3.3　電能表

電能表又稱電度表，是一種用來計算用電量（電能）的測量儀表。電能表可分為單相電能表和三相電能表，分別用在單相和三相交流電源電路中。根據工作方式的不同，電能表又可分為電子式和機械式兩種：電子式電能表利用電子電路來驅動計數機構對電能進行計數；機械式（又稱感應式）電能表利用電磁感應產生的力矩來驅動計數機構對電能進行計數。常見的電能表外形如圖3-17所示。

3.3.1　電能表的接線

1. 單相電能表的接線

在使用電能表時，只有與線路正確連接才能令電能表正常工作。如果連接錯誤，輕則會出現電量計數錯誤，重則會燒壞電能表。在接線時，除了要注意一般的規律，還要認真查看電能表的接線說明圖。單相電能表的接線如圖3-18所示。

2. 三相電能表的直接接線

三相電能表用于三相交流電源電路中，如果負載功率不是很大，則三相電能表可直接接在三相交流電源電路中。三相電能表的直接接線（三相四線式）如圖3-19所示。

3. 三相電能表的互感式接線

電流互感器是一種能增大或減小交流電流的器件，其外形與工作原理如圖3-20所示。

1 一次繞組電流I1流過一次繞組N1。

2 N1產生磁場，磁場通過鐵芯穿過二次繞組N2，N2兩端有電壓產生。

3 與N2連接的電流表有二次繞組電流I2流過。

電流互感器的一次繞組電流I1與二次繞組電流I2存在如下關系：

從上式可知，繞組流過的電流大小與匝數成反比，即匝數多的繞組流過的電流小，匝數少的繞組流過的電流大，N2/N1稱為變流比。

當電能表需要用在大電流電路中時，可在電源線與電能表之間添加電流互感器。三相電能表的互感式接線（三相四線式）如圖3-21所示。

注意：在利用連接電流互感器的電能表測量電路電量時，測得的值并不是電路的實際用電量（實際用電量等于測得的值與電流互感器的變流比的乘積）。例如，電流互感器的變流比為400/5，電能表測得的值為10kW·h，那么實際用電量為800kW·h（10kW·h×400/5=800kW·h）。

3.3.2　電能表的比較

與機械式電能表相比，電子式電能表具有精度高、可靠性高、功耗低、過載能力強、體積小和重量輕等優點。根據顯示方式的不同，電子式電能表可分為滾輪顯示電能表和液晶顯示電能表，如圖3-22和圖3-23所示。

? 滾輪顯示電能表的面板上沒有鋁盤，不能帶動滾輪計數器（內部安裝一個小型步進電機）。在測量時，電能表每通過一定的電量，測量電路就會產生一個脈沖。該脈沖可驅動電機旋轉一定的角度、帶動滾輪計數器轉動并進行計數。

? 液晶顯示電能表由測量電路輸出顯示信號，并直接驅動液晶顯示器顯示電量數值。

電子式電能表與機械式電能表的區別如圖3-24所示。

查看面板上有無鋁盤（電子式電能表無，機械式電能表有）；查看面板型號（若面板型號的第3位為字母S，則為電子式電能表，否則為機械式電能表，如DDS633為電子式電能表）；查看常數單位（電子式電能表的常數單位為imp/kW·h；機械式電能表的常數單位為r/kW·h）。

3.3.3　電能表的選用

在選用電能表時，先要確定電源類型是單相還是三相，再根據電源負載的功率確定電能表的電流規格。對于220V單相交流電源電路，應選用單相電能表，最大測量功率P與電能表額定最大電流I的關系：P=I×220；對于380V三相交流電源電路，應選用三相電能表，最大測量功率P與電能表額定最大電流I的關系：P=3I×220。電能表的常用電流規格及對應的最大測量功率如表3-1所示。