电能表对周围环境温度改变较为敏感,当温度升高时,在cosφ=1.0的情况下,表速变快,在cosφ=0.5(滞后)情况下,表速变慢,温度下降时情况相反。电能表温度误差特性如图5-19所示。
图5-19 电能表温度误差特性
周围环境温度改变使电能表误差产生变化的原因是:永久磁钢磁通强度改变,电压线圈直流电阻的变化,补偿装置电阻的变化,铁芯导磁率,损耗的变化等。这些因素导致误差改变在cosφ=1.0与cosφ=0.5(滞后)情况下不尽相同。为便于分析起见,将电能表温度误差分为两类,一类是由于驱动力矩,制动力矩的改变而引起的。它们在所有力率情况下都起作用,称为“幅值温度误差”,或称第一类温度误差。第二类是由电压、电流工作磁通之间相角的变化而引起的在力率较低时影响较为显著的,称为“相位温度误差”,或称第二类温度误差。
在cosφ=1.0情况下,单相电能表的温度附加误差仅由第一类温度误差决定,在其它力率情况下,温度附加误差则由第一类与第二类温度误差共同决定。
第一类温度误差由下述因素决定:
(1)永久磁钢磁通的改变,当温度升高时,磁通减小,使阻尼力矩减弱,表速变快,使电能表呈现正误差,这是幅值温度误差的主要部分。
(2)电压工作磁通因线圈直流电阻增加而减小,使驱动力矩减小而使表慢。但直流电阻占总阻抗百分比较小,因此这个影响很小。
(3)电压铁芯导磁率随温度升高而降低,使电压磁通稍有降低,附加误差为负误差。另一方面,随温度升高铁芯损耗减小,因而工作磁通增大,使温度附加误差为“正”。
综上所述,温度升高,表速变快。
第二类温度误差由下述因素决定:
(1)电压线圈直流电阻随温度升高而增大,使电压磁通滞后于线路电压的滞后角减小,导致在滞后力率下表速变慢。(www.xing528.com)
(2)相位补偿装置的电阻增大,使补偿磁通减小,补偿角也减小,导致在滞后力率下电压、电流工作磁通间相位角减小,使表速变慢。
综上所述,在温度升高情况下表速变慢。
改进温度特性的措施一般为:
(1)在永久磁钢上加热磁合金分路片,它的导磁力在温度升高时显著下降,从而补偿了阻尼磁通的减弱,如图5-20(a)所示。
图5-20 改进温度特性的措施
(2)在电压铁芯与回磁极之间加热磁合金垫片,使温度升高时电压工作磁通回路的磁阻增大,电压工作磁通因而减小,以此来补偿由于铝盘,相位补偿器电阻增大,损耗减小引起的工作磁通增大,如图5-20(b)所示。
(3)在电流工作磁通途径中设置热磁合金片,如在电压铁芯磁极下粘贴合金片,当温度升高时导磁力降低,电流工作磁通减弱,使表速降低,如图5-20(c)所示。
(4)在电压回磁极的上部打孔,套以短路铜环,当温度升高时,电压工作磁通增加,穿过短路铜环的磁通增多,致使电压工作磁通的损耗增大,电压工作磁通的滞后角增大,驱动力矩增加,从而补偿了相位温度误差,如图5-20(d)所示。
(5)在电压线圈回路里串接负温度系数的热敏电阻,补偿线圈电阻的增加。
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