三相智能電表特點與應用綜述

亳州供電公司 236800

摘要：隨著中國提出建設國家智能電網(wǎng)概念之后，與之直接配套的智能電表開始成為關注的焦點。智能電能表是一種新型電能表，相對以往的普通電能表，除具備基本的計量功能外，智能電能表是全電子式電能表，帶有硬件時鐘和完備的通信接口，具有高可靠性、高安全等級以及大存儲容量等特點，完全符合中國發(fā)展“節(jié)能環(huán)保”的要求。

關鍵詞：智能電表；費控；特點；原理；功能

隨著我國智能電網(wǎng)建設進程的不斷推進以及相應的居民遞增式階梯電價改革模式的提出，對電能表等相關電能計量工具的要求也隨之提高。自2009年國家全面啟動智能電網(wǎng)建設，作為連接電網(wǎng)與用戶的重要節(jié)點，智能電表的作用舉足輕重，成為實現(xiàn)智能電網(wǎng)“信息化、自動化、互動化”特征基礎的關鍵環(huán)節(jié)和先行者，直接影響了電能表行業(yè)的發(fā)展空間及走向，對中國電能表產(chǎn)業(yè)的推動，具有重要意義。

1.智能電表背景介紹

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力已經(jīng)成為國家的最重要能源，當前居民用電的管理過于落后，居民用電管理收費多年來一直采用先用電、后抄表、再付費的傳統(tǒng)作業(yè)方式。居民用電絕大多數(shù)實行“分表制”，即若干集中居住的家庭（一個居住單元或若干居住單元的集合）使用一個總的電表，每戶裝一個分電表，電力部門抄表員抄收總電表的電量，作為居民交付電費的依據(jù)。

我國生產(chǎn)的交流電度表均為感應式機械電度表，幾十年來不得不采用人工抄讀電表的原始方式。但作為用電管理最重要也是最基礎的用電數(shù)據(jù)仍采用原始落后的人工抄收的方法，不但勞動強度大、效率低，而且還會存在抄表不到位、估抄、漏抄、錯抄、錯算及抄表周期長等問題，對竊電的防治更無從談起。在社會走向信息化，網(wǎng)絡化，電力系統(tǒng)大踏步現(xiàn)代化的今天，手工抄表更是與無人值班等高度的自動化形成了鮮明對比，成為制約供電系統(tǒng)現(xiàn)代化管理的一大障礙。正是由于以上背景，智能電度表應運而生。什么是智能電表？智能電表就是應用計算機技術，通訊技術等，形成以智能芯片（如CPU）為核心，具有電功率計量計時、記費、與上位機通訊、用電管理等功能的電度表。

2.智能電表的原理和特點

2.1 智能電表的構成和原理

電子式智能電表主要是由電子元器件構成，其工作原理是先通過對用戶供電電壓和電流的實時采樣，再采用專用的電能表集成電路，對采樣電壓和電流信號進行處理，并轉換成與電能成正比的脈沖輸出，最后通過單片機進行處理、控制，把脈沖顯示為用電量并輸出。

通常我們把智能電表計量一度電時A/D轉換器所發(fā)出的脈沖個數(shù)稱之為脈沖常數(shù)，對于智能電表來說，這是一個比較重要的常數(shù)，因為A/D轉換器在單位時間內(nèi)所發(fā)出脈沖數(shù)個的多少，將直接決定著該表計量的準確度。

2.2 智能電表的特點

由于采用了電子集成電路的設計，再加上具有遠傳通信功能，可以與電腦聯(lián)網(wǎng)并采用軟件進行控制，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，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）精度：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%，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。工作頻率也較寬，在 40～1000Hz范圍。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之間。

（4）功能：智能電表由于采用了電子表技術，可以通過相關的通信協(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，還具有了遠傳控制（遠程抄表、遠程斷送電）、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。

3.功能及應用

3.1計量功能

（1）具有正向有功電能、反向有功電能計量功能，能存儲其數(shù)據(jù)，并可以據(jù)此設置組合有功。

（2）具有分時計量功能，有功電能量按相應的時段分別累計、存儲總、尖、峰、平、谷電能量。

（3）可存儲上12個月的總電能和各費率電能量；數(shù)據(jù)存儲分界時刻為月末24時，或在每月1號至28號內(nèi)的整點時刻。

3.2費控功能

（1）本地費控電能表在電能表內(nèi)進行電費實時計算。

（2）遠程費控電能表

（3）安全認證加密要求

電能表在全性能試驗或驗收試驗時，通過系統(tǒng)內(nèi)有資質的檢測機構對電能表數(shù)據(jù)傳輸進行安全認證檢查，檢查依據(jù)《智能電能表信息交換安全認證技術規(guī)范》。

3.3測量及監(jiān)測

能測量、記錄、顯示當前電能表的電壓、電流（包括零線電流）、功率、功率因數(shù)等運行參數(shù)。測量誤差（引用誤差）不超過±1%。

3.4事件記錄

（1）永久記錄電能表清零事件的發(fā)生時刻及清零時的電能量數(shù)據(jù)。

（2）記錄編程總次數(shù)，最近10次編程的時刻、操作者代碼、編程項的數(shù)據(jù)標識。

（3）記錄校時總次數(shù)（不包含廣播校時），最近10次校時的時刻、操作者代碼。

（4）記錄掉電的總次數(shù)，最近10次掉電發(fā)生及結束的時刻。

3.5費率、時段及電價方案

具有兩套費率時段表，可在約定的時刻自動轉換；每套費率至少支持4個費率。具有兩套電價方案，可在約定的時刻或達到約定的用電量水平時自動轉換。支持通過紅外、RS485通信接口修改費率表、時段表及電價方案，有防止非授權人操作的安全措施。

3.6報警功能

（1）當剩余電費小于報警電費時，提示“請購電”；

（2）當電能表出現(xiàn)故障時，顯示出錯信息碼（用Err-XX表示）。

3.7 凍結功能

定時凍結次；瞬時凍結；約定凍結；日凍結；整點凍結，凍結內(nèi)容及對應的數(shù)據(jù)標識應符合DL/T 645—2007及其備案文件要求。

3.8計時功能

采用具有溫度補償功能的內(nèi)置硬件時鐘電路，具有日歷、計時、閏年自動轉換功能；內(nèi)部時鐘端子輸出頻率為1Hz。

3.9脈沖輸出

電能表有與所計量的電能成正比的LED脈沖和電脈沖輸出功能。光測試輸出裝置的特性符合GB/T 17215.211—2010的要求。電測試輸出裝置的特性符合GB/T 15284—2010的要求。

4.結語

（1）傳統(tǒng)感應式電表與智能電表相比不僅有高可靠性、高準確度等優(yōu)點，而且還有適應現(xiàn)代在多樣化用電要求的各種功能。

（2）同時由于采用軟硬件結合的操作方式，這就使得智能電表在控制和使用上更加靈活。

（3）使用智能電表讓用戶達到明白消費、計劃用電，有效節(jié)能的目的，杜絕了原人工抄錄出現(xiàn)的用電誤讀、誤抄、漏抄和抄表不及時等問題。