輸?shù)囊纛l信號(hào)。
FM信號(hào)：調(diào)制兩個(gè)具有相同特性的信號(hào)（音頻信號(hào)和擴(kuò)頻信號(hào)）。 可以看出擴(kuò)頻信號(hào)的頻率發(fā)生了變化。 頻率變化規(guī)律與音頻信號(hào)的幅度變化規(guī)律有關(guān)，即調(diào)頻信號(hào)頻率的變化規(guī)律就是要傳輸?shù)囊纛l信號(hào)的變化規(guī)律。 優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)。
AM：與普通AM相比，可以得出兩點(diǎn)不同：
1）普通AM波形的上包絡(luò)P和下包絡(luò)-P不相交，上下包絡(luò)為擴(kuò)頻。
2）平衡AM波形的上包絡(luò)P和下包絡(luò)-P相交，上下包絡(luò)也是擴(kuò)頻。 但相位在交點(diǎn)處反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致擴(kuò)頻的平均值在一個(gè)周期內(nèi)為零。 這樣，接收時(shí)不能直接取出擴(kuò)頻信號(hào)。
電能表測量的主要方法（單相四線、間接式、直接式、單項(xiàng)）及選用方法：
1、在電能表選型過程中，沒有嚴(yán)格按照規(guī)程要求選型，沒有對(duì)電能表進(jìn)行估算和分析，所安裝的電能表不是選型過大，就是選型過大小，過大會(huì)出現(xiàn)燒毀電能表的現(xiàn)象，過小會(huì)影響計(jì)量的準(zhǔn)確性。
2、低壓供電，當(dāng)負(fù)載電壓為50A及以下時(shí)，宜采用直聯(lián)電能表。 當(dāng)負(fù)載電壓在50A以上時(shí)，宜采用通過電壓互感器連接的接線方法。 同時(shí)，應(yīng)選用過載4次以上的電能表。
3、電能表標(biāo)牌上的電壓5（10）A、10（20）A、5（40）A是什么意思？ 有什么區(qū)別？
括號(hào)前的電壓值稱為標(biāo)定電壓，用于估算負(fù)載的基準(zhǔn)電壓值，括號(hào)內(nèi)的電壓稱為額定最大電壓，是電能表所能承受的最大電壓值常年正常工作，偏差和溫升完全滿足規(guī)定要求。
4、用電能表和互感器進(jìn)行測量（ ， ）。
水表接變壓器的好處：（1）可以擴(kuò)大水表的檢測范圍。 (2)用變壓器將高壓、大電壓與水表隔開，保證水表、一次電路和工作人員的安全。
電能表的簡易估算及檢測要點(diǎn)：
電能表放大倍數(shù)（高低壓）的簡單估算，巡檢時(shí)的簡單估算：
1、在對(duì)稱單相交流電路中，無論負(fù)載以何種方式連接，對(duì)稱單相負(fù)載的平均功率為： P=√φ 式中：U、I-分別為線電流和線電壓。 cosφ-功率素?cái)?shù)，如果是單相阻性負(fù)載，cosφ=1，如單相電爐，則=√3U線I線或3U相I相。
2、如果單相電路的負(fù)載不對(duì)稱，電壓就會(huì)不一致。 那么上面的公式就不能用了。 這時(shí)，單相總功率必須用三個(gè)三相電路的功率相乘來估算。 通常我們粗略的測試還是從電壓方面考慮的。
3、電能表乘數(shù)的估算方法：
(1)無變壓器電能表可直接從電能表讀取實(shí)際電量。
⑵ 連接變壓器時(shí)用電能表測量。
A、電能表與電壓互感器配套使用時(shí)，本月實(shí)際用電量：
本月實(shí)際用電量（kWh）=（本月讀數(shù)-上月讀數(shù)）×當(dāng)前鐵損（變壓器鐵損）。
B、電能表與電流、電流互感器配套使用時(shí)，一般在使用10KV或6KV高壓電源時(shí)使用。 本月實(shí)際用電量：
本月實(shí)際用量（kWh）=（本月水表讀數(shù)-上月水表讀數(shù)）×電流鐵損（變壓器鐵損）×電壓鐵損（變壓器鐵損）。
高壓電流互感器的鐵損為：10KV為：/100v，鐵損為：100倍。 6KV為：6000v/100v，鐵損為：60倍。
電能表的結(jié)構(gòu)及接線：
單相三線電能表：
低壓供電線路，負(fù)載電壓在80A以下，宜采用直聯(lián)式電能表。 （直列式電度表的額定電壓為80A。）
如果負(fù)載電壓在80A以上，宜使用通過電壓互感器連接的電能表。
單相四線制電能表由三個(gè)三相電能表的檢測機(jī)構(gòu)組成。 普通DT862單相四線有功電能表與單相三線有功電能表外觀完全相同。
當(dāng)負(fù)載電壓在80A以上時(shí)，還應(yīng)配用電壓互感器。
直接單相四線制電度表接線：
間接式單相四線制電度表接線：
電子式電度表電氣原理圖：
使用過程中的注意事項(xiàng)及簡單故障排除：
防范措施：
安裝時(shí)接線端子應(yīng)擰緊，儀表應(yīng)懸掛在垂直、耐火、不易晃動(dòng)的屏風(fēng)上。
當(dāng)外部負(fù)載超過輔助端子的輸出能力時(shí)。 應(yīng)連接中間保險(xiǎn)絲，以免損壞水表。
通過接線盒連接的儀表的安裝和拆卸，應(yīng)使用接線盒保證電網(wǎng)隔離電阻的測量儀器是電能表嗎，并應(yīng)由具有相關(guān)安全資質(zhì)的人員操作； 對(duì)于不帶接線盒連接的儀表的安裝和拆卸，應(yīng)由相關(guān)安全人員和合格人員操作，同時(shí)避免觸電和相間漏電。
儀器在實(shí)驗(yàn)室拆下端蓋或上蓋后，如果通電，其端子或?qū)w將帶有危險(xiǎn)電流。 因此，不允許用戶進(jìn)行帶電拆卸上蓋的操作； 如果用戶需要拆下端蓋再通電，需要提供防護(hù)屏障和措施，并由熟練和合格的人員操作。
使用儀表安裝時(shí)滿足相關(guān)電氣尺寸要求的電纜型號(hào)、截面積、尺寸和接頭要求，同時(shí)用相同的力矩?cái)Q緊螺母。
更換儀器電池時(shí)，必須使用與儀器原電池大小相同的電池，并正確安裝電池的極性。
儀表的下列電路是帶有危險(xiǎn)電流的電路，在現(xiàn)場操作時(shí)必須按有關(guān)安全規(guī)程進(jìn)行保護(hù)： ①直接與儀表相連的電流電路； ②中性線； ③直接與儀表相連的電壓回路； ④繼電器/控制開關(guān)及報(bào)告輸出電流回路；
⑤與電源電路相連的輔助電源電路。
接線后，端蓋要進(jìn)行鉛封，建議用鉛封端蓋。
連接RS485時(shí)，建議使用三芯屏蔽線，其中一根將端子連接到儀表A、B的通訊地，推拉屏蔽層可靠連接到保護(hù)地。 簡單故障排除：