智能型電能表結(jié)構(gòu)設(shè)置及功能應(yīng)用探討

蘇旭　王思源

摘要：伴隨我國社會經(jīng)濟(jì)體制的飛速發(fā)展，在電力需求量方面也在不斷提升，電能資源的供應(yīng)計(jì)劃方案是對電力宏觀調(diào)控的重要決策，可以具體地展現(xiàn)出電力資源領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展要求。在當(dāng)前電力科技不斷更新的狀況下，電能表的設(shè)計(jì)和使用也逐漸走向了智能化控制道路，通過對智能型電表的有效運(yùn)用，給我國電力系統(tǒng)的實(shí)際工作帶來了很大的幫助。

關(guān)鍵詞：智能電表；結(jié)構(gòu)設(shè)置；功能應(yīng)用；電力系統(tǒng)；電力資源；電能計(jì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2015）04-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0319

電能是當(dāng)前我國較為缺乏的能源之一，在生產(chǎn)和發(fā)展過程中對電能的大量需求已經(jīng)影響到供電部門的實(shí)際供電工作，那么如何切實(shí)解決地域電能合理化運(yùn)用是供電部門眼下迫切需要解決的問題。為了改善電力資源在早期監(jiān)測系統(tǒng)方面的缺陷，新時代下對電力資源的調(diào)控必須要對智能型電表進(jìn)行實(shí)質(zhì)性應(yīng)用，對電力資源實(shí)施檢測，對電力資源的供應(yīng)和調(diào)度提供充分的保障。所以說，對智能電表的結(jié)構(gòu)和具體的功能應(yīng)用進(jìn)行分析和了解，可以更好地實(shí)現(xiàn)電能的優(yōu)化配置。

1 智能電表的具體結(jié)構(gòu)和發(fā)展現(xiàn)狀

電能表主要是用于某個時間段中對耗電量進(jìn)行計(jì)量的專業(yè)儀表，在電能系統(tǒng)的控制及其調(diào)度的過程中都起到了至關(guān)重要的作用。伴隨社會對電力資源的需求量不斷的加大，傳統(tǒng)型的電能表已經(jīng)無法滿足新體系下的需求，智能型電表已經(jīng)普遍使用在不同地區(qū)的電能供應(yīng)體系當(dāng)中，而智能型電能表和傳統(tǒng)的電能表在功能上存在較大的差異性，這就需要我們進(jìn)一步加以研究。

智能型電能表從內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成來看，可以具體分成三個部分：

第一部分：電流和電壓的輸入回路，就是將被測的電壓或者是電流的實(shí)際功率通過相應(yīng)的分壓器和傳感器轉(zhuǎn)換成適用于電能表的乘法運(yùn)算器中所需要的電壓，然后再具體傳輸?shù)匠朔ㄆ鳟?dāng)中。

第二部分：乘法器它主要的功能是功率的具體轉(zhuǎn)換，當(dāng)所測的電路的實(shí)際電壓相應(yīng)地加入到具體的輸入端，這時候就可將其轉(zhuǎn)化成和被測電路相對應(yīng)的直流電壓進(jìn)行輸出，然后再傳送到變換器當(dāng)中進(jìn)行v-f的具體轉(zhuǎn)換，乘法器是智能型電能表的核心內(nèi)容，電能表的實(shí)際測量的準(zhǔn)確性就取決于乘法器。其實(shí)際的原理就是對乘法器進(jìn)行有效的運(yùn)用，以此來實(shí)現(xiàn)對電功率和電能耗量方面的計(jì)量。

第三部分：v-f轉(zhuǎn)換電路，通常稱之為變換器。因?yàn)槌朔ǖ妮敵鍪且粋€直流電壓，它是屬于一個模擬的量，運(yùn)用數(shù)字式電壓表對相應(yīng)的電壓進(jìn)行測量，用對應(yīng)的功率單位瓦或者是千瓦，來具體表示出實(shí)際結(jié)果就是相應(yīng)的功率數(shù)。電能的測量就需要將具體的電壓轉(zhuǎn)化成實(shí)際的脈沖數(shù)，在某一段時間內(nèi)的脈沖數(shù)的總累計(jì)量才是實(shí)際需要測量的電能量。

2 智能型電能表的功能應(yīng)用研究

智能型電能表除了具有傳統(tǒng)電能表所有的功能以外，同時對國家的智能電網(wǎng)以及對新能源的運(yùn)用有著良好的適應(yīng)性，對電力資源的監(jiān)測和計(jì)量方面的工作帶來很大的便捷性和高效性。目前，智能電表不但具備最基本的監(jiān)測元件，同時還包含了雙向型和多種費(fèi)用的相關(guān)計(jì)量、用戶端的掌控以及大量數(shù)據(jù)傳輸形式的數(shù)據(jù)雙向通信和預(yù)防偷電的智能化結(jié)構(gòu)等，這些特點(diǎn)都是傳統(tǒng)電能表所不具備的，所以說，智能型電能表體現(xiàn)出了日后節(jié)能型電網(wǎng)的終端發(fā)展趨勢和目標(biāo)。

2.1 智能型電能表的具體功能

（1）利用單片機(jī)的擴(kuò)展存儲器，對各個時間段的用電量進(jìn)行記錄和保存，并且通過具體的顯示器來顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)；（2）要具備過電壓斷電的具體保護(hù)措施和過電流斷電保護(hù)措施；（3）具備欠壓斷電防護(hù)和欠費(fèi)停電的保護(hù)措施；（4）具備在過電壓、過電流以及欠壓斷電之后用戶自行供電等功能；（5）運(yùn)用紅外線記錄器對電能表時鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，對應(yīng)的脈沖代表著具體的電能值；（6）對電能表的表號進(jìn)行設(shè)置、通過的電流值、通過的電壓值、具體的時間段、開表的密碼以及欠費(fèi)停電之后的具體送電功能。

2.2 智能電表和手持抄錄器之間的紅外通訊電路

智能電表和手持抄錄器二者之間的相互通訊方式是通過紅外線通訊。紅外線的通訊形式具備可靠性較高、安全性較高、設(shè)計(jì)成本較低等方面的優(yōu)點(diǎn)，在電子產(chǎn)品領(lǐng)域中有著較為良好的發(fā)展前景，所以這項(xiàng)技術(shù)被普遍地應(yīng)用到智能儀器的通訊領(lǐng)域當(dāng)中。

3 智能電表在電能計(jì)量方面的功能

智能型電表可以實(shí)現(xiàn)很多方面的基本功能，因?yàn)橹悄茈姳碇羞\(yùn)用了微處理器處理方式，它還可以依據(jù)實(shí)際的需要做出相應(yīng)的功能變更和拓展。

3.1 電能計(jì)量功能

這其中包含了電能的計(jì)量以及電能的實(shí)時計(jì)量兩種功能，在實(shí)際實(shí)施累計(jì)功能的時候需要精確到0.1度，在進(jìn)行實(shí)時電能計(jì)量的過程中，要是用戶在用電量和電功率方面呈現(xiàn)較大的趨勢，那么實(shí)時計(jì)量的功率值就需要做到更加準(zhǔn)確。

3.2 時段掌控功能

對智能型電表實(shí)施操作的工作人員可以運(yùn)用指定的傳輸介質(zhì)對電能表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所涉及的日計(jì)時誤差進(jìn)行調(diào)整，對應(yīng)電表內(nèi)部的主控制模塊的單片機(jī)就可以具體地設(shè)定出準(zhǔn)確的讀取周期，對調(diào)整后的計(jì)時進(jìn)行準(zhǔn)確的讀取。通過這種形式可以有效地實(shí)施電表內(nèi)部的時段控制功能，還可以設(shè)定出具體的電量凍結(jié)時段，將電量儲存起來。

3.3 分時計(jì)費(fèi)功能（付費(fèi)率功能）

分時計(jì)費(fèi)功能的基本思想就是以經(jīng)濟(jì)為杠桿，用戶在用電方面存在高峰期和低谷期，在不同的時期其電能的收費(fèi)價格也存在一定的差別，所以說，在電能收費(fèi)方面就要采取用電高峰期收費(fèi)較高、低谷期收費(fèi)降低的方式，通過這種方式的運(yùn)用，可以有效提升人們的用電質(zhì)量，有效預(yù)防了電能浪費(fèi)的狀況。

3.4 最大電能需求量計(jì)量

在智能型電表的設(shè)計(jì)當(dāng)中，首先需要對此范圍內(nèi)的用戶用電狀況進(jìn)行了解，并且要對最大用電量實(shí)施限定，然后在對相應(yīng)時間段的實(shí)際用電量進(jìn)行計(jì)量，從中記錄下實(shí)際用電量的最大值，對實(shí)際的用電最大值和預(yù)先所設(shè)定的用電最大值進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)實(shí)際的最大用電量超出了預(yù)測值，那樣電能表當(dāng)中就會相應(yīng)的發(fā)出警示信號。

3.5 監(jiān)控功能

智能型電表對整體的供電系統(tǒng)的監(jiān)控功能主要體現(xiàn)在兩大方面：第一，當(dāng)供電線路當(dāng)中出現(xiàn)功率超出恒定限額的時候，電能表就會發(fā)出警示信號，當(dāng)超出額定功率上限的時間大于電表中預(yù)先所設(shè)定的超出時間時，電表就會主動發(fā)出電路跳閘的信號；第二，在智能型電表作用在付費(fèi)系統(tǒng)中時，當(dāng)出現(xiàn)實(shí)際電量小于系統(tǒng)所設(shè)定的最小值，但是并沒有低于零度以下時就會發(fā)出警示信號，當(dāng)余下的電量在零度以下的時候就會發(fā)生跳閘的信號。智能型電表對自身的工作狀態(tài)的監(jiān)控方面主要體現(xiàn)在表內(nèi)的電池電量控制，時鐘的調(diào)整以及數(shù)據(jù)存儲器等，智能型電表可以通過蜂鳴器或者是提示燈對表內(nèi)的工作狀況加以提示。

4 結(jié)語

本文主要對智能型電能表的具體結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的功能進(jìn)行分析和探討，通過闡述我們可以得知，智能型電能表主要是用于某一時間段中對耗電量進(jìn)行計(jì)量的專業(yè)儀表，在電能系統(tǒng)的控制及其調(diào)度的過程中起到了至關(guān)重要的作用。伴隨社會對電力資源的需求量不斷的加大，傳統(tǒng)型的電能表已經(jīng)無法滿足新體系下的需求，智能型電表已逐漸普及在不同地區(qū)的電能供應(yīng)體系當(dāng)中。總之，對智能型電能表進(jìn)行科學(xué)有效的運(yùn)用可以為我國電能資源的發(fā)展及其掌控方面起到保障性的作用。

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作者簡介：蘇旭（1987-），男，湖北宜昌人，國網(wǎng)湖北省電力公司長陽縣供電公司助理工程師。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）