电子式电能表的原理_电子式电能表的结构
时间：2022-12-17来源：佚名
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电子式电能表的原理_电子式电能表的结构 一、电子式电能表工作原理与基本结构 1、电子式电能表按其工作原理的不同，可分为 模拟乘法器 型电子式电能表和 数字乘法器 型电子式电能表。 2、一般来说，电子式电能表由六个部分组成： 电源单元 、电能测量单元 、 中央处理单元(单片机) 、 显示单元 、 输出单元 、 通信单元 。 3、正常供电时，电子式电能表的工作电源通常有三种实现方式： 工频电源(即变压器降压) 、 阻容电源(电阻和电容降压) 、 开关电源 。 4、电子式电能表的显示单元主要分为 LED数码管 和 LCD液晶显示器 两种，后者功耗低，并支持汉字显示。 5、电子式电能表的关键部分是(C)。【电子式电能表的原理_电子式电能表的结构】 A)工作电源 B)显示器 C)电能测量单元 D)单片机 ※乘法器是电能测量单元的核心组成部分，分为模拟乘法器(热电转换型、霍尔效应型、时分割型)、数字乘法器(A/D型)。 6、时分割乘法器是许多电子式电能表的关键部分，它通常由 三角波发生器 、 比较器 、 调制器 、 滤波器 四个部分组成。 7、若某电子式电能表的启动电流是0.01Ib，过载电流是6Ib，则A/D型的电能表要求A/D转换器的位数可以是(A)。 A)10 B)9 C)11 D)8 ※A/D的位数取决于Imax和Imin的比值，6÷0.01=600，而29＜600＜210，即要求A/D的位数至少是10位。 8、U/F(电压/频率)转换器组成的电能测量单元，其作用是 产生正比于有功功率的电能脉冲 。 9、采用电阻网络作为电能表的电压采样器的最大特点是 线性好和成本低 ，缺点是 无法实现电气隔离 。采用电压互感器的最大优点是 可实现初级和次级的电气隔离 ，并可提高 电能表的抗干扰能力 ，缺点是 成本高 。 10、试简单描述检定无源脉冲电能表误差。 答：通常在脉冲正端施加一个VDD=＋5～12V的直流电源，有的现场校验仪或电能表检定装置具有这一电源，中间串联R=5～10Ω的电阻，再输入给检定脉冲回路。 11、单片机就是将微型计算机所具备的几个基本功能，如 中央处理单元CPU 、 程序存储器ROM 、 数据存储器RAM 、 定时计数器Timer/Counter 、 输入输出接口I/O 等，集成到一块芯片中而构成小型计算机。 12、单片机的总线可以分为三种： 地址总线AB 、 数据总线DB 、 控制总线CB 。 13、单片机按数据总线的宽度可分为四种类型： 4 、 8 、 16 、 32 。目前最为流行采用的是 8位 。 14、在同一时刻可以同时发送和接收数据的串行通信模式称为(B)。 A)半双工 B)全双工 C)单工 15、I2C总线以1根 串行数据线SDA 和1根 串行时钟线SCL 实现了全双工的同步数据传输。 16、请举出几种典型的电能表的通信方式。 答：电子式多功能电能表与外界的通信方式大都采用串行异步半双工的通信方式，通信接口主要有RS-232-C、RS-485和直接光学接口三种方式。二、电子式电能表误差及其调整 1、电子式电能表的误差主要分布在(A、B、C) A)分流器 B)分压器 C)乘法器 D)CPU ※电子式电能表的误差来源，主要分布在电流采样器(分为分流器和电流互感器两种)、电压采样器(分为分压器和电压互感器两种)和模拟/数字乘法器三部分。 2、电子式三相电能表的误差调整以(A)调整为主。【电子式电能表的原理_电子式电能表的结构】 A)软件 B)硬件三、各种电子式电能表 一)多功能电能表 1、什么叫多功能电能表？是否可以把两种以上功能的电能表都叫做多功能电能表？ 答：凡是由测量单元和数据处理单元等组成，除计量有功(无功)电能外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，并能显示、储存和输出数据的电能表叫多功能电能表。 2、简述光电采样器的工作原理。 答：光电采样器是将感应式电能表与电子元件联系起来的纽带。P121 3、电子式电能表的脉冲输出方式可采用 光学电子线路 输出、 继电器触点 输出、 电子开关元件 输出等。 4、0.5级多功能电能表的时钟精度要求是 0.5s/天 。 5、什么叫电量冻结？ 答：规定一个特定时间把电量存起来，这个特定时间叫做电量冻结时间。 6、简述失压、停电、欠压之间的不同点。 答：失压是指在不停电时，由于故障或窃电造成电能表电压回路掉电或电压幅值失真。 停电是指供电中断。 欠压是指由于供电质量造成电压幅值达不到规定要求。 7、什么叫失流？ 答：失流包括两层意思：一种情况，当电流小于基本电流2%时判为失流；另一种情况是当三相电流不平衡超过某个限定值时判为失流，限定值软件可设。 8、一般把 只有一个单片机，既负责电能计量又负责数据处理的电子式多功能电能表 简称为单芯片的电子式多功能电能表；把 使用专用芯片进行电能计量，使用单片机进行数据处理的电子式多功能电能表 称为双芯片电子式多功能电能表。 9、简单描述90°电子移相法计量无功的原理。(P132) 10、什么叫四象限无功？(P134图) 答：Ⅰ象限 输入有功功率，输入无功功率，用户为阻感性负荷； Ⅱ象限 输出有功功率，输入无功功率，用户负荷相当于一台欠励磁发电机； Ⅲ象限 输出有功功率，输出无功功率，用户负荷相当于一台过励磁发电机； Ⅳ象限 输入有功功率，输出无功功率，用户为阻容性负荷。 11、什么叫需量？什么叫最大需量？区间式最大需量为什么有时比滑差式最大需量小？ 答：需量——需量周期内测得的平均功率。(我国一般需量周期规定为15min。) 最大需量——在指定的时间区内需量的最大值。(指定的时间区间通常为一个月。) (国家一般把15min平均功率叫需量。分别按滑差时间1、3、5、15min求得需量的最大值称为最大需量。) 滑差式需量——从任意时刻起，按小于需量周期的时间递推测量需量的方法，所测得的需量。(递推时间叫滑差时间。) 区间式需量——从任意时刻起，按给定的需量周期递推测量需量的方法，所测得的需量。(滑差时间为15min称为区间式需量。) 简述滑差式最大需量的含义是什么？ 12、我国计算需量窗口时间最常用为 15min ，滑差时间最常用为 15min 。 13、什么叫电压合格率？ 答：电压合格率是供电质量考核指标之一。根据规定： 电压合格率=(合格电压运行时间/电压考核范围内的运行时间)×100%二)基波电能表 1、简述谐波对电能计量的影响。(P143) 2、基波电能表就是滤掉 谐波电量 ，只计量 基波 电能，从而消除谐波对电能表计量的影响。 ※与普通表相比，基波表增加了低通滤波器电路。(电工天下 www.gdzrlj.com) 三)单相普通电子式电能表 1、在单相普通电子表中，以下部件并不是一定需要的是(C)。 A)显示器 B)测量模块 C)单片机 D)电源电路 ※普通单相电子式电能表构成：测量模块、电源电路、显示器。 2、AD7755是美国 ANALOG DEVICES 公司生产的电能测量芯片，推荐的主时钟频率为 3.5795MHz ，工作温度范围为 -40～ 85℃ ，两路 16 位∑-△型模数转换器。 3、在以下计量芯片做成的电能表能准确测量电压、电流的是(D)。 A)AD7755 B)BL0931 C)BL0932 D)CS5460 ※美国CIRRUS LOGIC公司的CS5460芯片，精度可达2‰。 四)单相预付费电能表 1、什么叫预付费电能表？ 答：预付费电能表是一种由电能计量单元和数据处理单元构成的，使用户必须先付费方可用电的电能表。 2、在预付费表中常用的IC卡有三种： 存储卡 、 加密卡 、 CPU卡 。 3、在电能表使用的IC卡中，以下三种安全性能最好的是(C)。 A)存储卡 B)加密卡 C)CPU卡 4、简述存储卡、加密卡、CPU卡的特点。(P153) 5、简述IC卡表的优缺点。 答：优点：①不需要人工抄表；②可以解决一些用户的收费问题；③具有一定的防窃电能力； ④有利于用户增强电是商品的意识；⑤有利于用电管理部门提高现代化管理水平。 缺点：①投资较大；②与长寿命电能表相比功耗大；③需要增加营业网点； ④一些表计的设计可能会使线损无法统计，电价变化时无法进行调整，从而给电力管理部门带来电费损失。 五)单相复费率电能表 1、什么叫复费率电能表？ 答：复费率电能表就是有多个计度器分别在规定的不同费率时段内记录电能的电能表。 2、单相复费率电子表与普通单相电子表在结构上最大区别在于增加了 微处理器 电子模块。 3、黑白表只有(B)费率。 A)1个 B)2个 C)3个 D)4个 ※黑白表实际上是单相复费率表的一种特例，即只有白天和黑夜两个时段和费率。 六)防窃电电能表 1、简述六种电子式电能表的防窃电办法。 答：①防反接电流线窃电； ②防表外短接电流线窃电； ③使用防窃电专用计量芯片； ④防断TV窃电； ⑤防软件窃电； ⑥利用远方通信实时监测防窃电。 2、简述防软件窃电的方法。(P160) 答：①软件加密法； ②硬件加密法； ③“安全认证”法。 七)多用户电能表 什么叫多用户表？ 答：多用户表即由一块表对多个用户进行计量。四、电子式电能表检验(＊为89版规程的规定，在99版中有所变动) 1、检定电子表基本误差时，对其工作位置的垂直度 无 (有或无)要求。 ＊2、普通电子表在常规检验中应检验哪些项目？对于多功能电能表呢？ 答：电子式电能表的常规检定项目：①直观检查和通电检查；②工频耐压和绝缘电阻试验；③启动；④潜动；⑤停止试验；⑥基本误差测定；⑦标准偏差估计值测量；⑧24h变差测量；⑨常数试验。 电子式多功能电能表还应进行功能及其他性能的检定，包括：电能计量功能；最大需量功能；费率和时段功能；事件记录功能；脉冲输出；外接或内置编程器预置；显示；数据通信功能；其他扩展功能；计度器示值组合误差；最大需量示值误差的测定；日计时误差测定；反向功率影响测定；电源电压影响。 3、以下不属于电子表常规检验项目的是 (A) 。 A)冲击电压试验 B)停止试验 C)工频耐压试验 D)数据通信功能试验 ※冲击电压试验属于验收试验。 ＊4、电子表外部检查时发现哪些缺陷不予检定？ 答：①标志不完整，字迹不清楚，易被擦掉； ②表壳损坏，颜色不够完好； ③玻璃窗模糊，固定不牢或破裂； ④端钮盒固定不牢或损坏，固定表盖的螺丝和端钮盒内的螺丝不完好或缺少等。 ＊5、电子表通电检查时发现哪些缺陷不予检定？ 答：①对已编入程序的电能表自检不正常； ②显示器件各字段(液晶显示器无异常)显示不清楚、不正确； ③复零后不能正常工作； ④开关、操作键、按钮等应灵活可靠，无卡死或接触不良情况。 ＊6、在周期检定电子表时，可用 1000V 兆欧表测定绝缘电阻，在相对湿度不大于 80% 的条件下，辅助电源端子对表壳、输入端子对表壳、输入端子对辅助电源端子的绝缘电阻不低于 100MΩ 。 ＊7、0.5级电子表的最大启动电流不超过 (B) 。 A)0.2%Ib B)0.3%Ib C)0.4%Ib D)0.5%Ib ※启动电流限值(表5-24) 电能表准确度等级0.20.512 启动电流值0.2%Ib0.3%Ib0.4%Ib0.5%Ib ＊8、潜动试验中，220V/5(20)A、2级电子表在多长时间内，电能脉冲输出端不产生多于一个的脉冲？ 解：最短的试验时间⊿t计算公式如下： 对1级表：⊿t=600×106/CmUnImax (min) 对2级表：⊿t=480×106/CmUnImax (min) 对0.2S(0.2)和0.5S(0.5)级表：⊿t=20×60×1000/CPQ (min) 9、单相电子表在进行误差试验时应检哪些负荷点？ 答：检定单相及平衡负载时三相电能表应调定的负载： 功率因数cosφ=1.0cosφ=0.5Lcosφ=0.8C 负载点0.1 Ib，0.5 Ib，Ib，Imax0.2 Ib，0.5 Ib，Ib，Imax0.2 Ib，0.5 Ib，Ib，Imax 10、检定0.2级电子表时，标准电能表脉冲数不应少于 (B) 。 A)10000 B)5000 C)2000 D)1000 ※检定时应使标准表和被检表累计的脉冲数字不少于下表的规定。 电能表准确度等级0.20.512 最少累计数500020001000500 ＊11、在参比电压下，负载电流为0.06Ib的0.5级电子表的允许误差限值为 ±0.75% 。 ※电子式电能表误差限值(表5-28)： 负载电流功率因数各等级电能表误差极限(%) 0.20.512 0.05Ib≤I≤0.1Ib1.0±0.3±0.75±1.5±2.5 0.1Ib≤I≤Imax±0.2±0.5±1.0±2.0 0.1Ib≤I≤0.2Ib±0.3±0.75±1.5±2.5 0.2Ib≤I≤0.1Imax0.5L，0.8C±0.2±0.5±1.0±2.0 12、电能表的标准偏差估计值测定是在 额定电压 和 基本电流 下，对功率因数为 1 和 0.5L 两个负载点，分别做不少于 5 次的基本误差测量。 13、电能表的标准偏差估计值计算中的基本误差值数据 需要 (需要或不需要)化整。 14、写出计算标准偏差估计值的公式。 答： 1 n S= ------ ∑ (Ei-E)2 (%) √ n-1 i=1 n----测量次数，n≥5 Ei----第i次测量的基本误差，% E----各次基本误差的算术平均值，% ＊15、简述电子表24h变差测量方法。 答：测得基本误差后将表置于常温下24h，再置于标准条件下，待温度平衡后测量额定电压、基本电流下，功率因数为1和0.5L两个负载点的误差。误差不得超过基本误差的限值，且误差变化量不得超过基本误差限绝对值的20%。 ＊16、电子表24h误差变化量不得超过基本误差限绝对值的 20% 。 ＊17、电子表24h变差测量需在 首次 (首次或周期)检定时测量。 ＊18、多功能电能表应至少能存储除本月外 (B) 个月的电量。 A)1 B)2 C)3 D)4 19、多功能电能表的转存分界时间应可 设置 。 20、多功能电能表应至少可以任意编程的 四 种费率和 八 个时段。 21、多功能电能表在辅助电源失电后，所有数据保存时间应不小于 180 天。 22、多功能电能表输出脉冲的宽度应不小于 80 ms。 23、多功能电能表的显示位数应不少于 6 位。 24、请写出计度器示值组合误差的计算公式。 答： (Ej Ef Ep Eg)－Eo E=----------------------------×100% Eo Ej----计度器尖时段的电能示值，kWh Ef----计度器峰时段的电能示值，kWh Ep----计度器平时段的电能示值，kWh Eg----计度器谷时段的电能示值，kWh Eo----测量单元计度器的总电能示值，kWh ＊25、简述最大需量示值误差的测定方法。 答：①用标准功率表法进行检验时，测量电源稳定度为0.05%/20min，标准功率表的准确度等级为0.1级及以上。在最大需量误差测量期间，应同时测量电能测量单元的实际误差γb。测量应在参比条件和负荷电流为0.05Ib、Ib和Imax且cosφ=1.0三个负荷点下进行。 ②在被检电能表的需量复零同时，记录标准功率表的读数和电能测量单元的相对误差。每隔1min记录一次标准功率表的读数，在一个需量周期结束时，读取被检电能表的最大需量示值P，计算出标准功率表读数的平均值Po，再按下式计算出被检电能表的实际最大需量误差γp， γp=(P－Po)/Po×100%－γb (%) 每个负荷点应进行两次测量，取两次误差平均值作为测量结果，并判断是否超差。 ＊26、试列举一种测量电子表日计时误差的方法。 答：①用时间频率测量仪器或日计时误差测试仪(准确度为10-7)，在电能表时间信号输出端子上进行测试，每次测量时间为2s，连续测量10次，取10次结果的平均值，即得到时间开关日计时误差。 ②可在进行组合误差测试的同时，将被检电能表连续运行96h，根据标准报时台的标准报时，每隔24h读取一次时间，通过计算得到平均日计时误差。 ③当电能表使用备用电池工作36h后，根据标准报时台的标准报时，每隔24h读取一次时间，读取4次。每次通电读时的时间应尽量缩短，通过计算得到备用电池平均日计时误差。 ＊27、简述反向功率影响试验方法。 答：电能表在参比电压、参比频率和电流为0.05Ib及cosφ=1.0条件上进行，试验过程中，工作时段不应改变。电能表在试验中应切换功率(电流)方向，连续试验两次以上，电能表不应有误脉冲输出。 ＊28、试述计度示值误差的测试方法及判断合格与否的计算公式。 答：电能表加参比电压、额定最大电流、功率因数为1，运行24h，电能表的计度示值误差应满足： ⊿E=∣n/C－E∣＜5×10-(a 2) n----计数器记录的累计电能表输出脉冲数 C----电能表常数 E----电能表计度累计值 a----电能表计度显示的小数位数 29、EMC试验又叫 电磁兼容 试验。 30、以下不属于EMC试验内容的是 (D) 。 A)高频电磁场 B)快速瞬变脉冲群 C)无线电干扰抑制 D)电压跌落 ※电磁兼容试验包括静电放电抗扰度试验、高频电磁场抗扰度试验、快速瞬变脉冲群试验、无线电干扰抑制试验。 31、在EMC试验时，电子表所有需接地的部件 应接地 。 32、静电放电的试验电压为 8 kV。 33、220V/10(40)A的单相电子表在静电放电试验中计度器不应产生大于(D)kWh的变化。 A)0.022 B)0.0022 C)0.088 D)0.0088 ※在静电放电的作用下，计度器不应产生大于X kWh的变化。(X=10-6×mUnImax) 34、高频电磁场抗扰度试验的试验场强为 10 V/m。 35、快速瞬变脉冲群试验时，电流和电压线路的试验电压为 (B) 。 A)4kV B)2kV C)1kV D)6kV 36、电子表的高温试验中的高温是指 (D) ±2℃。 A)40 B)50 C)60 D)70 37、电子表的低温试验中的低温是指 (D) ±3℃。 A)-50 B)-40 C)-30 D)-25 |
