电能计量试题

wang6626866

㈠填空题（每空0.5分，共10分）
⒈当（         ）作单位时，单位符号的第一个字母必须大写；当所表示的因数（           ）时，词头的符号必须大写。
⒉校验0.5级单相电子式电能表电压波动范围为（        ）。
⒊1.0级安装式电子式电能表的相对误差化整间距为（   ），标准偏差估计值化整间距为（   ）。
⒋影响三相电能表误差的因素除了和单相电能表共同的部分外，还有两个不同的因素，其中之一是（             ）的（           ）；另一个是（         ）之间（           ）的影响的存在。
⒌电能表的误差调整，一般只是在不大的范围内进行，当出现较大的误差时，大多不是调整的问题，而首先应考虑的是（     ）和
（      ）的质量以及（            ）劣变引起的，所以在调整的过程中必须根据（                 ）的情况和调整装置的位置，进行分析，作出正确的判断。
⒍磁感应强度B与（       ）之比就是磁导率μ。
⒎感应式电能表的制动力矩除由永久磁铁产生的制动力矩外，还有（          ）力矩和（            ）力矩。
⒏感应式电能表测量机构的驱动元件包括电压元件和电流元件，它们的作用是将（         ）和（          ）转换为穿过转盘的（       ），在转盘中（              ），从而产生电磁力，驱动转盘转动。
㈡是非题（每空1分，共10分）
⒈国家法定计量检定机构是指有权或被授权执行强制检定的计量检定机构。（     ）
⒉感应式电能表的驱动力矩是由电压元件和电流元件产生的，电压元件功率消耗要比电流元件小。（    ）
⒊感应式电能表的驱动元件从其布置形式看，有辐射式和切线式两种。（     ）
⒋三相三线内相角为60°的无功电能表，能够在复杂不对称电路中无线路附加误差。（     ）
⒌在R、L电路中，已知电阻上的电压降是120V，电感上的电压降是100V，所以外电路的电压是156V。（      ）
⒍电能表的相对误差应按规定的间距化整，在需要引入检验装置系统误差进行修正时，应先化整后修正。（       ）
⒎周期为0.01秒的电流电量，其频率为100Hz。（    ）
⒏电能表潜动的主要原因是轻负载补偿和电磁元件装配位置不对称引起的。（       ）
⒐对于一只2.0级电能表，某一负载测定的基本误差为1.50％，化整后误差应为1.5％。（        ）
⒑当环境温度改变时，引起电能表相角误差改变的主要原因是电压线圈电阻的变化。（        ）
㈢选择题（每题1分，共10分）
⒈下列诸名称中，是我国法定单位名称的是（     ）。
A、分贝   B、转   C、吨   D、海里   E、奈培   F、英寸
G、立升   H、天
⒉正弦交流电的平均值等于（     ）倍的最大值。
A、2     B、π/2     C、2/π     D、0.707
⒊一般地讲，要求电能表标准装置的综合误差与被试表的基本误差限之比为（       ）。
A、1/3—1/5        B、1/5—1/10        C、1/10—1/20
⒋对经互感器接入电能表的潜动试验，有必要时，需对其电流线路通入1/5的启动电流检查潜动。这是因为（      ）。
A、元件间的电磁干扰影响   B、互感器的影响   C、运行中电流线路是闭合的，无负载情况下，周围磁场感生电动势会形成电流
⒌确定电能表的基本误差时，0.5级电能表对工作位置（垂直方向）的倾斜度应不大于（      ）。
A、0.5°    B、1.0°    C、0.1°    D、2.0°
⒍感应式电能表工频耐压试验，新生产的电能表，所有线路对金属外壳或外露金属部分间的试验电压为（    ）。
A、2kV      B、1.5kV      C、500V      D、600V
⒎在纯电感电路中，已知电流的瞬时值i=1.75 sin(314t+ )，电感L=0.4H所以电感电压的瞬时值是（    ）。
A、u=220sin(314t+ )，    B、u=311sin(314t+ )
C、u=311sin(314t+ )，    D、u=220sin(314t+ )
⒏对2.0级安装式电子电能表其标准偏差估计值不能超过（    ）。
A、0.01       B、0.4       C、0.1        D、0.2
⒐目前精密电子式电能表使用最多的有两种测量原理即（     ）。
A、              二极管电阻网络乘法器和热偶乘法器
B、              时分割乘法器和热偶乘法器
C、              霍尔乘法器和时分割乘法器
⒑0.5级安装式电子有功电能表允许启动电流为（ ）。
A、0.001Ib   B、0.004Ib   C、0.002Ib   D、0.005Ib
㈣计算题（每题6分，共24分）
⒈有一线圈，接到100V直流电压时，电流为1A，接到频率为50Hz、电压为220V的交流电源时，通过线圈的电流为1.1A，求线圈的电阻R电感L；交流电路中的功率因数cosφ和功率因数角φ？










⒉现有一只电能表的计度器，它的转动最快的一位字轮上的齿轮齿数为20，传动它的齿轮数为10，依次往下的齿数比为 ， ，再往下与电能表转轴上蜗杆相啮合的齿轮齿数为80，而蜗杆为单螺纹，计算计度器的传动比为多少？计度器的字窗有一位小数，电能表的常数是多少？












⒊有一只三相电能表，其铭牌标有3× V，3× A。该表通过额定变比（实际变比）为 ， 的电压、电流互感器接入电路运行，求其实际倍率BL为多少？








⒋有一只2.0级无止逆器三相四线有功电能表，电压3×380/220V，电流3×1.5（6）A，电能表常数是600r/kWh，试计算启动电流、启动时间是多少？

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wang6626866

㈤问答题（每题8分，共40分）
⒈试简述感应式电能表的驱动元件、轴承、制动元件装配质量对其性能有何影响？













⒉试述感应式电能表工频耐压试验的技术要求。












⒊确定电能表基本误差时应遵守那些条件？











⒋试简述时间分割乘法器的基本原理。










⒌感应式电能表的摩擦力矩是有几方面的原因造成的？并写出摩擦力矩的表达式。














㈥作图题（6分）
画出感应式单相电能表相量图，说明电能表相位角误差产生的原因？正确的相位关系条件是什么？



参考答案：
一、填空
1、①用人名          ②等于或大于106
2、220V±0.5％
3、0.1    0.02
4、①每组电磁元件间　②转距不平衡  ③电磁元件  ④相互干扰
5、检修    装配    元件特性    不同负载时的误差
6、磁场强度H
7、电压铁芯自制动            电流铁芯自制动
8、①交变电压    ②交变电流     ③交变磁通    ④感应产生涡流
二、是非题
1、√   2、×   3、√   4、×   5、√    6、×   7、×   8、√   9、×   10、√
三、选择题
1、C    2、C    3、A    4、C    5、A     6、A    7、B    8、B    9、B    10、A
四、计算题
1、线圈直流电阻R=1/100=100Ω     Z=  =200Ω
XL= = =173.2Ω   XL=2πfL   L= =0.55H
   tgφ= =173.2/100=1.732     φ=60°   cosφ=0.5
2、传动比= × × × =2000    电能表常数C=2000r/kWh
3、BL = ×1 =5
4、启动电流=0.005Ib=0.005×1.5=7.5mA
   启动时间=1.4× =1.4× =28.28（min）   
五、问答题
1、驱动元件、制动元件、轴承由于装配不当会影响电能表的可靠性和使用寿命，其原理如下：
①驱动元件装配不当，如电磁元件间隙太大，会造成电压及电流工作磁通变小，转动力矩减小，使表速变慢；回磁极与电压铁心之间的间隙太大，也会造成电压及电流工作磁通变小，转动力矩减小，表速变慢，同时由于电压工作磁通路径磁组增加，αu减小，使ψ角减小，电能表在cosφ=0.5时 表速变慢；电磁元件相对位置不正确，会使潜动力矩过大，影响电能表轻载误差或造成潜动；三相表还可能由于电磁元件之间位置、间隙对于转盘中心不对称而使负 载不平衡时的误差增大。②轴承装配不当，如上轴针偏心，上轴承压得过紧回造成摩擦力矩增加；上下轴孔不同心，下轴承钢珠、宝石配合不好、未加润滑油及上轴 针松动等，都会造成电能表转动时发响及低负荷时误差变化大。③制动元件装配不当，如永久磁钢间隙太小或太大会使磁通增加或减小，影响满载时误差偏大；永久磁钢间隙内有铁屑或装配时零件有松动现象，当表受震动时，也容易引起误差过大的变化和擦盘。
2、共频耐压
在室温（15℃—25℃）和空气相对湿度为85％（对A1组和B1组电能表）或95％（对A组和B组电能表）以下，电能表应能承受频率为50Hz或60Hz的实际正弦波交流电压（有效值）历时1min的试验。
①所有线路对金属外壳间或外露金属部分间的试验电压为2kV经周期检修后的电能表为1.5kV），工作电压不高于40V的辅助线路对金属外壳间的试验电压为500V。
②电流线路与电压线路间，不同相别的电流线路间的试验电压为600V。
3、应遵守下列条件：
①环境温度、电压、频率、波形、电能表位置倾斜度的偏差及外界磁场的允许量都应满足规程要求；
②测定三相电能表基本误差时，其相序一般应符合接线图的规定，且三相电压和三相电流应基本对称，其不对称程度不应超过规程的规定；
③电能表应在其电压线路加额定电压不少于60分钟，电流线路通以标定电流不少15分钟后测定基本误差；
④对字轮式计度器，应只有转动最快的字轮在转动；
⑤电能表必须在盖好外壳，所有封装螺丝紧固后，测定基本误差。
4、时间分割乘法器的基本原理是用一个固定频率20—200kHz的方波或三角波将两个同频率的待测交流电压量，在其每个周期内分割成许多等分的区段，由于分割的频率比两个待测电压频率高的多，所以每个等分区段的两个电压量都可看成是直流量。假定在一个等份区内，其中一个电压UX调制输出脉冲的宽度使其正比于UX，用这个宽度去控制输入电压UY的接通时间。也就是说输入电压UX和UY两个同频率交流量经过上述调制后就会输出一个宽度与UX成正比，幅度与UY成正比，的面积为UX×UY的矩形波。经滤波后最终输出电压即为每个区段用的平均电压E，即E=KUX×UY    这就是时间分割乘法器的基本原理。
5、摩擦力矩有以下几个方面原因造成：
①下轴承和轴尖（钢珠）之间的摩擦力矩；
②上轴承和转轴之间的摩擦力矩；
③计度器的传动摩擦力矩；
④园盘在空气中转动的摩擦力矩。
摩擦力矩有的表达式：
Mm=am+bmv+cmv2    式中am—摩擦力矩不变部分，主要决定与转动体的重量、轴承的接触面积极其光洁度、计度器的传动力矩、齿轮光洁度几润滑油的质量等，用试验方法确定。
V—转盘的转速
bm、cm—系数，决定于转动元件表面光洁度和几何形状，通常用试验方法确定b、c值。
六、作图题
相量图如下：
图中，以工作电压U为参考相量，假定负载电流I滞后U的相位角φ角。当I流过电流线圈时，在电流铁心产生工作磁通为φI，由于φI磁路上有损耗的原因，φI滞后I一个αI角。
又由于电压线圈电阻的存在，流过它的电流IU滞后U一个小于90°的角度，此外工作磁通
φU又滞后IU一个αU角，这是因为φU路径上有涡流和磁滞损耗的缘故。由相量图看出
ψ+φ=β-αI，因为有相位角误差β-αI不等于90°，令β-αI=90°-α，则电能表驱动力矩公式写成：M=KφIφUsinψ=KφIφUsin〔(90°+α)- φ〕=KUIcos(φ-α),式中α就是相角误差。如果α=0，即β-αI=90°相角误差就为零，故β-αI=90°是满足电能表正确相位关系的条件。

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