电子式电能表的基本原理

    电能作为一种商品，衡量其多少的唯一工具是电能表。随着电子工业的发展，正在向高智能、高精度、高可靠性和全自动计费的方向发展。 

　　一、电子式电能表的基本原理 

　　电子式电能表是基于电功率的测量技术，采用电子乘法器实现功率运算的新型电能计量仪表。具体是把输入的电压信号或电流信号经分压器和互感器进行增益和相位补偿后，分别送至有功乘法器和无功乘法器 (90 °相移后送无 - 功乘法器 ) 产生脉冲信号，经过处理器、检测器等电路准确地测量出有功、无功、视在功率电能，并进行各种费率时段处理以及最大需量选择。 

　　二、特点对比 

　　1. 精度高。电子式电能表能在很宽的电压、电流范围内实现 1.0 至 0.1 级高精度的电能测量。 1.0 级表误差很容易控制在 +0.5%以内。 0.5级可控制在± 0.2%以内， 0.2级表可控制在± 0.1%以内。而机械式电能表做到 0.5 级就已经很困难了。 

　　2. 误差曲线平直。从负载下限到最大负载，误差数据基本不变。而对于机械式电能表，即使调整优良也不可能实现，而且大部分机械式电能表在轻负载时误差数据偏大且为负值。 

　　3. 误差衡定。在误差范围内不因内部条件变化而发生变化，校验数据基本不变。机械式电能表由于存在机械磨损的因素导致误差加大，必须定期 (3-6 个月 ) 进行调整校验。实际应用中，只对少数大用户进行校验，对于占绝大多数的小用户和居民用户进行周期校验很难实现，运行中轻负载负超差现象仍然存在。 

　　4. TV 二次回路压降小。电子式电能表接入 TV 二次回路后，每相输入电流仅为 1OmA ，而且一只电子式表可同时实现有功、无功及最大需量测量，至少取代三只机械式电能表，对于同样的 TV 二次回路压降可减少到 1 /20 甚至更小。而压降通常是负值。同时.电子式电能表对于提高电能计量精度，减少电量计量损失作用较大。 

　　5. 省去抄表环节。实现电量预购功能是电子式电能表的主要特点.用户到供电部门预先购买了电量，就不用抄表员去用户处抄表，减少用工成本。 

　　6. 便于信息化管理。电子式电能表装有微电脑和专用程序，所有程序和数据处理均自动完成。供电部门可通过计算机售电管理系统对用户实现预购电量、预置最大负荷限制、对电卡进行密码设置等功能。同时按需要储存用户表的出厂表号、表常数、计度器初始值、用户住址、姓名等相关信息以便进行系统的管理。 

　　7. 记录判断及报警功能。电子式电能表在其数据卡中存有总电量、本次剩余电量和上次剩余电量、负电量、总购电次数等数据，便于供电部门与用户进行信息传递，保护供、用电双方的利益。电子式电能表自动计算用户消耗电量.并在电量小于一定量时数码管常亮并显示所剩电量，提醒用户及时购电。当用户电量剩至 5kWh 时.报警提醒用户购电。 


　　8. 不受安装位置影响。机械式电能表由于受其工作原理的制约，对其安装位置尤其是悬挂角度要求很高，否则会影响精度和寿命。而电子式则不然.由于采用电子技术，其精度取决于采样及运算的准确度，而与安装位置无关。 

　　三、存在的问题 

　　1. 可靠性问题 

　　电子式电能表对关键电子部件，如 PBC 板电源，数据卡的工作性能要求很高，其性能高低直接影响正常使用。 

　　2. 抗干扰和抗过压能力差 

　　对于低压表，由于电压回路直接接入电网。则存在电网浪涌冲击或其他干扰以及电网电压长时间偏高造成电子式电能表损坏的情况。 

　　3. 产品成熟度有待提高 

　　电子式电能表属新型计量产品.其产品结构不丰富，型号规格不多。可选择余地小。 

　　四、电能表的选择 

　　电能表分为单相、三相三线和三相四线三种。电能表的选择使用应参照以下要求：

　　1. 严格区分用户

　　在选用电能表前，首先应区分使用者是居民用户、工矿企业、还是服务业等等情况，对于数量庞大的居民用户尽量推荐使用电子式单相电能表，因为电子表校验周期很长，精度高。对于生产者如企业等用户，结合实际情况依照用户要求可选择使用电子式或机械式三相三线电能表，或者电子式或机械式三相四线电能表。虽然机械电能表校验周期短，但鉴于在一个辖区的工矿企业相对较少，因此，用户选用哪种电能表都行。如果属于新用户或者更新电能表. 以选择电子式电能表为宜。 

　　2. 尊重用户，避免“一刀切”现象 

　　单相机械式电能表在我国使用率是最高的，仪表生产厂家多，产品结构丰富，规格型号齐全，相关产业庞大。不能只因新型电子式电能表的功能优点而全面淘汰机械式电能表，应以科学发展观的态度，尊重国情，尊重用户选择，循序渐进，逐步推广电子式电能表。若全面更新换代，会造成产业链的极大浪费和大多数人的反对。因此，应结合实际情况，有选择地进行更换。 

　　3. 以用量定规格 

　　电能表以电压或电流大小作为规格指标。电压规格分为： 11OV 、 220V 、 380V 等规格，电流规格分为： 2(10)A 、 5(1 0)A 、 5(20)A 、 1O(30)A 、 20(80)A 等规格。不同的用户选择不同的规格。对于大用电户，可结合互感器变比作适当选择。而对于小用电户。电流规格要以用户用电的大小而定.不能采取小规格电能表的办法限定用户的用电量。不能单纯考虑 TA 、 TV 回路轻载时的误差让电能表超过载运行。标定电流应根据用户的用电功率和用电总量来正确选定。建议推广过载三倍表和二倍表。 

　　五、电能表的发展趋势 

　　电子式电能表解决了抄表和精度的问题，这是一个新的开端。相信在为期不远的将来，就能实现电能表能自动调节电压和电流规格，自动向供电部门中心机房发送用电数据，通过网络和移动通讯实现信息互通，到时用户只需向银行结算电费，供电部门只设客户服务中心以提供优质服务，从而实现新的供用电经营模式。 

　　在当代计量工作中，智能化全自动电能表还未面世的真正原因不是技术问题，而是市场原因，是产业结构的原因。面对电子式电能表和将来智能化全自动电能表强势功能的体现和普及应用，机械式电能表何去何从，是摆在相关管理部门和供电部门面前的突出问题。根据我国国情.在一定的时间内机械式电能表和新型的电能表将同时存在。随着产业和人员结构的不断调整和进一步完善，新型智能化全自动计量仪器仪表才会推陈出新，逐步取得主导地位，促使计量工作迈向一个全新的台阶。