3.3 电能表
电能表又称电度表，是一种用来计算用电量（电能）的测量仪表。电能表可分为单相电能表和三相电能表，分别用在单相和三相交流电源电路中。根据工作方式的不同，电能表又可分为电子式和机械式两种：电子式电能表利用电子电路来驱动计数机构对电能进行计数；机械式（又称感应式）电能表利用电磁感应产生的力矩来驱动计数机构对电能进行计数。常见的电能表外形如图3-17所示。
图3-17 常见的电能表外形
3.3.1 电能表的接线
1. 单相电能表的接线
在使用电能表时，只有与线路正确连接才能令电能表正常工作。如果连接错误，轻则会出现电量计数错误，重则会烧坏电能表。在接线时，除了要注意一般的规律，还要认真查看电能表的接线说明图。单相电能表的接线如图3-18所示。
图3-18 单相电能表的接线
2. 三相电能表的直接接线
三相电能表用于三相交流电源电路中，如果负载功率不是很大，则三相电能表可直接接在三相交流电源电路中。三相电能表的直接接线（三相四线式）如图3-19所示。
图3-19 三相电能表的直接接线（三相四线式）
3. 三相电能表的互感式接线
电流互感器是一种能增大或减小交流电流的器件，其外形与工作原理如图3-20所示。
图3-20 电流互感器的外形与工作原理
1 一次绕组电流I1流过一次绕组N1。
2 N1产生磁场，磁场通过铁芯穿过二次绕组N2，N2两端有电压产生。
3 与N2连接的电流表有二次绕组电流I2流过。
电流互感器的一次绕组电流I1与二次绕组电流I2存在如下关系：
从上式可知，绕组流过的电流大小与匝数成反比，即匝数多的绕组流过的电流小，匝数少的绕组流过的电流大，N2/N1称为变流比。
当电能表需要用在大电流电路中时，可在电源线与电能表之间添加电流互感器。三相电能表的互感式接线（三相四线式）如图3-21所示。
图3-21 三相电能表的互感式接线（三相四线式）
注意：在利用连接电流互感器的电能表测量电路电量时，测得的值并不是电路的实际用电量（实际用电量等于测得的值与电流互感器的变流比的乘积）。例如，电流互感器的变流比为400/5，电能表测得的值为10kW·h，那么实际用电量为800kW·h（10kW·h×400/5=800kW·h）。
3.3.2 电能表的比较
与机械式电能表相比，电子式电能表具有精度高、可靠性高、功耗低、过载能力强、体积小和重量轻等优点。根据显示方式的不同，电子式电能表可分为滚轮显示电能表和液晶显示电能表，如图3-22和图3-23所示。
图3-22 滚轮显示电能表
图3-23 液晶显示电能表
• 滚轮显示电能表的面板上没有铝盘，不能带动滚轮计数器（内部安装一个小型步进电机）。在测量时，电能表每通过一定的电量，测量电路就会产生一个脉冲。该脉冲可驱动电机旋转一定的角度、带动滚轮计数器转动并进行计数。
• 液晶显示电能表由测量电路输出显示信号，并直接驱动液晶显示器显示电量数值。
电子式电能表与机械式电能表的区别如图3-24所示。
图3-24 电子式电能表与机械式电能表的区别
查看面板上有无铝盘（电子式电能表无，机械式电能表有）；查看面板型号（若面板型号的第3位为字母S，则为电子式电能表，否则为机械式电能表，如DDS633为电子式电能表）；查看常数单位（电子式电能表的常数单位为imp/kW·h；机械式电能表的常数单位为r/kW·h）。
3.3.3 电能表的选用
在选用电能表时，先要确定电源类型是单相还是三相，再根据电源负载的功率确定电能表的电流规格。对于220V单相交流电源电路，应选用单相电能表，最大测量功率P与电能表额定最大电流I的关系：P=I×220；对于380V三相交流电源电路，应选用三相电能表，最大测量功率P与电能表额定最大电流I的关系：P=3I×220。电能表的常用电流规格及对应的最大测量功率如表3-1所示。
表3-1 电能表的常用电流规格及对应的最大测量功率
注：“（）”中为电能表的额定最大电流。