IC卡单相电子式预付费电能表应用技术分析

摘 要：电能是一种商品，电能计量装置则是一把秤，它的准确与否，直接关系到供用电双方的经济利益。所以，我们应该及时应用先进的电能计量技术，提高电能计量的准确度，降低误差，做到公正合理计费。

关键词：电能表；机械表；电子表；性能；选用

0前言

电能计量是企业配电中的一项经常性管理工作，电能计量的准确与否，直接关系到供用电双方的经济利益。所以，我们应该及时应用先进的电能计量技术，提高电能计量的准确度，降低误差，做到公正合理计费。

1、以往选用感应式电能表的原因

以前居民单相电能表基本上都是采用感应式电能表。单相全电子电能表虽然已经出现，但其价格相对于感应式电能表高出很多倍，企业投入很大。且对于电子产品，在使用寿命、可靠性、售后服务方面人们也存在很多的顾虑和担忧，所有这方方面面，都制约了对电子电能表的进行推广使用。

2、单相全电子电能表发展简介

在70年代，国外就已开始开发电子式电能表。但由于受当时的电子技术水平制约，全电子电能表最先只是用于标准表。全电子电能表最大的优点是准确度高，而机械的感应式电能表很难做到较高的精度。所以实验室标准表很快都采用了全电子电能表。在现场安装的电能计量表，由于当时电子表可靠性较差，对环境要求较高，价格高，它的准确度优势无法显现，一直很难和机械表竞争。随着电子技术的迅猛发展，电子器件的性能在80年代有了质的飞跃，国外电子表的生产有了长足的进步。我国90年代初研制出了电子表，随后有厂家开始批量生产。目前国内研制生产专用集成电路的厂家近十家，品种很多。原先担忧较大的可靠性和寿命问题，随着新器件的应用和实际运行经验的积累，也开始得到人们的认可。近几年，单相全电子电能表的器件选择和工艺控制基本成熟，产品的质量、生产规模和服务能力都有了质的飞跃，价格方面也达到了合理的水平。这时在企业推广使用全单相电子电能表，风险降到了最低。

3、单相全电子电能表的原理简介和特点分析

单相全电子电能表功能单一。其核心部分是一只计量芯片，配以一些器件实现电能计量功能。电流回路为锰铜片电阻，阻值很低；电压回路为固定阻容降压网络；两个回路电流取样、降压所得的小电压信号由计量芯片采集来计量电能。可输出电脉冲用于校验或自动抄表等功能的扩展；驱动计度器显示电能值；还有的芯片有接口与外界通讯。全部元器件只有五、六十个。

单相电子表的主要特点为：

a.误差稳定，线性好这是机械表无法比拟的优点。全单相电子电能表电流回路采用锰铜分流器，无相移、磁饱和等因素制约，因而在测量范围内线性大大优于机械表。误差调整机构采用固定电阻网络，无可动器件，在工艺上采用抗老化措施，使整表误差稳定性很好。

b.轻负载特性好。表计内的计量芯片动态测量范围很宽，在1000∶1范围内可保证测量精度，这就保证了小负载时的误差特性。

c.过载能力强。测量范围宽的特点同时还体现在极强的过载能力上。由于电流回路使用锰铜电阻，阻值很小，内部电路取的是一个小电压信号，即使外部大电流通过，取样电阻不会产生很大功耗，不会烧表。

d.功耗低。电子技术的发展使电阻器件的功耗变得很低。电流回路的分流电阻只有几百微欧，可以忽略。电压回路功耗0.5W左右，远小于感应式电能表的1.2W左右，是节能型仪表，对于降低线损很有好处。

e.温度特性好。由于电流采样所用的锰铜分流器有极好的温度特性，所以采样部分的温度影响可忽略不计。在电路中电流和电压输入回路采用相互补偿技术，因此表计整体的温度特性很好。

f.防窃电功能强。由于电流回路的分流器只有几百微欧，小于一般导线电阻，更小于导线接触电阻，因此在机械表上常用的外部短路方式窃电对电子电能表没什么效果。另外电子电能表采取双向计度原理，通过反接倒转的窃电方式无效。因而在不必外加措施的情况下，表计本身就具有一定的防窃电能力。

g.运输安装条件要求低。由于电子电能表无转动元件，安装不受位置影响。重量轻、体积小，运输方便。

h.便于校验。直接输出电脉冲，便于校验和实现自动抄表等功能的扩展。

i.可以帮助改变原来的检修、管理流程。由于电子电能表不用清洗、调整、维修，故可以根据形势需要，改革现有的检修流程，拿出精力搞好校验和定期抽检，改变原来的轮换方式。

4、感应式电能表突出的问题

感应式电能表已有100多年的历史，当前突出的问题是：

a.使用的制动阻尼磁铁受温度影响较大，高温状态下容易失磁，使得表计走慢，给供电部门造成电能损失。

b.机械式电能表由于受磁场对称性和发热影响，容易发生潜动即空走。

c.感应式电能表在轻负荷运行时，往往出现过补偿现象。

d.合格率低，超差严重。

e.偷窃电现象严重：感应式电能表由于电流、电压接线端子外露，很容易采用改接线或倒表手段进行偷窃电，这是包括我国在内的发展中国家普遍存在的严重问题。

f.抄表方式单一落后：感应式电能表采用的是人工登门手工抄表，随着电能表的数量增加，抄表、核算的工作量越来越大。

5、IC卡单相电子式预付费电能表的选用

所谓购电式预付费电能表，是用户先到供电或物业管理部门去买电，而供电或物业管理部门采用远控或手持售电机、IC卡等，将购电量直接注入到用户的电表内，用户表头可显示出购电数。当显示电量减到一定值时，可发出光报警，提示用户购电，否则，当用完电时及时断电。

感应式电能表通常是采用先用电后缴费模式。造成收费困难，需安排大量的人力上户抄表、收费，拖欠严重。同时其制造上的固有缺陷，计量精度为2.0，电能计量误差大，分表与总表的误差大，

IC卡单相电子式电能表采用先买电后用电的预付费电能表（卡表）模式。用户先用一表一卡的加密IC卡预购电，后将IC卡插入电能表中将所购电量写入电能表。按费用电，防止拖欠电费。不需安排人员上户抄表、收费。

电子式预付费电能表都是采用大规模集成电路技术及先进的微电脑和IC卡技术的高科技产品，具有高精度、高可靠性、高过载、长寿命、低功耗、重量轻、便管理等多种性能的新一代智能电能表，运行稳定、可靠、长期工作不须调校，断电后表内数据可长期保存。由于其计量精度高（1.0），电能计量误差小，分表与总表的误差也小。

IC卡单相电子式电能表的主要特点

a.使用标准逻辑加密IC卡作为用户购电卡，预付费后才可用电。

b.一表一卡，可防止伪卡的破坏。

c.超负荷自动断电，并可防止负载启动时的误过载。

d.具有二级缺电报警功能，提醒用户及时购电。

e.正负两个方向的有功功率可以精确测量。

f.采用大电流磁保持新型继电器作为内置断电器，功耗低可靠性高。

g.具有故障自检功能，防窃电功能，抄表卡功能。

h.购电卡自动回写各种用户用电信息。

i.显示器可对电能表的各种运行情况进行显示。每过10秒显示一次当前用电信息、或剩余电量、或断电信息、或故障信息。

j.脉冲指示灯模拟传统电度表的转盘，用来指示用电状态。

k.有报警指示灯，用来指示剩余电量已达到报警电量，提醒用户尽快购电。

l.稳定、可靠、长期工作不须调校，并且断电后表内数据可长期保存。

m.工作温度范围宽，对环境要求低。

6、结束语

将感应式电能表更换安装IC卡电子式预付费电能表是切实可行的一项措施，对提高电能计量的准确度，降低误差，做到公正合理计费，对节能降耗，构建和谐社会有积极深远的影响。