文档介绍：电子式电能表电原理图分析
大纲:
电子式电能表原理(分类为5大部分:电源、采样计量、单片机处理、通讯、输出):
电表维修原则:1、通过现象查上一级电路输出的电压(或信号)是否正常。
2、上一级电路输出的电压(或信号)是正常的,则故障不在上一级电路,查本级电路。
3、上一级电路输出的电压(或信号)是不正常的,再查上上一级电路输出的电压(或信号)是否正常。
4、通过分级检测输出的电压(或信号)是否正常来确定故障的范围。
供电原理(讲原理时要画出电路,提及有故障时的现象和检测维修方法);
三相表供电原理:
变压器供电原理(详细讲解);
电原理图如下:
用变压器变压、整流、稳压对三相表进行供电,电路中有三个变压器。其中的每个变压器的工作原理都相同,只是各个变压器的初级输入电压是三相电压中的不同的相。对于三相四线电表:T1初级为A—N线电压,T2初级为B—N线电压,T3初级为C—N线电压;对于三相三线电表:T1初级为A—B相电压,T2初级为A—C相电压,T3初级为B—C相电压,对应我们经常在三相三线电表上显示的A相电压(为A—B相电压)、B相电压(为A—C相电压)、C相电压(为B—C相电压)。用三个变压器供电的好处是:1、当电网出现某一相或两相无电压时,电表仍然可以计量有电压的相的用电情况;2、增加电表供电的带载能力,保证电表的正常工作。
现以变压器T1为例详细说明以上供电电路的工作原理:
压敏电阻RV1
压敏电阻的工作原理
顾名思义,压敏电阻就是对电压敏感,由电压的改变而改变自身的电阻,我公司使用的压敏是正常时为开路,当电压达到一定值时(压敏的动作电压),压敏电阻会非常快速地阻值下降到零(短路。这个时间为t、t为1nS—10 nS,t因选择的压敏型号不同而不同)。而对多少电压值(动作电压)会开始阻值下降也是因选用的型号不同而不同,一般是型号上的数值。比如:20K510的压敏电阻,则最大不动作电压为510V,可以查相关的电子元件资料,电子文档文件路径:Z:\研发中心\综合组\陈大全。
压敏电阻RV1在本电路中的作用
当输入电表的电压线上有带高能量的短时高电压时,压敏电阻动作,使高电压短路(A—N,三线为A—B),达到保护电表的目的。此处的高电压不是由于错误接线产生的380V或420V之类的持续高压,而是由于雷电或其他情况产生的短时浪涌电压。
压敏电阻特别注意事项
压敏电阻在动作时可以承受1000A甚至于8000A的电流(因型号不同而不同),但是不能持续工作在动作状态(短路状态),因为压敏电阻是一种耗尽型的电子元件,通俗地说就是“动作一次就少一次,直至最后烧毁”,如果压敏电阻一直工作在动作状态(短路),那压敏电阻会因为电流持续时间长而爆炸。最初的电子式电能表使用380V的动作电压压敏电阻时,就有过电网发生接地故障(产生压敏两端一直有380V电压)而使整条电网线路上的电子式电表压敏电阻都爆炸的事件。后来就用420V的,再后来又认为420V的还不保险,现在就用510V的。
热敏电阻PTC1
热敏电阻的工作原理
热敏电阻在正常状态下呈现一个固定的阻值[我们使用的热敏电阻的型号中有(30Ω—60Ω)的标记,这个标记不是指一个热敏电阻的阻值在正常情况下可以在到一定值时(动30Ω—60Ω之间变化,而是指这一批的热敏电阻的阻值在30Ω—60Ω的范围内。],当通过热敏电阻的电流达作电流,因热敏电阻的型号不同而不同),热敏电阻的阻值会增大,按照欧姆定律I=U/R的原理,使流过有热敏电阻的回路中电流降低,保护此回路中的其他器件。
热敏电阻PTC1在本电路中的作用
以上电路中,热敏电阻和T1初级串联,当输入电压正常时,此时热敏电阻和T1初级串联的回路中的电流为电表正常的电流(因为国标要求电表单相功耗不能超过2W,且要保证供电电路为电表提供足够的工作电流,由P=UI可以得出三相四线220V电表一般为10毫安左右),热敏电阻处于正常状态(固定的阻抗,因选择的型号不同而不同)。当输入电压变大时(一般是接地故障),热敏电阻和T1初级串联的回路中的电流也将变大,当此电流达到或超过热敏电阻的动作电流时,热敏电阻将动作,热敏电阻阻值会变大,而阻值变大的速度取决于此时电流的大小,电流越大,速度越快。当热敏的阻值变大时,由欧姆定律I=U/R,可以得出整个回路的电流将变小,T1初级得到保护。如果没有热敏电阻,T1初级的电流过大后,线圈会发热,发热的热量会使T1的绕组(漆包铜线)上的绝缘漆熔化,从而导致T1绕组匝间短路,最后烧毁T1。如果变压器本身能承受420V时的电流而不会烧毁(不会出现匝间短路),那是最好的,可以不用热敏电阻。并且,变压器如果输入端为420V时,变压器次级输出的电压必须满足:整流后的电压值不能大于滤波电容的耐压值