電能表的發展和應用

冮若嘉++何健寧++趙婉旭++劉罡

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.099

摘 要：電能表是用于計量電能的計量儀器，早期電能表以機電式電能表為主，隨著電力行業和電子技術的飛速發展，電能表也在不斷的更新換代，種類越來越多，應用十分廣泛。該文對我國現代各種不同類型電能表的技術現狀進行分析，研究不同類型電能表在技術方面存在的缺陷和問題，對電能表技術應用情況和技術發展趨勢進行分析和展望。

關鍵詞：電能表 技術 發展趨勢

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（b）-0099-02

電能表是電能計量的重要儀器，在我國應用較早，具有很長時間的使用歷史。隨著我國經濟的不斷發展，電力能源應用越來越多，電能已經成為人類社會生活和發展離不開的重要能源，對電能表計量的準確性要求也越來越高。早期的電能表，是以機電式電能表為主，隨著電子技術水平的不斷提升，電能表也在不斷的更新換代，種類越來越多，功能越來越強大。各種新式電能表的開發和應用，使電能計量準確度不斷提高，為推動電力行業的發展做出了重要貢獻，不同類型的電能表有著各自的優勢，該文就從電能表技術現狀作為出發點，探討電能表的發展和應用。

1 國內電能表的技術現狀

隨著科學技術的進步，我國國內電能表技術不斷的發展更新，技術方面進步非常明顯，特別是感應式電能表無論在技術還是在質量方面都較最初有了飛躍式的進步。在借鑒了國外先進經驗的基礎上，我國設計研究出了長壽型感應式電能表，并制定了相關標準，初步實現了電能表標準化。但是與國外品牌電能表相比，我國感應式電能表還有很大的提升空間，在性能、材料、關鍵技術方面還需要進一步的提高。我國自實施一戶一表以來，電子式電能表走進了千家萬戶，應用十分廣泛，使用數量遠大于感應式電能表。電子式電能表已經不僅僅是對電能的計量作用，在功能上也有所發揮。集成了多項附加功能的新型民用電能表在硬件方面與多費率表、載波表等齊頭并進，促進了居民用電向現代化管理前進的步伐。

自2000年以上海為試點使用多費率表以來，多費率表迅速在國內推廣應用，多費率表的技術也因此得到快速提高。民用多費率表技術經歷了多次的更新換代，在顯示方式、時鐘精度等方面都有了明顯的提高，生產廠商技術進一步成熟，質量穩步提升。在節能時代，多費率表的應用受到越來越多的用戶認可。進入21世紀后，電子式電能表逐漸取代了感應式電能表，在工商業中廣泛應用，近年來三相多功能表的應用數量更是呈現出明顯上升的發展勢頭，相應的，三相多費率表、三相組合表的需求量也在不斷增加，功能上與三相多功能表相差無幾。現今，我國自主生產的多功能表的性能不亞于進口產品，但是在可靠性方面還有待進一步提高。

通信技術的發展進步為電力市場的發展起到一定的促進作用，國內自動抄表技術得到了明顯的提升，通信技術已經在大客戶抄表和管理系統匯總得到大量的應用并取得了良好的使用效果。越來越多的電力部門開始對低壓電力線載波技術關注并加以引進，取得了理想的效果，在居民抄表中，短距離無線抄表也得到良好的應用，推動了電能表技術的發展。

2 電能表技術中存在的缺陷和問題

我國的感應式電能表同國外某些知名品牌的電能表相較而言還是有一定差距存在，差距表現在材料質量方面和關鍵工藝技術方面。感應式電能表是具有使用壽命的，在壽命其內要保證計量的準確性，就需要在結構上能夠做到長期穩定。在任何環境條件下，關鍵部件都需要有良好的環境適應性。感應電能表的轉動元件要有良好的耐磨性和穩定的磁特性。雖然我國材料工業快速發展，但是與國外發達國家相比差距依然存在，國內生產企業還需要對于關鍵元器件進行有效準確的檢測、選擇使用，嚴把材料質量關。感應式電能表的加工工藝直接影響其性能，各個環節都要采取科學嚴謹的加工工藝，比如鐵芯的沖壓鉚制、石墨軸承的制作等，這些都是工藝技術中的關鍵點，也是需要進一步加強的地方。

顯示器是電子式電能表的重要組成部分，早期的電子式電能表雖有機械式計度器，但是這種計度器在使用中發現有卡字和錯位的問題，在防竊電要求較高的情況下，其抗磁場干擾差的弱點更容易受到不法用戶的攻擊。雖然實際應用中會加置止逆裝置來達到防止倒轉的目的，降低磁場干擾，但是不能從根本上解決問題。液晶顯示器的應用使這一問題得到解決，但是市場上液晶顯示器的質量參差不齊，對工作條件要求較高。

電子式電能表不同廠家生產使用的硬件大同小異，很多功能都需要依靠軟件來實現，因此，電能表的可靠性很大程度上依賴于軟件的可靠性。相對于硬件的可靠性來說，軟件的可靠性的檢驗和控制要復雜得多，難度也較大。正常工況下的試驗軟件通常會表現為運行正常，但是如果存在干擾或異常，軟件在某些條件下就會出現運行不暢，影響電能表的準確性和可靠性。

3 電能表行業技術發展重點

鑒于電子式電能表相較于感應式電能表有諸多方面的優勢，如可靠性更好、準確度更高、功能更全面、性價比更高等，感應式電能表逐漸被電子式電能表所取代。而隨著電子式電能表技術的不斷更新進步，用戶對電能表的量程、準確度、領密度以及可靠性等各方面的關注度越來越高。在量程上，8～10倍率具有一定的普遍性，越來越多的用戶要求20倍率。精度方面，精度和啟動電流的實際要求達到該等級的50%甚至更高；影響量方面要求更高，如對磁場以及各項實時參數的精度要求更高；計量準確性方面，非線性下計量更為準確，包括有功計量和無功計量。

隨著國家電網規模的不斷發展壯大，大用戶數量猛增，高端三相多功能表應用更加廣泛，電力用戶對電能計量的相關算法關注度更高，包括：諧波工況下能同時提供雙方向的有無功基波、諧波、總電量等數據；無功計量和瞬態負荷計量的準確性；各種狀態下的參數準確性；量程的擴大和精度的提高；通信手段的多樣化等。

竊電方式的隱蔽化和多樣化，要求電能表必須具有更高的防竊電功能。在防竊電方面，機械表已經沒有太大的提升空間，相較而言電子式電能表優勢更大。常見的竊電方式主要有加置干擾計量元件、更改接線、更改內部線路或者數據等。電子式電能表在防竊電方面需要加強的地方有：選擇使用具有更好抗干擾能力的計量元件，加強元件的干擾屏蔽性；加強異常接線檢測，對于不符合標準的接線進行警報和記錄處理，提高監測靈敏度；提供更多備用計量數據；外殼結構方面進行加密處理，難以打開電表或者打開后會留下明顯的開啟痕跡。

隨著通信技術的發展，在電能表行業中將通信技術加以引用，實現自動抄表，為抄表人員和電能表用戶提供了雙重便利。從目前來看，電力線載波仍然是廣大用戶認可并使用最廣的抄表方式。因此，國內外電能表的生產廠商都對電力線載波通信技術保持高度的關注并加大研究力度，并且在抗衰減、抗噪聲、抗失真、發送效率、接收靈敏度以及網絡功能等多方面都取得了進展。電能表的生產廠商也在不斷對電能表的軟件、硬件進行優化設計，致力于不斷提高電力線載波的可靠性，實際應用中表現良好，受到廣大用戶的認可。電力線載波技術的發展趨勢的各種技術綜合運用，各項指標全面發展，在保證通信可靠性的同時，進一步提高數據安全。

4 結語

社會生產的發展激發了用電量的增多，隨之對電能表功能的要求也是越來越高，電能表的使用量也是越來越大。面對數量龐大的受檢儀表，尤其是不斷涌現的各種高性能儀表，對檢定工作提出了更高的要求，因此電能表檢定裝置的發展任重而道遠。

參考文獻

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