浅谈电子式电能表应用的几点问题

摘要：文章通过对感应式电能表和电子式电能表的对比分析，总结出了电子式电能表的一些性能特点，并对其应用提出了一些看法和建议。

关键词：电子式电能表 电能计量

1 概述

现代企业管理强调自动化、智能化，要求以高新技术手段确保经济杠杆调配电能的使用，以求更高的供用电效率，这便对电能计量仪器仪表提出了多功能化的要求，希望它不仅能计量电能，而且也能应用于管理。作为测量电能的专用仪表自诞生至今已有一百多年的历史，最早出现且至今仍在普遍采用的感应式电能表虽然结构简单、可靠性高且价格便宜，但其功能单一，测量准确度较低，已不能适应电力企业供用电管理现代化飞速发展的需求，正逐步被电子式电能表所替代。

2 电子式电能表的特点

电子式电能表采用电子技术，将单相或三相交流功率转换为脉冲量或数字量，运用计算机技术实现各种运算与数据处理以及扩展功能。与传统的感应式电能表相比，具有很大优势，电子式电能表的特点是高技术、高工艺、高效益，它使电能表从传统的劳动密集型变为技术密集型。

现将其主要特点分析如下：

2.1 测量精度高

电子式电能表是在数字式功率表的基础上发展起来的，它采用电子乘法器实现对电功率的测量，使其在很宽的电压、电流范围内实现1.0级及以上高精度的电能测量。与普通感应式电能表相比，其测量精度高主要表现在以下三点：

2.1.1 测量误差小

1.0级电子式电能表误差很容易控制在±0.5%以内、0.5级表在±0.2%以内、0.2级表可达到±0.1%以内，而感应式电能表由于存在磨擦力矩等因数的影响，误差较大，达到0.5级已很不易，若要进一步提高就显得十分困难。

2.1.2 误差曲线平直

电子式电能表从负载下限到最大负载，误差数据基本不变，在整个负荷范围内曲线保持平直，表计误差易于调整。而对于感应式电能表，由于受其工作原理和制造工艺所限，在最小负载和最大负载情况下测试，其误差数据各有不同，在整个负荷范围内误差曲线不平直，表计误差的调整比较困难。

2.1.3 误差性能稳定

电子式电能表每年的校验数据变化较小，而感应式电能表由于存在机械磨损等因素，必须定期进行误差调整校验，这对于大用户表计可以这样处理，而对于小用户及居民用户，则很难实现。

2.2 本身功耗低

电子式电能表接入PT二次回路后，电压二次回路的输入电流仅为10mA左右，感应式表则有70-100mA，而且一只电子式电能表可同时实现有功、无功及最大需量测量，即至少取代三只感应表，可适当减小PT二次回路压降，这对于提高电能计量精度、减小电量损失作用较大。

2.3 操作简便，可实现远方测量

2.3.1 受安装位置影响较小

感应式电能表由于受原理的限制，对其安装位置尤其是悬挂垂直角度要求很高，否则会影响精度及寿命。而对于电子式电能表，由于采用电子技术，其精度取决于采样及运算的准确度，受安装位置的影响较小。

2.3.2 便于实验室与现场校验

电子式电能表的电能脉冲有LED闪烁、直接输出、继电器或光电耦合输出方式，可方便地与校验设备连接，便于实验室与现场校验。

2.3.3 抄表方便，可实现远程测量

电子式电能表以LCD屏显示时间、表号、电量数据及监测信息，所有的电量数据都配以相应的代码自动循环显示，这使得抄表人员一目了然，也可以通过红外抄表器或掌上电脑抄表。此外，电子式电能表配有脉冲输出端子及数据通信接口，很容易实现电量数据的采集与传送，以实现远程自动抄表。

2.4 引入单片机后，可实现功能扩展

2.4.1 计量功能及复费率

电子式电能表利用单片机处理与控制技术，可方便地实现正、反向有功，感、容性无功或四象限无功的累计和多月电量的存储，并依据内部时钟分时计量，从而实现时段/费率功能。同时，又具有最大需量计算功能，并很方便地改变需量积分周期和滑差时间。因而一只电子式多功能电能表，可以取代正、反向有功、无功电能表及需量表。

2.4.2 辅助测量功能

电子式多功能电能表可以测量电压、电流、功率、功率因数等参数，以利于值班人员监测运行状态；表计本身还可以根据这些参数，记录用户负荷曲线。

2.4.3 故障记录及判断功能

电子式多功能电能表主要有失压次数及失压累计时间记录、接线方式判别、编程时间及次数记录、异常情况报警等功能。这些功能对于防止非法操作、判别窃电、追补损失电量有很大帮助。如人为断相，则LCD屏有缺相指示，失压记录中记载失压时刻，失压相别及失压累计时间等数据，可以很清楚地掌握表计运行状态。

3 电子式电能表应用中的相关问题

电子式电能表是电子技术与计算机技术相结合的产物，随着科技发展与电能计量管理的逐步现代化，取代传统的感应式电能表已是必然趋势。在逐步推广过程中，必然会不断改进与完善，下面提出一些应用中的相关问题，供业内同行参考：

3.1 可靠性问题

大规模专用集成电路的应用，使得电子式电能表结构大为简化，可靠性有了较大提高，但一些关键器件如大屏幕LCD，无论对于国产表还是进口表，仍有些问题存在。比如：刚察县海塔尔煤矿地处海拔3800米左右，常年平均气温在零下1℃～3℃之间，最低可达零下28℃，这将会使无保暖设施的计量装置不能可靠运行，特别是电子式电能表的LCD液晶屏常常无法正常显示，影响电能的准确计量。还有抗干扰能力与抗过电压能力，对于高压表计，由于PT的隔离作用与电压波动小而问题不大，但对于低压表，由于电压回路直接接入电网，则存在电网浪涌冲击或其它干扰信号与电网电压长时间偏高而造成电子式电能表损坏的情况。

3.2 电流互感器的选取问题

典型的电子式电能表电压回路功耗小于5VA，电流回路功耗小于1VA，若再采用计量专用二次回路，电流互感器几乎接近空载运行，不符合规程要求的电流互感器二次负载应在25%～100%额定负荷范围内运行的要求。在这种情况下，CT误差为正，且可能会超出允许值，这是应该重视的问题。以往CT的选限，是依据感应式电能表的负载特性而定的，采用电子式电能表后，应作一些相应的规定。

3.3 表内信息代码统一化问题

目前进口表，已根据要求采用了统一的显示代码，对于国产表，在难以完全统一的情况下，对于抄表所需的数据，代码也要求与进口表一致。这样，无论对于人工抄表还是自动抄表，实现了统一化，简单化。

3.4 手持抄表器，通讯光电头的统一问题

目前，无论是进口表还是国产表，都配有自己的抄表器和通讯光电头，这样对于现场工作人员来说，需要多种型号齐备，配套使用，累赘而又麻烦。建议采用统一的标准辅助设备，不同厂家配件均能通用，这在技术上是容易实现的。

3.5 不可盲目要求多功能

电子式电能表采用计算机技术，可扩展多种功能。有的制造商被盲目要求做多种费率、多种时区、多种时段、多月存贮电量及负荷曲线等其它辅助功能。这不仅不符合我国的实际情况，而且功能的增多反而会影响电子式电能表的可靠性。应该认识到这只是一只电能表，除要求必需的电量数据外，辅以相应的运行监测所需的时间、电池状态、接线状态、电表编号、失压记录、脉冲输出及数据通讯接口就可以了。这样既可以保证电能表运行的可靠性和应用的简洁性，又降低了成本。

3.6 人员培训问题

目前从事电能计量工作的人员，以往学习较多的是感应式电能表的原理与调校。电子式电能表由于技术上完全采用电子技术与计算机技术，对电能计量人员更多的要求则是测试、运行状态判别、一般故障处理、脉冲输出与通讯接口的熟悉。这就要求老人员要利用已掌握的电能计量基础，加强电子技术与计算机技术基础方面的学习，逐步掌握电子式电能表的原理、应用及维护。同时，上级主管部门应加强这一方面的培训，以利于电子式电能表的正常运行与推广。对于新人员，应考虑引进具有一定电子技术专业基础的毕业生，以利于熟悉与掌握电子式电能表的技术和运用管理。

4 结束语

供用电管理系统的逐步自动化与现代化，向作为管理基础的电能计量仪器仪表不断提出新的更高的技术要求，依托于计算机、微电子技术的日新月异而迅速发展的现代电子式电能表技术，也必将在更广泛地应用过程中，推动并加快用电管理系统的自动化与现代化进程。

【参考文献】

《JJG596-1999》电子式电能表检定规程、《DL/T614-1997》多功能电能表

作者简介：蒲宇宁（1979.4～）女 本科 工程师 青海省计量检定测试所