三相智能電表特點與應(yīng)用綜述

亳州供電公司 236800

摘要：隨著中國提出建設(shè)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(guān)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)?！钡囊蟆?/p>

關(guān)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(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及相應(yīng)的居民遞增式階梯電價改革模式的提出，對電能表等相關(guān)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(shè)，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(chǔ)的關(guān)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(jì)的不斷發(fā)展，電力已經(jīng)成為國家的最重要能源，當(dāng)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(yīng)式機(jī)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(chǔ)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(qiáng)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(luò)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(yīng)運而生。什么是智能電表？智能電表就是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)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(jī)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(gòu)成和原理

電子式智能電表主要是由電子元器件構(gòu)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(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出，最后通過單片機(jī)進(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhǔn)確度。

2.2 智能電表的特點

由于采用了電子集成電路的設(shè)計，再加上具有遠(yuǎn)傳通信功能，可以與電腦聯(lián)網(wǎng)并采用軟件進(jìn)行控制，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。

（1）功耗：由于智能電表采用電子元件設(shè)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(yīng)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(biāo)定電流范圍內(nèi)測量的誤差為 ±2%，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，最終誤差越來越大。國家電網(wǎng)曾對感應(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(dá)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(yīng)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(shù)，可以通過相關(guān)的通信協(xié)議與計算機(jī)進(jìn)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(yuǎn)傳控制（遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程斷送電）、復(fù)費率、識別惡性負(fù)載、反竊電、預(yù)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(yīng)式電表來說都是很難或不可能實現(xiàn)的。

3.功能及應(yīng)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(shè)置組合有功。

（2）具有分時計量功能，有功電能量按相應(yīng)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(jìn)行電費實時計算。

（2）遠(yuǎn)程費控電能表

（3）安全認(rèn)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(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)對電能表數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行安全認(rèn)證檢查，檢查依據(jù)《智能電能表信息交換安全認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》。

3.3測量及監(jiān)測

能測量、記錄、顯示當(dāng)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(biāo)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(jié)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(zhuǎn)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(dá)到約定的用電量水平時自動轉(zhuǎn)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(quán)人操作的安全措施。

3.6報警功能

（1）當(dāng)剩余電費小于報警電費時，提示“請購電”；

（2）當(dāng)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(jié)功能

定時凍結(jié)次；瞬時凍結(jié)；約定凍結(jié)；日凍結(jié)；整點凍結(jié)，凍結(jié)內(nèi)容及對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)識應(yīng)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(bǔ)償功能的內(nèi)置硬件時鐘電路，具有日歷、計時、閏年自動轉(zhuǎn)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(jié)語

（1）傳統(tǒng)感應(yīng)式電表與智能電表相比不僅有高可靠性、高準(zhǔn)確度等優(yōu)點，而且還有適應(yīng)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(jié)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(dá)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。