[科普中国]-电力定量器

概述

电力定量器是对电力使用情况进行监控的仪器，它的主要功能有超负荷指示(报警)和超负荷控制(跳闸)等。 目前国内生产的电力定量器主要有电流型、电功率型和电能型三种类型。电流型电力定量器利用测量电流来控制动力负荷装置．在供电电压变化不大、负荷比较稳定的情况下使用，由于其误差较大，基本已被淘汰。电功率型电力定量器是用功率表来测量负荷功率并控制动力负荷装置的，它以三相功率表作为测量元件，由控制电路和继电器为控制元件。电能型电力定量器用电能表作为测量元件，并在其上加装机械式电能定量计数器(指示针)，具备电能定量功能。除测量元件外，其工作原理和电功率电力定量器基本相同，所以它可对电能和功率同时进行定量控制。随着单片机技术的发展，近年来已有以单片机或嵌入式系统为控制核心的电力定量器问世。21

分类功率型定量器定义：由电气、机械结构和电子线路组成的，对供电线路或用电负荷实行定时、定量(包括电功率、电能、电流)控制的监控设备。

主要由石英钟控，电功率变换器，直流毫安表，振荡、放大、二级延时电路和输出继电器等构成。石英钟控用于控制整机投入运行和退出运行。用电负荷通过电流、电压互感器接入功率变换器,由功率变换器输出的直流电送入槽形直流电流表,实际用电功率为电流表表面指示值乘以互感器总倍率。电流表的指示值为交流电路的二次功率。功率型电力定量器使用时，先将分配的用电指标除以互感器总倍率，使其转换为二次功率，然后由电业或安装单位将电流表红色定值指针整定到相应的刻度上，同时根据地区调荷要求,在石英钟控上设置几个高峰时段。在高峰时段内,石英钟控使整机投入运行，由电流表上的黑针指示值乘以互感器的总倍率，获得该时实际用电负荷。振荡回路内有个检测线圈，装在定值针杆上。正常用电时，电流表黑针上的小铝旗在检测线圈外，振荡电路正常工作。当超过用电指标用电时，小铝旗进入检测线圈使振荡停止，输出信号启动第一级延时电路，延时18 ± 4 秒钟后，发出报警信号,同时启动第二级延时电路（通常有5分、10分两种),以便用电部门主动降低负荷。如果连续超用电，到达第二级延时电路限值时，定量器发出跳闸信号。跳闸后，必须待高峰时段过去，由电力定量器自动恢复供电，或由电业部门复置供电。如在跳闸前将用电负荷降到指标内，则小铝旗退出检测线圈，振荡恢复，报警停止，二级延时电路恢复原状，用电继续受电力定量器监控，直到高峰时段过后，电力定量器退出运行。 功率型电力定量器的主要技术指标为:仪表精度2.5级，额定电压有100伏和220伏，额定电流5安,额定频率50赫，钟控精度为日差综合型定量器

由三相电能表、石英钟控、功率控制电路板、日电量控制组合机构及输出继电器等组成。功率及电量均由电能表内振荡器取样。电能表每转一圈，发出一个或多个采样脉冲。由于电能表转盘的转速与用电负荷成正比，因此电能表发出的两个脉冲间的时间是与负荷成反比的。制造厂根据电能表转数计算出电能表每转的准确时间，并用RC电路建立11个时间量范，如二次额定功率从200～800瓦，则每隔50瓦作一个时间量范，并由单刀双掷开关作定值整定。根据分配用电指标折合的二次功率作整定值。高峰时段内，功率监控投入运行，当用电负荷超过指标用电时，两脉冲时间间隔小于标准时间，比较电路发出信号，启动报警延时回路，连续一分钟超计划指标用电，就发出报警信号；连续超用10分钟,跳闸延时回路动作,发出跳闸信号并跳闸。日电量控制机构部分由电量指针、电量报警指针及电量跳闸指针构成。跳闸指针指示所划指标，电量指针由电能表转轴直接带动。当电量指针随着用电量而逐渐增加达到与报警指针重合时，发出报警信号；当它与跳闸指针重合时，发出跳闸信号，切断供电电源。午夜零点，由钟控控制电磁耦合器使电量指针返回零，重新恢复第二日供电。日电量控制范围为0～20千瓦时， 实际最大日用电量控制范围为20千瓦时乘互感器总倍率。2

电流型定量器电流型电力定量器本身不包括石英钟控，由外接石英钟控来控制定量器的投入和退出运行。在用电高峰时段,定量器投入运行,用电负荷的大小反映在电流值上。定量器的输入为A、C二相电流，并经电流互感器转换成电压信号，再采用电阻分压的方式获得定值整定电压，经整定后叠加到定值比较电路。当用电电流未超过整定值时，定量器不发报警信号；当用电电流连续大于计划分配的相应电流整定值时，经比较电路比较后使启动电路工作，15秒钟后，报警延时电路动作报警，同时启动延时跳闸电路，经5～15分钟后,跳闸回路动作，切断部分用电负荷。未跳闸前如降低用电负荷到计划指标内，则报警解除，保持正常用电。2