营业用电专业电能表修校工中级工理论知识复习题


营业用电专业电能表修校工中级工理论知识复习题

一、判断题(正确的请在括号内打“√”,错误的请在括号内打“×”,每题2分,共192分)
1.现场运行的电能表,由于有时与电能表实际连用的电流、电压互感器的额定变比K'I,K'U与原铭牌上标示的额定变比KI,KU不同,其示数乘于实际倍率后,才能得到应测的电量,那么它的实用倍率为 。( )
答案:×
2.DS864-2型三相三线有功电能表铭牌标注额定电压3×100V,标定电流3×3(6)A,常数为1000r/(kWh),则其圆盘的额定转速为0. 14433762r/s。( )
答案:√
3.三相三线有功电能表电压A、B两相接反,电能表反转。( )
答案:×
4.3×5A,3×100V三相三线有功电能表,经200/5A电流互感器和10000/100V的电压互感器计量,则其实用倍率为4000。( )
答案:√
5.三相三线有功电能表校验中,当调定负载功率因数cos =0.866(容性)时,A、C两元件cosθ分别为0.866(感性)、0.866(容性)。( )
答案:×
6.测定1.0级电能表误差,要求施加电压和电流的波形畸变系数不大于5(B)m-n-1;(C)m-n;(D)m+n+1。
答案:A
76.RLC串联谐振电路总电抗和RLC并联谐振电路总电抗分别等于( )。
(A)∞和0;(B)∞和∞;(C)0和0;(D)0和∞。
答案:D
77.有一只内阻为0.5MΩ,量程为250V的直流电压表,当它的读数为100V时,流过电压表的电流是( )mA。
(A)0.2;(B)0.5;(C)2.5;(D)0.4。
答案:A
78.有一只内阻为200Ω,量程为1mA的毫安表,打算把它改制成量限为5A的电流表,应该并联( )的分流电阻。
(A)0.25Ω;(B)0.08Ω;(C)0.04Ω;(D)0.4Ω。
答案:C
79.关于有功功率和无功功率,错误的说法是( )。
(A)无功功率就是无用的功率;(B)无功功率有正有负;(C)在RLC电路中,有功功率就是在电阻上消耗的功率;(D)在纯电感电路中,无功功率的最大值等于电路电压和电流的乘积。
答案:A
80.关于电感L、感抗X,正确的说法是( )。
(A)L的大小与频率有关;(B)L对直流来说相当于短路;(C)频率越高,X越小;(D)X值可正可负。
答案:B
81.RLC串联电路中,如把L增大一倍,C减少到原有电容的1/4,则该电路的谐振频率变为原频率f的( )。
(A)1/2倍;(B)2倍;(C)4倍;(D)1.414倍。
答案:D
82.正弦交流电的平均值等于( )倍最大值。
(A)2;(B)π/2;(C)2/π;(D)0.707。
答案:C
83.有一个直流电路,电源电动势为10V,电源内阻为1Ω,向负载R供电。此时,负载要从电源获得最大功率,则负载电阻R为( )Ω。
(A)∞;(B)9;(C)1;(D)1.5。
答案:C
84.强制检定的周期为( )。
(A)由执行强制检定的计量检定机构根据计量检定规程确定;(B)使用单位根据实际情况确定;(C)原则上是每年检定一次;(D)原则上是每二年检定一次。
答案:A
85.设Um是交流电压最大值,Im是交流电流最大值,则视在功率S等于( )。
(A)2UmIm;(B) UmIm;(C)0.5UmIm;(D)UmIm。
答案:C
86.在并联的交流电路中,总电流等于各分支电流的( )。
(A)代数和;(B)相量和;(C)总和;(D)方根和。
答案:B
87.电流周围产生的磁场方向可用( )确定。
(A)安培定则;(B)左手定则;(C)楞次定律;(D)右手定则。
答案:A
88.电力部门电测计量专业列入强制检定工作计量器具目录的常用工作计量器具,没有( )。
(A)电能表;(B)测量用互感器;(C)指示仪表;(D)绝缘电阻、接地电阻测量仪。
答案:C


三、计算题(每题10分,共270分)
1.用参比电压220V,基本电流5A,0.2级的标准电能表〔常数1800r/(kWh)〕,校验参比电压为220V,基本电流5A,常数为3000r/(kWh)的2.0级单相电能表,在基本电流下cos =1时,将被校表的相对误差r调在±1%的范围内,求标准电能表的算定转数和标准表允许的最大、最小实测转数为多少?

答案:解:当被校表选取N=10转时,标准表的算定转数:
(1)
若将被校表的相对误差r调在±1%的范围内,即-1%≤ ×100%≤1%,有:
(2)
(3)
答:标准表算定转数为6转,标准表允许的最大实测转数为6.06转,标准表允许的最小实测转数为5.94转。
2.某单相检定装置的标准电流互感器是0.05级,额定二次容量为10VA,而校验台的电流回路二次连接的阻抗是:标准表0.15Ω,功率表0.1Ω,电流表0.15Ω,回路的导线及接触电阻共0.2Ω,试求该回路实际二次负荷容量为多少?是否符合要求?

答案:解:电流互感器二次回路的实际总阻抗为:
Z=0.15+0.1+0.15+0.2=0.6(Ω)
实际负荷容量为:
S=I2Z=52×0.6=15(VA)
答:该回路实际二次负荷容量为15VA,大于标准电流互感器的额定二次容量10VA,故不符合要求。
3.一居民用户电能表常数为3000r/(kWh),测试负荷为100W,电能表1转需多少时间?如果测得1转的时间为11s,误差应是多少?

答案:解:t=1× ×3000=12(s)
r= ×100%=9.1%
答:电表转1转需时12s,如测得1转的时间为11s,实际误差为9.1%。
4.有一只三相电能表,其铭牌标有×100,3× V、3× A,该表通过额定变比 , 的电压、电流互感器接入电路运行,试求实际倍率BL。

答案:解:
KU= =30 KI= =20
K'U= =60 K'I= =50

答:实际倍率BL为500。
5.检验2级有功电能表,满负荷cos =1时,标准表算定转数是5r,实测为第一次转4.899,第二次转4.995,计算相对误差,并按步骤化整,结论是否合格,为什么?

答案:解:取两次数据的平均值进行误差计算:

按0.2化整间距,2.103%化整为2.2%
答:该表不合格,因为化整后超过JJG307-88《交流电能表检定规程》规定的基本误差限。
6.用三只额定电压为100V,标定电流为5A,常数为1800的标准电度表,检验一只2.0级三相四线有功电度表,已知这只被试电度表的额定电压为3×380/220V,标定电流为40A,常数为60r/(kWh),请按要求选择合适的标准互感器变比,并计算在检验cos =1,100%Ib时被试电度表应该选多少转?并计算出标准表的算定转数。

答案:解:由题意可知标准电度表应通过220V/100V的电压互感器和40A/5A的电流互感器接入。
按照规程规定,标准电度表的转数应不少于3r,故

所以选被检表转数N大于2r
当N=2时,标准表的算定转数

答:被检表转数大于2r,标准表的算定转数为3.409r。
7.有一只单相电能表,常数C=2500r/(kWh),运行中测得每转的时间是4s,求该表所接的负载功率是多少?

答案:解:
答:该表所接的负载功率为360W。
8.某低压用户,电流互感器变比为50A/5A,配装三相四线有功电能表常数为1500r/(kWh),现场用秒表测量,观察功率表,读数为30kW,负荷稳定,如果表计运行正常,电能表转10圈应用多少时间?

答案:解:

式中 KI--电流互感器变比;
C--电能表常数。
由上式可得

=8(s)
答:如运行正常,电能表转10转应用时间为8s。
9.已知二次所接的测量仪表的总容量为10VA,二次导线的总长度为100m,截面积为2.5mm2,二次回路的接触电阻按0.05Ω计算,应选择多大容量的二次额定电流为5A的电流互感器?铜线的电阻率ρ=0.018Ωmm2/m。

答案:解:按题意需先求二次实际负载的大小
S2=Sm+I2X(rc+rl)

答 :应选择额定二次容量为30VA的电流互感器。
10.被检的三相四线带附加电流线圈的无功电能表的规格为2.0级,3×380V、5A、400r/(kvarh);用三只单相100V、5A、1800r/(kWh) 的标准电能表按跨相90°的方式接线进行误差测定,试求标准电能表的算定转数。

答案:解:按题意,标准表应通过380V/100V的标准电压互感器接入,标准表按跨相90°方式接线系数kj= ,对于2.0级电能表,选取N为10r。
标准表算定转数为

答:标准表的算定转数为20.51r。
11.用一台220V,5A常数为900r/(kWh)的0.2级单相标准电能表测定一台220V,5A,常数为1500r/(kWh)的2.0单相电能表的相对误差。当被检查转10圈时,试求标准电能表的算定转数。

答案:解:取N=10
标准表算定转数为

12.如图D-12所示,有一只电感线圈,现欲确定它的参数R和L,由于只有一只安培表和一只R1=1000Ω的电阻,将电阻与线圈并联,接在f=50Hz的电源上,测出各支路的电流,就能计算出R和L,现已测得:I=0.04A,I1=0.035A,I2=0.01A,试计算R和L。


图 D-12

答案:解:根据题意,可作相量图,以 为参考相量,见图D-13


图 D-13


∴ =arccos0.3928=66.9°
a、b间的电压 = R=0.035/ 0°×1000=35/ 0°(V)
=0.01-/-66.9°(A)
∴线圈的阻抗Z= = =3500/ 66.9°(Ω)
Z=(1373+j3219)Ω,R=1373Ω,L=XL/ω=10.3H
答:R为1373Ω,L为10.3H。
13.已知一电感线圈的电感L为0.551H,电阻R为100Ω,当将它作为负载接到频率为50Hz的220V电源时,求:
(1)通过线圈的电流大小。
(2)负载的功率因数。
(3)负载消耗的有功功率。

答案:解:(1)设负载电流为I,则

(2)负载功率因数为

(3)负载消耗的有功功率为
P=I2R=1.12×100=121W
答:电流为1.1A,功率因数为0.5,有功功率为121W。
14.有一单相电动机,输入功率为1.11kW,电流为10A,电压为220V:
(1)求此电动机的功率因数。
(2)并联电容100μF,总电流为多少?功率因数提高到多少?

答案:解:(1)电动机的功率因数
(2)电容电流IC=ΩCU=314×100×10-6×220=6.9(A)
并联电容器后总电流的水平分量仍等于电动机电流的水平分量
IX=Isin =I1cos 1=10×0.5=5(A)
总电流的垂直分量为
Iy=Isin =I1sin 1-IC=10sin60°-6.9=1.76(A)


答:此电动机的功率因数为0.5。并联电容后总电流为5.3A,功率因数提高到0.94。
15.有一个RLC串联电路,见图D-10,R=100Ω,L=2H,C=10μF,频率f=50Hz,求电路的复数阻抗,并求出与该电路等效的并联电路。


图 D-10

答案:解:已知R=100Ω,XL=2πfL=2×3.14×50×2=628(Ω)

所以阻抗为
Z=R+j(XL-XC)
=100+j(628-318)
=100+j310(Ω)
该电路相当于一个R、L并联电路,见图D-11,等效导纳为


图 D-11


∴R'= =1053(Ω)

=1.08(H)
答:电路的复阻抗为100+j310(Ω)。
16.有一个三相负载,每相的等效电阻R=30Ω,等效电抗XL=25Ω。接线为星形,当把它接到线电压U=380V的三相电源时,试求负载消耗的电流I、功率因数cos 和有功功率。

答案:解:因为是对称三相电路,所以各相电流相等,设为I,则:
(1)负荷载消耗的电流为

相电流等于线电流,且相角差依次为120°。
(2)功率因数为

(3)三相有功功率为

答:负载消耗的电流为5.6A,功率因数为0.77,三相有功功率为2840W。
17.当用公式 计算电流时,已知电压数的读数是100V,误差是5V,电阻标称值是400Ω,误差是-0.5Ω,求电流的误差和电流实际值。

答案:解:已知 ,则有误差传播式
ΔI=(RΔU-UΔR)/R2
=〔400×5-100×(-0.5)〕/(400)2
=0.0128(A)
所以电流实际值为
答:电流的误差为0.0128A,电流实际值为0.2372A。
18.利用测量电压和电阻的方法,靠公式 计算功率时,已知电压U=100V,修正值+0.2V,电阻为50Ω,修正值为0.2Ω,若不进行修正时,求功率合成误差及功率实际值。

答案:解:设功率测量误差为rP,则:

功率的实际值为P,则:

19.欲测量60mV电压,要求测量误差不大于0.4%,现有二块电压表,一块量程为0~75mV,0.2级毫伏表,一块为量程为0~300mV,0.1级毫伏表,问应选哪一块毫伏表,并说明理由。

答案:解:量程为0~75mV,0.2级毫伏表的允许误差Δ1=75×0.2%=0.15mV
量程为0~300mV,0.1级毫伏表的允许误差Δ2=300×0.1%=0.3mV
而测量60mV电压的误差要求不大于
Δ=60×0.4%=0.24(mV)
所以应选用75mV,0.2级毫伏表。
答:应选用75mV,0.2级毫伏表。
20.如图D-9所示,电动势E=10V,R1=4Ω,R2=10Ω,R3=5Ω,R4=3Ω,R5=10Ω,R6=5Ω,求电流I3和I1。


图 D-9

答案:解:首先求出总电流I1:

Ubd=E-I1R1=10-1.54×4=3.85(V)

答:I3=0.128A,I1=1.54A。
21.某对称三相电路的负载作星形连接时,线电压为380V,每相负载阻抗R=10Ω,XL=15Ω,求负载的相电流。

答案:解:(1)
(2)
(3)
答:负载的相电流为12.2A。
22.在标准的工作条件下,用一只测量上限为100V的0.5级电压表测量50V左右的电压时,绝对误差的极限值是多少?相对测量误差的极限值是多少?

答案:解:绝对误差的极限值取决于电压表本身,得
ΔUN=UNγN=100×0.005=0.5(V)
相对误差的极限值还与被测量值的大小有关,即

答:绝对误差的极限值是0.5V,相对误差的极限值是1%。
23.在标准的工作条件下,用一只测量上限为200V的0.5级电压表测量100V左右的电压时,绝对误差的极限值是多少?相对测量误差的极限值是多少?

答案:解:绝对误差的极限值取决于电压表本身,得
ΔUN=UNγN=200×0.005=1.0(V)
相对误差的极限值与被测量值的大小有关,即

答:绝对误差的极限值是1.0V,相对误差的极限值是1%。
24.有一只旧毫安表,不知其量程,已知其内部接线如图D-8所示,Rg=1000Ω,R1=1000Ω,表头满刻度电流为500μA,若改制成量限为300V的电压表,问应在外电路串联阻值为多大的电阻?


图 D-8

答案:解:设该毫安表的量程是I,则

=1000(μA)=1(mA)
设并联电路等效电阻为Rp,则

设改制后的电压量限为U,应串联电阻为R2,则

答:应串联299.5kΩ电阻。
25.有一只内阻为Rg=100Ω,量程为500μA的1.0级微安表,准备改制为5mA和50mA两个量限的毫安表,见图D-7,求分流电阻R1和R2。


图 D-7

答案:解:设量程为50mA时的满刻度电流为I1,表头满刻度电流为Ig,由并联支路电压相等的关系可得
(I1-Ig)R1=Ig(Rg+R2)
(50-0.5)R1=0.5(100+R2)
49.5R1-0.5R2=50 ①
设量程为5mA时的满刻度电流为I2
(I2-Ig)(R1+R2)=IgRg
R2+R1=11.111 ②
由式①和式②可得:
R1=1.11Ω
R2=10Ω
答:分流电阻R1为1.11Ω;分流电阻R2为10Ω。
26.某电阻经高等级标准检定,其实际值为1000.06Ω,用普通电桥测量时,其测量结果为1000.03Ω,求测量误差。

答案:解:已知X0=1000.06(Ω),X=1000.03Ω,所以测量误差为
ΔX=X-X0
=1000.03-1000.06
=-0.03(Ω)
答:测量误差为-0.03Ω。
27.有一只量限为100μA的1.0级直流微安表,内阻是800Ω,现打算把它改制成量限为1A的电流表(见图D-6),问在这个表头上并联的分流电阻R为多大?


图 D-6

答案:解:根据题意可知,当改制后量限为1A时,流经R的电流为
I0=I-Ig
=(1-100×10-6)A
表头和分流电阻R并联,并联支路的电压降相等,即
IgRg=(I-Ig)R

答:因微安表的准确度等级仅为1.0级,所以分流电阻的计算值,在此情况下取三位有效数字足够,故为0.08Ω。


四、简答题(每题5分,共345分)
1.用隔离变压器(TV)和互感器校验仪测量二次回路的电压降时,应注意哪些事项?

答案:(1)测量应在TV端子箱处进行。
(2)电能表至测量点应放足够容量的绝缘线,且应全部放开,不得盘卷,以保证测量误差的准确。
(3)放(收)线时,应注意与高压带电体的安全距离,防止放(收)线时,弹至高压带电体而造成事故。
(4)TV二次引线和电能表端放过来的导线均应送至各自刀闸,待确认电压是同相和极性正确后,再送入校验仪进行测量。
(5)隔离TV在接入被测TV二次时,应先限流,以防隔离TV的激磁电流冲击被测电压互感器而造成保护动作。
2.如何对经过恢复性检修的电能表进行预调?

答案:对经恢复性检修的电能表进行预调的步骤是:
(1)将被检表通以额定电压、标定电流,并使滞后电压90°。
(2)再调整被检表的相位调整装置,使圆盘不转动且略有正向蠕动,以缩短校验时间。
3.在现场对电流互感器进行角差、比差测试时应注意哪些事项?

答案:(1)测试用电源及电源线应有足够容量,且电源线不得盘卷。
(2)升流器二次线应尽量短,以免电流升不到需要值。
(3)二次侧多绕组的电流互感器,应认清计量绕组,并将其他绕组短接,以防继电器动作,或其他绕组开路。
(4)被测电流互感器一次侧两边必须有明显断开点,并挂接地线,在测量时方可取掉,测完后马上恢复。
4.带实际负荷用六角图法检查电能表接线的步骤是什么?

答案:(1)用电压表测量各相、线电压值是否正确,用电流表测量各相电流值。
(2)用相序表测量电压是否为正相序。
(3)用相位表(或瓦特表,或其他仪器)测量各相电流与电压的夹角。
(4)根据测量各相电流的夹角,在六角图上画出各相电流的位置。
(5)根据实际负荷的潮流和性质分析各相电流应处在六角图上的位置。
5.感应式电能表中对轴承和转动元件的安装有何要求?

答案:(1)首先将轴承和转动元件清洗好后,在转轴衬套内的储油孔内注入适量表油,再将钢珠、宝石组装好,组装时禁止用手直接接触钢珠和宝石。
(2)调整轴承高度使圆盘在电流、电压元件间隙中自由转动,且圆盘上间隙略大于下间隙。
(3)用手轻轻压圆盘靠中心部位,检查轴承中的弹簧是否良好。
6.简述无功电能的测量意义。

答案:对电力系统来说,负荷对无功功率需求的增加,势必降低发电机有功功率的发、送容量,这是很不经济的,并且经远距离的输电线路传输大量的无功功率,必将引起较大的有、无功功率和电压损耗,为此要求用户装设无功补偿装置,使无功得以就地供给,以提高系统的功率因数,减少损耗。无功电能的测量,主要就是用来考核电力系统对无功功率平衡的调节状况,以及考核用户无功补偿的合理性,它对电力生产、输送、消耗过程中的管理是必要的。
7.在高压设备上的检修工作需要停电时,应采取什么措施?

答案:(1)将检修设备停电,必须把各方面的电源完全断开,禁止在只给断路器断开电源的设备上工作,工作地点各方必须有明显断开点。
(2)任何运行中的星形接线的中性点,必须视为带电设备。
(3)必须从高、低压两侧断开各方面有关的变压器和电压互感器隔离开关,防止向停电设备反送电。
(4)断开断路器和隔离开关的操作电源,并将隔离开关操作把手锁住。
8.对电气设备的验电有何要求?

答案:(1)验电前,应先在有电设备上进行试验,确证验电器良好。
(2)必须用电压等级合适而且合格的验电器在检修设备进出线两侧各相分别验电。
(3)若在木杆、木梯或木架上验电,不接地线不能指示时,可在验电器上接地线,但必须经值班负责人许可。
(4)高压验电时,必须戴绝缘手套。
(5)330kV及以上的电气设备,可用绝缘棒代替验电器验电。
9.电能计量器具的验收有哪些内容?

答案:验收内容包括:装箱单、出厂检验报告(合格证)、使用说明书、铭牌、外观结构、安装尺寸、辅助部件、功能和技术指标测试等,均应符合订货合同的要求。
10.什么叫高压、低压、安全电压?

答案:对地电压在250V及以上的为高压;对地电压在250V以下的为低压;对人体不会引起生命危险的电压叫安全电压。
11.在带电的电流互感器二次回路上工作时,应采取哪些安全措施?

答案:(1)短路电流互感器二次绕组时,必须使用短路片或专用短路线。
(2)短路要可靠,严禁用导线缠绕,以免造成电流互感器二次侧开路。
(3)严禁在电流互感器至短路点之间的回路上进行任何工作。
(4)工作必须认真、谨慎,不得将回路的永久接地点断开。
(5)工作时必须有人监护,使用绝缘工具,并站在绝缘垫上。
12.在带电的电压互感器二次回路上工作时,要采取哪些安全措施?

答案:(1)使用绝缘工具,戴手套,必要时工作前停用有关保护装置。
(2)接临时负载时,必须装有专用的刀闸和可熔保险或其他降低冲击电流对电压互感器的影响。
13.供电电压的质量表现在哪几方面?

答案:(1)电压的闪变。
(2)偏离额定值的幅度。
(3)电压正弦波畸变程度。
14.工作负责人(监护人)在完成工作许可手续后,应怎样履行其职责?

答案:(1)应向工作班人员交待现场安全措施,带电部位和其他注意事项。
(2)应始终在工作现场对工作班人员的安全认真监护,及时纠正违反安全的动作。
(3)工作负责人(监护人)在全部停电时,可以参加工作班工作;在部分停电时,只有在安全措施可靠,人员集中在一个工作点,不致误碰导电部分的情况下,方能参加工作。
(4)应根据现场的安全条件、施工范围、工作需要等具体情况,增设专人监护和批准被监护的人数。专责监护人不得兼做其他工作。
15.在高压设备上工作时,为什么要挂接地线?

答案:(1)悬挂接地线是为了放尽高压设备上的剩余电荷。
(2)高压设备的工作地点突然来电时,保护工作人员的安全。
16.简述感应系电能表过负载补偿装置的原理?

答案:由于该装置在电流电磁铁两磁极之间,是电流磁通的磁分路,且磁导体截面积小,饱和点低。当正常情况时,电流磁通分工作磁通 1穿过圆盘、非工作磁通 '1不穿过圆盘而通过过载补偿装置,此时其处在线性部分工作,使电流工作磁通与负荷成正比关系,当过负荷时,由于非工作磁通磁路上的磁导体饱和, 使电流工作磁通 1比非工作磁通 '1速度增长快,从而补偿了电流工作磁通的自制动力矩所引起的负误差。
17.使用中的电流互感器二次回路若开路,会产生什么后果?

答案:(1)使用中的电流互感器二次回路一旦开路,一次电流全部用于激磁,铁芯磁通密度增大,不仅可能使铁芯过热,烧坏绕组,还会在铁芯中产生剩磁,使电流互感器性能变坏,误差增大。
(2)由于磁通密度增大,使铁芯饱和而致使磁通波型平坦,电流互感器二次侧产生相当高的电压,对一、二次绕组绝缘造成破坏,对人身及仪器设备造成极大的威胁,甚至对电力系统造成破坏。
18.感应式电能表电磁元件组装倾斜会出现什么后果?

答案:因电磁元件的倾斜,使电压工作磁通路径的工作间隙大小不同,磁损耗角也不同,形成了两个不同相位角并从不同位置穿过圆盘的磁场,使圆盘得到一个附加力矩。
19.不合理的计量方式有哪些?

答案:(1)电流互感器变比过大,致使电能表经常在1/3标定电流以下运行。
(2)电能表与其他二次设备共用一组电流互感器。
(3)电压互感器和电流互感器分别接在电力变压器不同电压侧或不同母线共用一组电压互感器。
(4)用于双向计量的无功电能表或有功电能表无止逆器。
(5)电压互感器的额定电压与线路的额定电压不符。
20.当现场检验电能表的误差超过规定值时应怎么办?

答案:(1)当超过规定值时,应在三个工作日内更换电能表。
(2)现场检验结果及时告知用户,必要时转有关部门处理。
21.在现场检验电能表时,还应检查哪些计量差错?

答案:(1)电能表的倍率差错。
(2)电压互感器熔断丝熔断或二次回路接触不良。
(3)电流互感器二次接触不良或开路。
22.安装三相四线有功电能表时,为防止零线断或接触不良有哪些措施?

答案:安装三相四线有功电能表时,为防止零线断或接触不良而造成用户用电设备烧坏,在装表时,零线不剪断,而在零线上用不小于2.5mm2的铜芯绝缘线“T”接到三相四线电能表的零线端子上,以供电能表电压元件回路使用。
23.为什么感应式电能表都装有调整装置?

答案:在电能表制造过程中,选用的磁性材料的特性、零部件的质量、装配技术及工艺等都可能出现某种程度的偏差,为了使电能表的电气特性和准确度达到规定的要求,所以都装有调整装置。
24.简述电压互感器的工作原理。

答案:当电压互感器一次绕组加上交流电压U1时,绕组中流过电流I1,铁芯内就产生交变磁通 0, 0与一次、二次绕组交连,则在一、二次绕组中分别感应电动势E1、E2,由于一、二次匝数比不同就有E1=KE2。
25.对运行中的电能表,现场检验哪些项目?

答案:运行中的电能表现场检验的项目有:
(1)检查电能表和互感器的二次回路接线是否正确。
(2)在实际运行中测定电能表的误差。
(3)检查计量差错和不合理的计量方式。
26.对电能表配互感器安装时有何要求?

答案:(1)有功和无功电能表的安装地点应尽量靠近互感器,互感器二次负荷不得超过其二次额定容量。
(2)周围应干燥清洁,光线充足,便于抄录,表计应牢固安装在振动小的墙和柜上。
(3)要确保工作人员在校表、轮换时的方便及安全或不会误碰开关。
(4)要确保互感器和电能表的极性和电流、电压相位相对应,无功表还应确保是正相序。
27.电能表灵敏度不好的原因是什么?

答案:(1)计度器齿轮与蜗杆咬合过紧或齿形不好,增加了摩擦力。
(2)永久磁铁间隙中有铁屑等杂物。
(3)上下轴承制造精度差,光洁度不好或有毛刺。
(4)圆盘在电磁元件间隙中倾斜或有摩擦。
(5)圆盘厚度不匀,有气孔等。
(6)防潜动装置调整过度。
28.为减小电压互感器的二次导线电压降应采取哪些措施?

答案:(1)敷设电能表专用的二次回路。
(2)增大导线截面。
(3)减少转换过程的串接触点。
(4)采用低功耗电能表。
29.JJG307-88《交流电能表检定规程》规定,检定0.5级电能表基本误差时,应满足哪些条件?

答案:(1)环境温度对标准值(20℃)的偏差±2℃。
(2)电压对额定值的偏差±0.5%。
(3)频率对额定值的偏差±0.5%。
(4)波形畸变系数2%。
(5)电能表对垂直位置的倾斜角0.5°。
(6)外磁场在允许量内引起电能表相对误差的改变应不超过0.1%。
30.电能表的二次回路端子排选用和排列的原则是什么?

答案:(1)电流的端子排选用可断开、可短接、可串接的试验端子排。
(2)电压的端子排应选用并联的直通端子排。
(3)每一组安装单位应设独立的端子排组。
(4)计量回路的端子排应用空端子与其他回路的端子排隔开。
(5)每一个端子均应有对应的安装设备的罗马数字和阿拉伯数字编号。
31.S级电流互感器的使用范围是什么?

答案:由于S级电流互感器能在额定电流的1%~120%之间都能准确计量,故对长期处在负荷电流小,但又有大负荷电流的用户,或有大冲击负荷的用户和线路,为了提高计量准确度,则可选用S级电流互感器。
32.要使电能表在各种负荷下均能正确计量电能,转动力矩与制动力矩必须满足什么条件?

答案:电能表的转动力矩与制动力矩必须相等,才能保证转动力矩与负载功率成正比,从而正确计量电能。
33.在运行中,感应式电能表内响声大,可能是什么原因?

答案:(1)电压线圈与铁芯结合不紧密。
(2)圆盘抖动,引起计度器齿轮发响。
(3)上、下轴承间隙大或缺油。
(4)电压、电流铁芯的固定螺丝松动。
34.感应式电能表的相位调整装置有哪几种形式?

答案:(1)调整电流工作磁通 I与负载电流I之间的相角αI;
(2)调整电压铁芯非工作磁通 f路径上的损耗角αf;
(3)调整IU与电压工作磁通 U之间相角αU。
35.为什么升流器的二次绕组需采取抽头切换方式?

答案:由于升流器的二次电压与所接负载的阻抗大小不同,为满足不同负荷需要,升流器的二次绕组需采用抽头切换方式。
36.在检定电能表检定装置时,“一般检查”主要有哪些内容?

答案:(1)查看技术文件和相关计量器具是否有有效期内的检定证书。
(2)检查标志和结构,应满足要求并无严重影响计量性能的缺陷。
37.多功能电能表一般都具备哪些主要功能?

答案:所谓多功能电能表一般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。
38.在对电工式检定装置的输出电流相序进行检查时,一般将电流量限选择开关放在什么位置?为什么?

答案:在对电工式检定装置的输出电流相序进行检查时,一般将电流量限选择开关放在最小电流量限上。这是因为升流器二次侧最小电流档输出电压较高,便于相序表起动。
39.《电能计量装置管理规程》规定的计量差错包括哪些内容?

答案:计量差错包括:电能计量装置电气和机械部分的故障(卡盘、倒字、跳字、擦盘、空转),接线错误、倍率错误、雷击、过负荷烧坏及用户申请检验超过允许误差的电能表。
40.全电子式电能表有哪些特点?

答案:(1)测量精度高,工作频带宽,过载能力强。
(2)本身功耗比感应式电能表低。
(3)由于可将测量值(脉冲)输出,故可进行远方测量。
(4)引入单片微机后,可实现功能扩展,制成多功能和智能电能表等。
41.电能计量装置包括哪些主要设备及附件?

答案:(1)各种类型电能表。
(2)失压计时仪。
(3)计量用电压、电流互感器及其二次回路。
(4)专用计量柜和计量箱。
42.简述国家电能表DD1、DS2、DX862-2、DT862-4型号中,各个字母和数字的含义是什么?

答案:(1)第一位字母“D”为电能表。
(2)第二位字母“D”为单相有功;“S”为三相三线有功;“X”为三相无功;“T”为三相四线有功。
(3)第三位数字“1”、“2”、“862”分别表示型号为“1”、“2”、“862”系列的电能表。
(4)“-2”、“-4”分别表示最大电流为标定电流的2倍和4倍。
43.简述测量数据化整的通用方法。

答案:测量数据化整的通用方法是,将测得的各次相对误差的平均值除以化整间距数,所得之商按数据修约规则化整,化整后的数字乘以化整间距数,所得的乘积即为最终结果。
44.简述电能表的耐压试验方法。

答案:(1)耐压装置的高压侧容量不得小于500VA,电压波形为正弦波。
(2)试验电压应在5~10s内由零平缓的升至规定值,保持1min而绝缘不击穿、不闪络。
(3)随后试验电压也应用同样速度降至零。
45.什么叫互感器的合成误差?

答案:由于互感器存在比差和角差,在测量结果中则也存在一定误差,这个由互感器比差和角差引起的误差叫做合成误差。
46.轻载调整装置为什么装在电压元件的磁路中?

答案:轻载补偿主要补偿摩擦力矩和电流工作磁通与负荷电流间的非线性,此补偿力矩应是恒定的,且与负荷电流无关,只有在电压电磁元件上才能达到此目的。
47.检定互感器时,对标准互感器有何要求?

答案:标准互感器的准确度等级至少应比被检互感器高两个等级,且其误差在检定有效期内,相对变化(变差)不应超过误差限值的 。
48.简述电压互感器的基本结构。

答案:电压互感器是由一个共用铁芯、两个相互绝缘的绕组构成。它的一次绕组匝数较多,与用户的负荷并联;二次绕组匝数较少,与电能表、继电器等的电压绕组并联连接。
49.二次回路是由哪几个主要部分组成?

答案:二次回路也称二次接线。它是由监视表计、测量仪表、控制开关、自动装置、继电器、信号装置及控制电缆等二次元件所组成的电气连接回路。
50.电工式的电能表检定装置的主要部件有哪些?

答案:(1)电源。
(2)调压器、耦合变压器。
(3)升压器、升流器。
(4)移相器。
(5)标准电流、电压互感器。
(6)标准电能表。
(7)监视用指示仪表。
(8)误差显示和记录装置。
(9)转换开关及控制回路。
51.电能表检定装置的周期检定项目有哪些?

答案:(1)一般检查。
(2)测量绝缘电阻。
(3)测定输出功率稳定度,输出电压、电流波形失真度。
(4)检查监视仪表测定范围和准确度。
(5)测定标准表与被试表电压端钮之间的电位差。
(6)测定装置的测量误差。
(7)测定装置的标准偏差估计值。
52.为什么说选择电流互感器的变比过大时,将严重影响电能表的计量准确?

答案:如果选择电流互感器的变比过大时,当一次侧负荷电流较小,则其二次电流很小,使电能表运行在很轻的负载范围,将产生较大的计量误差甚至停转,严重影响计量准确。
53.何谓内相角60°的三相三线无功电能表?

答案:由于这种表的每个电线压圈串接了一个电阻R,并加大电压铁芯非工作磁通路中的间隙,用来降低电压线圈的电感量,使电压 与它产生的工作磁通 U间的相角β减少,从而使内相角(β-αI)=60°,故称内相角60°的无功电能表。
54.分时电能表有何作用?

答案:由于分时表能把用电高峰、低谷和平段各时段用户所用的电量分别记录下来,供电部门便可根据不同时段的电价收取电费,这可充分利用经济手段削高峰、填低谷,使供电设备充分挖掘潜力,对保证电网安全、经济运行和供电质量都有好处。
55.何谓电能表的倍率?

答案:由于电能表的结构不同,接线方式不同或采用不同变比的互感器,使电能表计数器的读数需乘以一个系数,才是电路中真正消耗的电能数,这个系数称为电能表的倍率。
56.按常用用途分类,电能表主要分为哪几种?

答案:按常用用途分类,电能表主要有:
单相、三相有功电能表;三相无功电能表;最大需量表;分时电能表;多功能电能表;铜、铁损表;预付费式电能表等。
57.感应式电能表的全封闭式铁芯有哪些优缺点?

答案:全封闭式铁芯的优点有:
(1)工作气隙固定,磁路对称性好,不易产生潜动。
(2)可以用电压工作磁通磁化电流铁芯,改善了轻载时的误差特性。
全封闭式铁芯的缺点是:
(1)制造工艺复杂、加工难度大。
(2)电压、电流线圈装配、更换困难。
(3)硅钢片耗材多。
58.什么叫正相序?正相序有几种形式?

答案:在三相交流电相位的先后顺序中,其瞬时值按时间先后,从负值向正值变化经零值的依次顺序称正相序;正相序有三种形式。
59.什么叫自感电动势?

答案:根据法拉弟电磁感应定律,穿过线圈的磁通发生变化时,在线圈中就会产生感应电动势。这个电动势是由于线圈本身的电流变化而引起的,故称为自感电动势。
60.什么是左手定则?

答案:左手定则又称电动机左手定则或电动机定则:
(1)伸平左手手掌,张开姆指并令其与四指垂直。
(2)使磁力线垂直穿过手掌心。
(3)使四指指向导体中电流的方向,则姆指的指向为载流导体的运动方向。
61.什么是阻抗三角形?

答案:用电压三角形的三个边分别除以电流I,则可得到一个和电压三角形相似的三角形,这便是阻抗三角形。
62.什么叫功率三角形?

答案:在交流电路中,视在功率、有功功率和无功功率的关系是:
视在功率(S)2=有功功率(P)2+无功功率(Q)2
这个关系与直角三角形三边之间的关系相对应,故称功率三角形。
63.如何利用运行中的有功电能表和秒表计算三相电路的有功功率?

答案:三相有功功率的计算按式为:

式中 C--电能表常数〔r/(kWh)〕;
N--电能表测时的圈数;
KI--电流互感器变比;
KU--电压互感器变比;
T--所测时间(s)。
64.简述楞次定律的内容?

答案:楞次定律是用来判断线圈在磁场中感应电动势的方向的。当线圈中的磁通要增加时,感应电流要产生一个与原磁通相反的磁通,以阻止线圈中磁通的增加;当线圈中的磁通要减少时,感应电流又产生一个与原磁通方向相同的磁通,以阻止它的减少。
65.简述电磁感应定律的内容?

答案:当回路中的磁通随时间发生变化时,总要在回路中产生感应电动势,其大小等于线圈的磁链变化率,它的方向总是企图使它的感应电流所产生的磁通阻止磁通的变化。
66.常用的交流整流电路有哪几种?

答案:常用的交流整流电路有:
(1)半波整流。
(2)全波整流。
(3)全波桥式整流。
(4)倍压整流。
67.怎样用右手螺旋定则判断导线周围磁场的方向?

答案:(1)用右手握住导线,使大姆指指向导线内电流的方向。
(2)四指所指的方向为磁场的方向。
68.什么叫电抗?

答案:在具有电感和电容的电路中,存在感抗和容抗,在感抗和容抗的作用互相抵消后的差值叫电抗。
69.什么叫容抗?

答案:交流电流过具有电容的电路时,电容有阻碍交流电流过的作用,此作用称容抗。


五、绘图题(每题10分,共200分)
1.在室内检定电压互感器时,标准与被试电压互感器的二次负荷应符合规程的规定,因此应定期进行测定,现要求绘出用HEG型比较仪式互感器校验仪测定被检单相电压互感器二次导纳的接线图。

答案:见图E-69所示。


图 E-69
Y-被检电压互感器二次负荷;TVo-标准
电压互感器;TVx-被检电压互感器
2.当电流互感器变比为1时,可以不用标准器而直接将二次电流与一次电流进行比较,即以一次电流为标准检定二次电流,这称为自校,现要求绘出HEG型比较仪式互感器校验仪对电流互感器进行自校的接线图(执行JJG313-94《测量用电流互感器检定规程》)。

答案:见图E-68所示。


图 E-68
TAx-被检互感器 Z-电流负荷箱
3.绘出用HES型电位差式互感器校验仪在变电所测定电压互感器二次导线压降的接线图。

答案:见图E-67所示。


图 E-67
4.绘出用HEG型比较仪式互感器校验仪测量导纳的接线图。

答案:见图E-66所示。


图 E-66
Y-被测导纳
5.绘出用HEG型比较仪式互感器校验仪测量阻抗的接线图。

答案:见图E-65所示。


图 E-65
Z-被测阻抗
6.绘出用HEG型比较仪式互感器校验仪与一般的标准电流互感器在室内检定电流互感器误差的检定接线图。

答案:见图E-64所示。


图 E-64
TAo-标准互感器;TAx-被检互感器;Z-电流负荷箱
7.绘出检定单相有功电能表的接线图(执行JJG307-88《交流电能表检定规程》)。

答案:见图E-63所示。


图 E-63
PJ-被检电能表;PA-电流表;PV-电压表;TV-标准电压互感器;I-电流回路;
U-电压回路;PW-标准功率表或标准电能表,当用标准电能表法检定时,
监视功率因数的功率表或相位表与PW的接线图相同(图中略)
8.图E-28所示是一台电工型单相电能表检定装置的典型线路图,现要求按图中部件编号,写出各部件的名称。

答案:见图E-28所示。


图 E-28
1-电源;2-熔丝;3-总开关;4-电压回路;5-感应型移相器;6-调压器;7-潜动试验开关;8-升压器;9-电压选择开关;10-标准电压互感器;11-电压表;12-电压开关;13-输出端子;14-电流回路;15-调压器;16-升流器;17-电流选择开关; 18-标准
电流互感器;19-电流表、功率表、标准电能表
9.现有直流电源E、控制开关K、可变电阻R、直流电压表PV各一个,利用上述设备,用直流法检查单相双绕组电压互感器的极性,试画出接线图。

答案:见图E-27所示。


图 E-27
10.现有直流电源E、控制开关K、限流电阻R、直流电流表PA各一个,利用上述设备,用直流法检查单相双绕组电流互感器的极性,试画出接线图

答案:见图E-26所示。


图 E-26
11.画出时间分割乘法型电子式多功能电能表原理框图(五个方框)。

答案:见图E-25所示。


图 E-25
12.绘出下列两种电压互感器接线图(二次侧不接负载)
(1)两台单相电压互感器按V,v12组接线。
(2)三台单相三绕组电压互感器按Y,yn12,开口三角组接线。

答案:见图E-24(a)、(b)所示。


图 E-24
13.已知一电流互感器的变流比为1,该电流互感器一次绕组的等值漏阻抗为Z1,二次绕组的等值漏阻抗为Z2,描述激磁电流使铁芯磁化过程用等值阻抗Z0表示,画出该电流互感器二次负载阻抗为Z时的T型等值电路图。

答案:见图E-23所示。


图 E-23
14.绘出单相双绕组电压互感器一次、二次端子标志图,并作简要说明何谓减极性、加极性。

答案:单相双绕组电压互感器一次、二次端子标志图见图E-22所示。大写字母A、X表示一次绕组出线端子,小写a、x表示二次出线端子。电压互感器极性是表明一次绕组和二次绕组在同一瞬间的感应电动势方向相同还是相反。相同者叫作减极性,如图中标志。相反者叫作加极性。


图 E-22
15.绘出电流互感器一次、二次端子标志图并作简要说明何谓减极性、加极性。

答案:见图E-21所示:


图 E-21
(1)电流互感器一次、二次端子标志图,见图E-21。
(2)电流互感器一次、二次端子一般按减极性表示,即 从L1端流向L2端时, 从K1端流出经外部回路流回到K2端,L1、K1或L2、K2为同名端,同名端也可用“*”表示。在绘图中还可用“”表示。
从电流互感器一次绕组和二次绕组的同名端子来看,电流 、 的方向是相反的,这样的极性关系,称为减极性,反之称为加极性。
16.设三相负荷平衡,分析图E-20所示三相四线有功电能表错误接线,对计量会产生什么后果?


图 E-20

答案:图E-20所示接线会产生A、B、C三相无电压,计量功率为零,表不转。
17.设三相负荷平衡,分析图E-19所示三相四线有功电能表错误接线对计量会产生什么后果?


图 E-19

答案:图E-19所示接线会产生A相与B相电压断路;计量功率为UphIphcos ,少计 电能量。
18.绘出低压三相三线有功电能表直接接入方式的接线图。

答案:见图E-18所示。


图 E-18
19.绘出低压三相三线有功电能表经电流互感器的电压线和电流线共用方式的接线图(注:电能表端钮盒内的电压线与电流线的连接片不拆) 。

答案:见图E-17所示。


图 E-17
20.画出NPN型晶体三极管的图形符号,并标明各管脚的名称。

答案:见图E-3所示。


图 E-3


六、论述题(每题15分,共255分)
1.用电工型电能表检定装置检定电能表时,为什么每次改变电流量程都要调整零功率。单相电能表,三相四线有功电能表、三相三线有功电能表各怎样调整零功率?

答案:(1)每次切换电流量程开关调定负载电流后必须调整零功率,是因为标准电流互感器存在着比差和角差,切换电流量程开关后,使标准电流互感器的变比改变了,其角差也发生了变化,必须经过调整补偿,才能保证检定结果不受影响。对于不同类型电能表,零功率的调整方法还有所不同。
(2)对于单相电能表和三相四线有功电能表,将移相开关置cos =0时,即电压、电流相位差90°,调节电流回路相位细调,使A、B、C三相功率表都为0;对于三相三线有功电能表,将移相开关置cos =0.5(感性)时,调整A相电流相位细调,使A相功率表为0,然后再将移相开关置cos =0.5(容性)时,调整C相电流相位细调,使C相功率表为0。
2.如何用瓦秒(或实负载比较)法测试2.0级家用电能表接线是否正确,并且说明其局限性?

答案:(1)让用户只开一盏40W(或60W)的灯泡,记下电能表的转盘转N转时,所用的时间T。
(2)若电能表的常数为C,则电能表反映的功率为P= (W),其中T的单位必须是s。
(3)若计算功率是P,灯泡功率记为P',则该表的基本误差为 。
(4)若误差超过很多,则可初步怀疑该表有计量问题或接线有错。
(5)在运用这种方法时,负载功率必须稳定,并应注意灯泡标示的功率误差较大,只能参考,不能确定是哪种错误。
3.试分析电能表常见故障中,转动元件下列两种故障现象的常见原因有哪些?
(1)擦盘。
(2)表速不稳,转动时转盘有晃动。

答案:电能表转动元件擦盘的主要原因:
(1)转盘不平整。
(2)电磁元件间隙或永久磁钢间隙歪斜。
表速不稳,转动时转盘晃动的主要原因:
(1)转盘与转轴松动。
(2)上轴承孔眼太大(盘帽)或有毛病。
(3)轴杆下端的八度角不转或歪斜使它与宝石夹套或顶珠夹套的内八度角配合不好。
4.试分析电能表常见故障中,计度器下列两种故障现象的常见原因有哪些?
(1)转盘转动,计度器不走字。
(2)卡字或跳字。

答案:转盘转动计度器不走字的主要原因:
(1)第一齿轮与蜗杆咬合太浅。
(2)第一传动轮缺牙。
(3)传动轮与字轮的间隙过大。
(4)字轮的导齿较短。
(5)弯架内框的尺寸过大。
计度器卡字和跳字的主要原因:
(1)计度器内有杂物。
(2)字轮及传动齿轴杆与轴转动配合过紧或过松。
(3)第一齿轮与螺杆齿形不等。
(4)弯架内框尺寸过小或过大,造成字轮与传动轮间排列过紧或放松。
(5)采用拉伸冲压工艺的铝字轮,因导齿轮变形引起。
5.三相电压不对称为什么能影响感应式三相电能表的误差。

答案:(1)这是由于制造及装配各驱动元件的不一致造成,当三相电压不对称,各元件的不一致使各元件驱动力矩变化的绝对值就各不相同,因而产生附加误差。
(2)由于补偿力矩和电压自制动力矩随电压的二次方成正比变化的关系,三相电压不对称将引起这些力矩的变化不一致,也是产生附加误差的原因。
6.电流互感器在投入使用前或对其进行校验之前为何要进行退磁?

答案:(1)电流互感器在投入使用前用直流法检查极性、测直流电阻等都会在铁芯中产生剩磁,存在的剩磁会影响电能计量的准确性。
(2)电流互感器在运行中,如果在大电流下切断电源或二次绕组突然开路,铁芯中也会产生剩磁,存在的剩磁对校验测定电流互感器误差的准确性会产生影响。
因此电流互感器在投入使用前或对其进行校验之前必须要进行退磁。
7.简述电能表检定中的虚负荷检定法、实负荷检定法及它们的应用场合。

答案:(1)为了节省电能和技术上容易实现,电能表装置采用电压回路和电流回路分开供电,电压回路电流很小,电流回路电压很低,电流与电压之间的相位由移相器人工调节。这种方法称为虚负荷检定法,它可以检定额定电压很高、标定电流很大的电能表,但实际供给的电能或功率却很小。这样可节省电能。我国的电能表检定装置均采用虚负荷检定法。
(2)实负荷检定法就是电能表和功率表实际指示的电能和功率与负荷实际消耗和电源实际供给的电能或功率一致的方法,流过仪表电流线圈的电流是由加于相应电压线圈上的电压在负荷上所产生的电流值,当实负荷检定法用于实验室检定时,负载电流功率因数的调整是用调整负载阻抗的大小及性质来实现的,实负荷检定法在国外有些国家使用,但在我国主要用于交流电能表的现场校准。
8.说明电流互感器的工作原理和产生误差的主要原因。

答案:电流互感器主要由一次绕组、二次绕组及铁芯组成。当一次绕组中流过电流I1时,在一次绕组上就会存在一次磁动势I1W1。根据电磁感应和磁动势平衡原理,在二次绕组中就会产生感应电流I2,并以二次磁动势I2W2去抵消一次磁动势I1W1。在理想情况下,存在磁动势平衡方程式I1W1+I2W2=0。此时,电流互感器不存在误差,称为理想互感器。根据上式可推算出电流比与匝数成反比,以上,就是电流互感器的基本工作原理。
在实际中,要使电磁感应这一能量转换形式持续存在,就必须持续供给铁芯一个激磁磁动势I0W1,方程式变为I1W1+I2W2=I0W1。
可见,激磁磁动势的存在,是电流互感器产生误差的主要原因。
9.三相电能表为什么必须进行分元件调整?调整的原则是什么?

答案:三相电能表由于两组元件结构上的差异,以及装配不可能完全对称,即使在负载功率相同时,产生的驱动力矩也会不相同,从而产生误差,所以必须进行分元件调整。
调整的原则:(1)使两组元件在cos =1时的误差尽可能相等且接近于零。
(2)使两组元件在cos =0.5时的误差尽可能相等且接近于零。
10.三相三线两元件有功电能表能否正确计量三相四线电路的有功电能?为什么?

答案:不能。三相三线电能表计量的有功功率为

而三相四线电能表计量的有功功率为


比较以上两式可见,用三相三线两元件有功电能表测量三相四线电路的有功电能时,会引起线路附加误差UBINcos ,所以不能用三相两元件电能表测量三相四线电路的有功电能。
11.说明电压互感器的工作原理和产生误差的主要原因。

答案:电压互感器的基本结构和变压器很相似。它由一、二次绕组,铁芯和绝缘组成。当在一次绕组上施加电压U1时,一次绕组产生励磁电流I0,在铁芯中就产生磁通 ,根据电磁感应定律,在一、二次中分别产生感应电势E1和E2,绕组的感应电动势与匝数成正比,改变一、二次绕组的匝数,就可以产生不同的一次电压与二次电压比。当U1在铁芯中产生磁通 时,有激磁电流I0存在,由于一次绕组存在电阻和漏抗,I0在激磁导纳上产生了电压降,就形成了电压互感器的空载误差,当二次绕组接有负载时,产生的负荷电流在二次绕组的内阻抗及一次绕组中感应的一个负载电流分量在一次绕组内阻抗上产生的电压降,形成了电压互感器的负载误差。可见,电压互感的误差主要与激磁导纳,一、二次绕组内阻抗和负荷导纳有关。
12.论述单相电能表现场检验的意义?现场测定电能表误差超过规定时应怎么办?

答案:(1)经检定的单相电能表,由于长途运输或因工作人员疏忽、业务不熟、责任心不强等或个别用户的异常用电原因,安装到现场后可能会发生计录故障或接线错误等问题。一旦发生这些问题,就要到现场进行检验。若超过规定应检查原因,及时进行多退少补,并对用户的违章用电行为及时按章处理,以确保电能计量的准确、可靠,单相电能表的误差可按下式计算

(2)当测得的电能表误差超出其允许范围时,应在三个工作日内更换。若有必要可在试验室内进行校前试验。
13.用光电脉冲法检定电能表时,被检电能表转数N的选定原则是什么?

答案:用光电脉冲法检定电能表时,标准表和被检表都在不停地转动,用被检表转一定转数,测定与标准表转数成正比的脉冲数以确定被检表误差。可见光电脉冲法没有人为的控制误差和估读误差,但是标准表发出的脉冲通过受被检表转数控制的“与门”进入计数电路,可能产生±1个脉冲的高频误差。为使这一误差被忽略,应选被检表转数N大一些,但考虑到检验效率又不能将N选择的太多,一般来说,N按以下原则选定:
预置脉冲数
式中 KIKU--电流、电压互感器变比;
CM--标准电能表的脉冲常数;
C--被检电能表常数。
通过N,计算出的预置脉冲数m0不低于规程所规定的该级别被检电能表预置脉冲数的下限值,如2级被检电能表,预置脉冲数的下限值为2000。
14.电能表为什么要在80%和110%参比电压的两种情况下进行潜动试验?

答案:从理论上讲可以把轻负荷调整力矩补偿到恰到好处,但实际检验中往往做不到。当电压升高时,轻负荷补偿力矩与之成平方关系增大,一旦大于附加力矩与摩擦力矩之和时将产生潜动,反之当电压降低时也成平方关系减小,一旦失去平衡也将产生反向潜动。110%参比电压是为了检查电压升高时,电能表因补偿力矩的增加,是否会引起潜动;加80%的参比电压是为检查电压降低时,电能表因防潜力矩减少,是否会引起反向潜动。
15.电能表的基本误差就是电能表在允许工作条件下的相对误差吗?为什么?

答案:不是。所谓电能表的基本误差是指在规定的试验条件下(包括影响量的范围、环境条件、试验接线等)电能表的相对误差值。它反映了电能表测量的基本准确度。它并非电能表在使用时的真实误差。因为电能表规定的使用条件要比测定基本误差的条件宽, 例如环境温度在测量基本误差时,对2级表规定的试验条件为20°±2℃,而使用条件规定为0°~40℃(A组)。
16.试述感应式电能表测量机构由哪些主要部件组成?各部件的作用是什么?

答案:感应式电能表测量机构主要由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承和计度器五部分组成。驱动元件包括电压元件和电流元件,它们的作用是将交流电压和交流电流转换为穿过转盘的交变磁通,在转盘中产生感应涡流,从而产生电磁力,驱使转盘转动。转动元件是由转盘和转轴组成,在驱动元件的交变磁场作用下连续转动,把转盘的转数传递给计度器累计成电量数。制动元件由永久磁钢及其调整装置组成。永久磁钢产生的磁通与其转动的转盘切割时,在转盘中所产生的感应电流相互作用形成制动力矩,使转盘的转动速度和被测功率成正比。轴承有下轴承和上轴承,下轴承支撑转动元件的全部重量,减小转动时的摩擦,上轴承起导向作用。计度器用来累计转盘转数,显示所测定的电能。
17.简述感应式三相电能表与单相电能表在结构上的区别有哪些。

答案:(1)三相电能表和单相电能表的区别是每个三相表都有两组或三组驱动元件,它们形成的电磁力作用于同一个转动元件上,并由一个计度器显示三相消耗电能,所有部件组装在同一表壳内。
(2)由于三相电能表每组驱动元件之间存在着相互影响,故它的基本误差与各驱动元件的相对位置及所处的工作状态有关,因此都安装了平衡调整装置。