機(jī)電式電能表定義

以固定線圈的電流與導(dǎo)電的可動(dòng)的部件(一般為圓盤)中的感應(yīng)電流相互作用,使其產(chǎn)生與被測(cè)電能成正比的轉(zhuǎn)動(dòng)的儀表。

《電力名詞》第三版。

（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(jī)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(jī)械式電能表用于交流電路作為普通的電能測(cè)量?jī)x表，其中最常用的是感應(yīng)型電能表。電子式電能表可分為全電子式電能表和機(jī)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(wú)功電能表、最大需量表、標(biāo)準(zhǔn)電能表、復(fù)費(fèi)率分時(shí)電能表、預(yù)付費(fèi)電能表、損耗電能表和多功能電能表等。

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

電能表機(jī)械電能表

機(jī)械電能表（也叫感應(yīng)式電能表）的種類、型號(hào)盡管很多，但它們的結(jié)構(gòu)基本相似，都是由測(cè)量機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償調(diào)整裝置和輔助部件（外殼、機(jī)架、端鈕盒、銘牌）組成。以下是幾種常用機(jī)械電能表。

（1）長(zhǎng)壽命電能表。正常使用的機(jī)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(shí)間就是電能表的壽命。電能表的下軸承對(duì)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(dòng)元件懸浮于空間。磁力軸承由于減少了機(jī)械磨損，延長(zhǎng)了電能表的使用壽命。目前逐步推廣應(yīng)用的長(zhǎng)壽命電能表，大多是在軸承上采用了磁力結(jié)構(gòu)。

普通機(jī)械電能表采用單寶石軸承，使用壽命一般是5年。長(zhǎng)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(zhǎng)至10年左右。

（2）寬量程電能表。近年來(lái)，由于居民生活水平的提高，裝設(shè)的家用電器日益增多，容量很大，但同時(shí)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(shí)際負(fù)荷很小時(shí)，運(yùn)行電流可能低于電能表額定電流的10%而使計(jì)量不準(zhǔn)；反之若電能表額定電流選擇偏小，一旦家用電器同時(shí)使用，電能表就可能因過(guò)負(fù)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(zhǔn)確的計(jì)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(zhǎng)壽命、寬量程電能表。寬量程電能表又叫高過(guò)載倍數(shù)電能表，其過(guò)載能力可達(dá)2～4倍。即這種電能表的額定電流并非一個(gè)固定值，而是一個(gè)彈性范圍。如單相表銘牌標(biāo)有：2.0級(jí)，220V，10（40）A，則說(shuō)明該表過(guò)載能力為4倍；電能表的額定電流在10～40A以內(nèi)時(shí)，準(zhǔn)確性仍能滿足2.0級(jí)的要求。而2.0級(jí)，220V，10A的普通電能表，其過(guò)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(jì)量功能的機(jī)械電能表難以同時(shí)勝任分時(shí)計(jì)量、負(fù)荷控制、參數(shù)預(yù)置、測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)傳輸?shù)榷喾N功能，因此全電子式新型計(jì)量器具應(yīng)運(yùn)而生。

多功能電能表。無(wú)論什么電能表，要完成電能的計(jì)量至少要具備兩項(xiàng)功能，一是產(chǎn)生與實(shí)際功率相符的功率信號(hào)；二是將該功率信號(hào)進(jìn)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(duì)實(shí)際線路的電壓、電流進(jìn)行采樣，并通過(guò)UI乘法器產(chǎn)生功率信號(hào)；其次利用U/f（壓/頻）轉(zhuǎn)換器將功率信號(hào)變?yōu)榫哂幸欢l率的脈沖信號(hào)，并由計(jì)數(shù)器將脈沖信號(hào)累計(jì)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(jì)量芯片W是高度集成的專用三相計(jì)量芯片，它完成功率信號(hào)P（即UI乘積）的產(chǎn)生；P—f的頻率轉(zhuǎn)換。而脈沖累計(jì)、分時(shí)計(jì)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(jì)量及存儲(chǔ)功能。能計(jì)量多種時(shí)段的單、雙向有功、無(wú)功電能；能完成當(dāng)前功率、需量、功率因數(shù)等參數(shù)的測(cè)量和顯示。能至少儲(chǔ)存上一個(gè)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(guò)分析客戶電力負(fù)荷曲線防止其竊電行為。

3）控制功能。能對(duì)客戶實(shí)行時(shí)段控制和負(fù)荷控制。前者用于多費(fèi)率分時(shí)計(jì)費(fèi)；后者是指通過(guò)通信接口接收遠(yuǎn)方控制指令或通過(guò)表計(jì)內(nèi)部的編程（考慮時(shí)段和負(fù)荷定額）控制負(fù)荷。帶IC卡接口的電子式電能表不僅能完成預(yù)付費(fèi)功能，還具有所購(gòu)電能將用盡時(shí)的報(bào)警延時(shí)、拉閘停電的控制功能。

4）管理功能。電子式電能表通過(guò)通信接口，與電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)或抄表系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)與外界的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換。電力網(wǎng)絡(luò)中具有權(quán)限的客戶服務(wù)器利用電能表的地址編碼（一般為12位十進(jìn)制數(shù)字），可準(zhǔn)確無(wú)誤地對(duì)其完成時(shí)段、時(shí)段費(fèi)率、時(shí)段功率限額、剩余電量報(bào)警限額、代表日、凍結(jié)日、需量的方式、時(shí)間和滑差等的設(shè)置；調(diào)用、查看客戶的實(shí)時(shí)功率；抄讀其相關(guān)用電量，并將電能計(jì)量信息按需要傳送給相應(yīng)的部門，供系統(tǒng)調(diào)度、電能控制、電能交換和營(yíng)業(yè)計(jì)費(fèi)等使用。

在科技迅猛發(fā)展的今天，新型電能表已快步進(jìn)入千家萬(wàn)戶。下面介紹具有較高科技含量的靜止式電能表和電卡預(yù)付費(fèi)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(jì)量的先進(jìn)機(jī)理，繼承傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表的優(yōu)點(diǎn)，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(zhǔn)確度、高過(guò)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(hào)，分壓器取得電壓采樣信號(hào)，經(jīng)乘法器得到電壓、電流的乘積信號(hào)，再經(jīng)頻率變換產(chǎn)生一個(gè)頻率與電壓、電流乘積成正比的計(jì)數(shù)脈沖，通過(guò)分頻驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，使計(jì)度器計(jì)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(wú)功和復(fù)合型）等。

靜止式電能表的安裝使用要求，與一般機(jī)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(yù)付費(fèi)電能表

電卡預(yù)付費(fèi)電能表即為機(jī)電一體化預(yù)付費(fèi)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(diǎn)，而且電能計(jì)量采用先進(jìn)的微電子技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和保存，實(shí)現(xiàn)先付費(fèi)后用電的管理功能。

電卡預(yù)付費(fèi)電能表通過(guò)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和分流元件分別對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)采樣，送到電能計(jì)量芯片，在計(jì)量芯片內(nèi)部經(jīng)過(guò)差分放大、A—D轉(zhuǎn)換和乘法器電路進(jìn)行乘法運(yùn)算，完成被計(jì)量電能的瞬時(shí)功率測(cè)量再通過(guò)濾波和數(shù)字、頻率轉(zhuǎn)換器，輸出與被計(jì)量電能平均功率成比例的頻率脈沖信號(hào)，其中高頻脈沖輸出可供校驗(yàn)使用，低頻脈沖輸出給計(jì)度器顯示電量及CPU進(jìn)行通信抄收等數(shù)數(shù)據(jù)處理。

電卡預(yù)付費(fèi)電能表也有單相和三相之分。

電能表智能電表的工作特點(diǎn)

智能電表采用了電子集成電路的設(shè)計(jì)，因此與感應(yīng)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(shì)。

1）功耗。由于智能電表采用電子元件設(shè)計(jì)方式，因此一般每塊表的功耗僅有0.6～0.7W左右，對(duì)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(yīng)式電表的功耗為1.7W左右。

2）準(zhǔn)確度。就表的誤差范圍而言，2.0級(jí)電子式電能表在5%～400%標(biāo)定電流范圍內(nèi)測(cè)量的誤差為±2%，而且目前普遍應(yīng)用的都是準(zhǔn)確等級(jí)為1.0級(jí)，誤差更小。感應(yīng)式電表的誤差范圍則為0.86%～5.7%，而且由于機(jī)械磨損這種無(wú)法克服的缺陷，導(dǎo)致感應(yīng)式電能表越走越慢，最終誤差越來(lái)越大。國(guó)家電網(wǎng)曾對(duì)感應(yīng)式電表進(jìn)行抽查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50%以上的感應(yīng)式電表在用了5年以后，其誤差就超過(guò)了允許的范圍。

3）過(guò)載、工頻范圍。智能電表的過(guò)載倍數(shù)一般能達(dá)到6～8倍，有較寬的量程。目前8～10倍率的表正成為越來(lái)越多用戶的選擇，有的甚至可以達(dá)到20倍率的寬量程。工作頻率也較寬，范圍為40～1000Hz。而感應(yīng)式電表的過(guò)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(guò)相關(guān)的通信協(xié)議與計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)編程軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的控制管理。因此智能電表不僅有體積小的特點(diǎn)，還具有遠(yuǎn)程控制、復(fù)費(fèi)率、識(shí)別惡性負(fù)載、反竊電、預(yù)付費(fèi)用電等功能，而且可以通過(guò)對(duì)控制軟件中不同參數(shù)的修改，來(lái)滿足對(duì)控制功能的不同要求，而這些功能對(duì)于傳統(tǒng)的感應(yīng)式電表來(lái)說(shuō)都是很難或不可能實(shí)現(xiàn)的。