電能表使用

在科技迅猛發(fā)展的今天，新型電能表已快步進入千家萬戶。下面介紹具有較高科技含量的靜止式電能表和電卡預付費電能表。

電能表靜止式電能表

靜止式電能表是借助于電子電能計量的先進機理，繼承傳統(tǒng)感應式電能表的優(yōu)點，采用全屏蔽、全密封的結(jié)構(gòu)，具有良好的抗電磁干擾性能，集節(jié)電、可靠、輕巧、高準確度、高過載、防竊電等為一體的新型電能表。

靜止式電能表由分流器取得電流采樣信號，分壓器取得電壓采樣信號，經(jīng)乘法器得到電壓、電流的乘積信號，再經(jīng)頻率變換產(chǎn)生一個頻率與電壓、電流乘積成正比的計數(shù)脈沖，通過分頻驅(qū)動步進電動機，使計度器計量。

靜止式電能表按電壓分為單相電子式、三相電子式和三相四線電子式等，按用途又分為單一式和多功能（有功、無功和復合型）等。

靜止式電能表的安裝使用要求，與一般機械式電能表大致相同，但接線宜粗，避免因接觸不良而發(fā)熱燒毀。

電能表電卡預付費電能表

電卡預付費電能表即為機電一體化預付費電能表，又稱IC卡表或磁卡表，如圖2所示。它不僅具有電子式電能表的各種優(yōu)點，而且電能計量采用先進的微電子技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集、處理和保存，實現(xiàn)先付費后用電的管理功能。

電卡預付費電能表通過電阻分壓網(wǎng)絡和分流元件分別對電壓信號和電流信號采樣，送到電能計量芯片，在計量芯片內(nèi)部經(jīng)過差分放大、A—D轉(zhuǎn)換和乘法器電路進行乘法運算，完成被計量電能的瞬時功率測量再通過濾波和數(shù)字、頻率轉(zhuǎn)換器，輸出與被計量電能平均功率成比例的頻率脈沖信號，其中高頻脈沖輸出可供校驗使用，低頻脈沖輸出給計度器顯示電量及CPU進行通信抄收等數(shù)數(shù)據(jù)處理。

電卡預付費電能表也有單相和三相之分。

電能表智能電表的工作特點

智能電表采用了電子集成電路的設計，因此與感應式電表相比，智能電表不管在性能還是操作功能上都具有很大的優(yōu)勢。

1）功耗。由于智能電表采用電子元件設計方式，因此一般每塊表的功耗僅有0.6～0.7W左右，對于多用戶集中式的智能電表，其平均到每戶的功率則更小。而一般每只感應式電表的功耗為1.7W左右。

2）準確度。就表的誤差范圍而言，2.0級電子式電能表在5%～400%標定電流范圍內(nèi)測量的誤差為±2%，而且目前普遍應用的都是準確等級為1.0級，誤差更小。感應式電表的誤差范圍則為0.86%～5.7%，而且由于機械磨損這種無法克服的缺陷，導致感應式電能表越走越慢，最終誤差越來越大。國家電網(wǎng)曾對感應式電表進行抽查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50%以上的感應式電表在用了5年以后，其誤差就超過了允許的范圍。

3）過載、工頻范圍。智能電表的過載倍數(shù)一般能達到6～8倍，有較寬的量程。目前8～10倍率的表正成為越來越多用戶的選擇，有的甚至可以達到20倍率的寬量程。工作頻率也較寬，范圍為40～1000Hz。而感應式電表的過載倍數(shù)一般僅為4倍，且工作頻率范圍僅為45～55Hz。

4）功能。智能電表由于采用了電子技術(shù)，可以通過相關(guān)的通信協(xié)議與計算機進行聯(lián)網(wǎng)，通過編程軟件實現(xiàn)對硬件的控制管理。因此智能電表不僅有體積小的特點，還具有遠程控制、復費率、識別惡性負載、反竊電、預付費用電等功能，而且可以通過對控制軟件中不同參數(shù)的修改，來滿足對控制功能的不同要求，而這些功能對于傳統(tǒng)的感應式電表來說都是很難或不可能實現(xiàn)的。

電能表機械電能表

機械電能表（也叫感應式電能表）的種類、型號盡管很多，但它們的結(jié)構(gòu)基本相似，都是由測量機構(gòu)、補償調(diào)整裝置和輔助部件（外殼、機架、端鈕盒、銘牌）組成。以下是幾種常用機械電能表。

（1）長壽命電能表。正常使用的機械式電能表的壽命主要取決其下軸承的磨損程度。那么從投入使用到由于下軸承磨損使電能表的基本誤差超差，其間所持續(xù)的時間就是電能表的壽命。電能表的下軸承對電能表的使用壽命有很大影響。

現(xiàn)代電能表的軸承結(jié)構(gòu)主要有：鋼珠寶石軸承、石墨軸承和磁力軸承等。寶石軸承它可分為單寶石軸承和雙寶石軸承。雙寶石軸承的摩擦力較小，耐磨性能更好。磁力軸承主要靠同極性磁鐵之間的排斥力將轉(zhuǎn)動元件懸浮于空間。磁力軸承由于減少了機械磨損，延長了電能表的使用壽命。目前逐步推廣應用的長壽命電能表，大多是在軸承上采用了磁力結(jié)構(gòu)。

普通機械電能表采用單寶石軸承，使用壽命一般是5年。長壽命電能表的軸承由于采用了或磁力軸承或石墨軸承或雙寶石軸承等新材料、新技術(shù)，使其壽命可延長至10年左右。

（2）寬量程電能表。近年來，由于居民生活水平的提高，裝設的家用電器日益增多，容量很大，但同時使用的可能性較小。如果選用舊式的單量程電能表，額定電流選擇偏大，在實際負荷很小時，運行電流可能低于電能表額定電流的10%而使計量不準；反之若電能表額定電流選擇偏小，一旦家用電器同時使用，電能表就可能因過負載而燒毀。而寬量程電能表就能克服以上問題，只要所使用家用電器的電流總和在電能表的額定電流范圍之內(nèi)，都可以安全準確的計量。因此農(nóng)網(wǎng)和城網(wǎng)改造中居民安裝的電能表一般為長壽命、寬量程電能表。寬量程電能表又叫高過載倍數(shù)電能表，其過載能力可達2～4倍。即這種電能表的額定電流并非一個固定值，而是一個彈性范圍。如單相表銘牌標有：2.0級，220V，10（40）A，則說明該表過載能力為4倍；電能表的額定電流在10～40A以內(nèi)時，準確性仍能滿足2.0級的要求。而2.0級，220V，10A的普通電能表，其過載能力一般只有1.5～2倍。

電能表電子式電能表

具有單一電能計量功能的機械電能表難以同時勝任分時計量、負荷控制、參數(shù)預置、測量數(shù)據(jù)的采集、存儲及實時傳輸?shù)榷喾N功能，因此全電子式新型計量器具應運而生。

多功能電能表。無論什么電能表，要完成電能的計量至少要具備兩項功能，一是產(chǎn)生與實際功率相符的功率信號；二是將該功率信號進行累加從而獲得電能數(shù)值。

電子式電能表也不例外。它首先對實際線路的電壓、電流進行采樣，并通過UI乘法器產(chǎn)生功率信號；其次利用U/f（壓/頻）轉(zhuǎn)換器將功率信號變?yōu)榫哂幸欢l率的脈沖信號，并由計數(shù)器將脈沖信號累計而得電能量。多功能電能表的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1中計量芯片W是高度集成的專用三相計量芯片，它完成功率信號P（即UI乘積）的產(chǎn)生；P—f的頻率轉(zhuǎn)換。而脈沖累計、分時計量、缺相處理、液晶顯示、RS485通信等功能則由微處理器CPU控制完成。

多功能電能表一般具有以下幾種功能：

1）計量及存儲功能。能計量多種時段的單、雙向有功、無功電能；能完成當前功率、需量、功率因數(shù)等參數(shù)的測量和顯示。能至少儲存上一個抄表周期的數(shù)據(jù)。

2）監(jiān)視功能。能監(jiān)視客戶功率及最大需量，并通過分析客戶電力負荷曲線防止其竊電行為。

3）控制功能。能對客戶實行時段控制和負荷控制。前者用于多費率分時計費；后者是指通過通信接口接收遠方控制指令或通過表計內(nèi)部的編程（考慮時段和負荷定額）控制負荷。帶IC卡接口的電子式電能表不僅能完成預付費功能，還具有所購電能將用盡時的報警延時、拉閘停電的控制功能。

4）管理功能。電子式電能表通過通信接口，與電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡或抄表系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)與外界的遠程數(shù)據(jù)交換。電力網(wǎng)絡中具有權(quán)限的客戶服務器利用電能表的地址編碼（一般為12位十進制數(shù)字），可準確無誤地對其完成時段、時段費率、時段功率限額、剩余電量報警限額、代表日、凍結(jié)日、需量的方式、時間和滑差等的設置；調(diào)用、查看客戶的實時功率；抄讀其相關(guān)用電量，并將電能計量信息按需要傳送給相應的部門，供系統(tǒng)調(diào)度、電能控制、電能交換和營業(yè)計費等使用。

當把電能表接入被測電路時，電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通；交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應出渦流；渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉(zhuǎn)矩（主動力矩）而轉(zhuǎn)動。負載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應出的渦流也越大，使鋁盤轉(zhuǎn)動的力矩就越大。即轉(zhuǎn)矩的大小跟負載消耗的功率成正比。功率越大，轉(zhuǎn)矩也越大，鋁盤轉(zhuǎn)動也就越快。鋁盤轉(zhuǎn)動時，又受到永久磁鐵產(chǎn)生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反；制動力矩的大小與鋁盤的轉(zhuǎn)速成正比，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快，制動力矩也越大。當主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉(zhuǎn)動。負載所消耗的電能與鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)成正比。鋁盤轉(zhuǎn)動時，帶動計數(shù)器，把所消耗的電能指示出來。這就是電能表工作的簡單過程。

1．型號及其含義

電能表型號是用字母和數(shù)字的排列來表示的，內(nèi)容包括類別代號 組別代號 設計序號 派生號。

（1）類別代號。D—電能表。

（2）組別代號。

1）表示相線：D—單相；T—三相四線有功；S—三相三線有功；X—三相無功。

2）表示用途：B—標準；D—多功能；M—脈沖；S—全電子式；Z—最大需量；Y—預付費；F—復費率。

（3）設計序號。用阿拉伯數(shù)字表示。

（4）派生號。T—濕熱、干燥兩用；TH—濕熱帶用；TA—干熱帶用；G—高原用；H—船用；F—化工防腐用。

例如：

DD表示單相電能表，如DD862型、DD701型、DD95型。

DS表示三相三線有功電能表，如DS8、DS310、DS864型等。

DT表示三相四線有功電能表，如DT862型、DT864型。

DX表示無功電能表，如DX8、DX9、DX310、DX862型。

DZ表示最大需量表，如DZl型。

DB表示標準電能表，如DB2型、DB3型。

2．銘牌

銘牌上應包含以下內(nèi)容：

（1）商標。

（2）計量許可標志（CMC）。

（3）計量單位名稱或符號，如：有功電能表為“千瓦·時”或“kWh”；無功電能表為“千乏·時”或“kvarh”。

字輪式計度器的窗口，整數(shù)位和小數(shù)位用不同的顏色區(qū)分，中間有小數(shù)點；若無小數(shù)點位，窗口各字輪均有倍乘系數(shù)，如×100、×10、×1等。對于液晶顯示屏的整數(shù)位和小數(shù)位，中間有小數(shù)點。

（4）電能表的名稱及型號。

（5）基本電流和額定最大電流?；倦娏鳎硕娏鳎┦谴_定電能表有關(guān)特性的電流值，是電能表的基本工作電流，以I_b表示；額定最大電流是儀表能滿足其制造標準規(guī)定的準確度的最大電流值。以I_max表示。如1.5（6）A即電能表的基本電流值為1.5A，額定最大電流為6A。如果額定最大電流小于基本電流的150%時，則只標明基本電流。對于三相電能表應在前面乘以相數(shù)，如3×5（20）A。

（6）參比電壓。參比電壓是確定電能表有關(guān)特性的電壓值，是電能表的工作電壓，以U_n表示。參比電壓對于三相三線電能表以相數(shù)乘以線電壓表示，如3×100V：對于三相四線電能表則以相數(shù)乘以相電壓/線電壓表示，如3×220/380V；對于單相電能表則以相電壓表示，如220V。

（7）參比頻率。參比頻率是確定電能表有關(guān)特性的頻率值，即工頻，以赫茲（Hz）作為單位。

（8）電能表常數(shù)。電能表常數(shù)是電能表記錄的電能和相應的轉(zhuǎn)數(shù)或脈沖數(shù)之間關(guān)系的常數(shù)，有功電能表以r（imp）/kwh或kwh/r（imp）形式表示，無功電能表以r（imp）/kvarh或kvarh/r（imp）形式表示。兩種常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系。

（9）準確度等級。以記入圓圈中的等級數(shù)字表示，如面．勻、@．習，無標志時，電能表視為2級。

（10）相數(shù)、線數(shù)的符號。

（11）耐受環(huán)境條件的能力級別，分P、S、A、B共4組。

（12）制造標準。

（1）電能表按其使用的電路可分為直流電能表和交流電能表。交流電能表按其相線又可分為單相電能表、三相三線電能表和三相四線電能表。

（2）電能表按其工作原理可分為電氣機械式電能表和電子式電能表（又稱靜止式電能表、固態(tài)式電能表）。電氣機械式電能表用于交流電路作為普通的電能測量儀表，其中最常用的是感應型電能表。電子式電能表可分為全電子式電能表和機電式電能表。

（3）電能表按其結(jié)構(gòu)可分為整體式電能表和分體式電能表。

（4）電能表按其用途可分為有功電能表、無功電能表、最大需量表、標準電能表、復費率分時電能表、預付費電能表、損耗電能表和多功能電能表等。

（5）電能表按其準確度等級可分為普通安裝式電能表（0.2、0.5、1.0、2.0、3.0級）和攜帶式精密級電能表（0.01、0.02、0.05、0.1、0.2級）。

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對電的需求越來越大，不同時間用電量不均衡的現(xiàn)象也日益嚴重。為緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，調(diào)節(jié)負荷曲線，改善用電量不均衡的現(xiàn)象，全面實行峰、平、谷分時電價制度，“削峰填谷”，提高全國的用電效率，合理利用電力資源，國內(nèi)部分省市的電力部門已開始逐步推出了多費率電能表，對用戶的用電量分時計費。

1995年4月，由國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委和電力工業(yè)部聯(lián)合在上海召開的全國計劃用電工作會議上決定，用3～4年時間，在全國各大電網(wǎng)內(nèi)，有計劃、分步驟全面推行峰谷分時電價制度。總目標是各網(wǎng)轉(zhuǎn)移高峰電力10～15%，全國實現(xiàn)轉(zhuǎn)移高峰電力 1000～2000萬千瓦，推行的范圍不僅是工業(yè)、商業(yè)用戶，而且對非工業(yè)、農(nóng)業(yè)用電也要逐步實行。在有條件的地區(qū)，即已經(jīng)實行一戶一表的居民用電區(qū)，也將有計劃的開發(fā)低谷用電，實行峰谷電價，以提高電能利用率，提高居民的用電質(zhì)量。對電力用戶采用不同時段和不同計費標準。鼓勵低谷時段的電力消費。

1980年，河南地區(qū)首先提出了按峰、谷時間分段計量電能，以經(jīng)濟手段促進合理、均衡、科學用電的建議，繼而開始進行了試點，通過實踐，初步摸索了一些有參考價值的經(jīng)驗。隨后，山西省利用簡易設備先后在一部分用電單位進行了聯(lián)合試點。

1982～1985年，全國許多省市和地區(qū)也相繼實行了電能分時計量及與此相適應的新的收費制度，并取得了非常大的成效。一些大的電網(wǎng)局也把它作為技術(shù)改進的重要內(nèi)容和開展科學用電的重要措施之一。至此，我國己跨進了用多種電價作為輔助管理手段和控制用電負荷的國家行列。

早期主產(chǎn)的第一代石英鐘控分時電能表。這種電能表通過導線連接石英鐘各種不同時段來分別驅(qū)動峰、谷電磁計數(shù)器，分別顯示出峰、谷電量及總電量，按總電量扣除峰、谷電量即為平常時段電量。由于這種分時計費電能表的可靠性較差。計時分段精度太低（最小分割為5min），易受干擾，時段調(diào)整也比較麻煩，使用功能單一，不能適應分時計費中的一些特殊要求，目前已基本淘汰停用。

第二代機電一體化結(jié)構(gòu)的分時電能表。這種電能表采用1.0級感應系電能表機芯為基礎(chǔ)，采用紅外光電變換器，脈沖輸出和中央處理器（CPU），單片機電路，使用附帶的鍵盤編程或者紅外無線鍵盤來進行各種需求量、時鐘、時段、雙休日的設定，可保護本月最大需求量、上月最大需求量和本月峰、平、谷最大需求量顯示及存儲。帶有脈沖輸出及RS-232串行通信口，便于數(shù)據(jù)遠程傳送與監(jiān)控。儀表性能比較精密可靠，功能可滿足我國現(xiàn)階段分時計費需求，生產(chǎn)工藝比較成熟，價格具有競爭力，是目前國內(nèi)應用最為廣泛的一代產(chǎn)品。但是美中不足的是各生產(chǎn)廠家均為自行開發(fā)專用單片機，存在產(chǎn)品兼容性差，維修困難的缺點。這一系列產(chǎn)品常見的有DF68、DF93、DTF33、DF86、DSF20、DIF2、DF32、DTF864、MRZ、DSD66等。

電功通常用電能表（俗稱電度表）來測定，把電能表接在電路中，電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。

現(xiàn)如今有一種IC卡電能表，用戶買來IC卡后插入電能表讀取卡中的金額。一旦金額用完，電能表切斷電路，這時需要到銀行為IC卡儲值，重新插入電能表。

通常實驗室用伏安法測電能。

2011年7月29日，《標準電能表》發(fā)布。

2011年12月1日，《標準電能表》實施。