電能計(jì)量裝置基本知識

1、第1章電能計(jì)量基本概念 在電力市場的整體運(yùn)作中，由于電力市場中的發(fā)電公司、電網(wǎng)公司、 供電公司、用電客戶各自獨(dú)立經(jīng)營，分屬于電力系統(tǒng)中的上、下游產(chǎn)業(yè)，相 互之間均有對電能量的計(jì)量及貿(mào)易結(jié)算業(yè)務(wù)， 相互間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系靠“電能計(jì) 量裝置”這桿“稱”來裁定，加之城鄉(xiāng)廣大居民客戶推行一戶一表，工商客 戶推行分時(shí)電價(jià)，集中用戶推行集中抄表、大電力客戶實(shí)行遠(yuǎn)方抄表及遠(yuǎn)方 監(jiān)控，特定用戶推行預(yù)付費(fèi)電能表，大用戶推行安裝無功電能表、最大需量 表，所以整個(gè)電力市場中電能計(jì)量裝置的數(shù)量、 類型，在近幾年間急驟增多， 新技術(shù)含量大幅度提高，電能計(jì)量在電力市場中的地位顯著提高。 我們必須加強(qiáng)電能計(jì)量基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)， 加

2、強(qiáng)電能計(jì)量新技術(shù)的學(xué)習(xí)， 使電能計(jì)量工作管理規(guī)范化、符合國家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)量準(zhǔn)確可靠，接線正確統(tǒng)一， 為查獲違章用電及防止竊電提供良好的技術(shù)環(huán)境， 為處理電費(fèi)糾紛提供理論 依據(jù)，從而降低管理線損，降低供電成本，提高供電企業(yè)的綜合效益。最終 達(dá)到穩(wěn)定電價(jià)、開拓電力市場、服務(wù)于人民，服務(wù)于社會(huì)，增強(qiáng)我國工農(nóng)業(yè) 產(chǎn)品的國際競爭力的目的。 12L電能計(jì)量裝置及電能計(jì)量管理簡介 電能計(jì)量裝置的原理框圖如圖1 1所示，用戶供電線路分支是與高壓配 電系統(tǒng)相聯(lián)接的，要對這個(gè)高壓供電系統(tǒng)分支的電能進(jìn)行計(jì)量，首先要通過電 壓信號源器件將高電壓信號成正比地變?yōu)榈碗妷盒盘枺ㄟ^電流信號源器件將 大電流信號成正比地變?yōu)樾‰娏?/p>

3、信號；然后通過傳輸線將這個(gè)低電壓、小電流 信號傳輸給電能量采樣、測量、計(jì)算、顯示、存儲(chǔ)器件。電壓信號源器件一般 選用電壓互感器，也有用電阻分壓器的；電流信號源器件一般選用電流互感器， 高新技術(shù)選用電子式電流互感器、光電流互感器；傳輸線一般選用電纜，高新 技術(shù)選用光纜；電能量采樣、測量、計(jì)算、顯示、存儲(chǔ)一般由電能表來完成, 高新技術(shù)直接用計(jì)算機(jī)來取代電能表。 咼壓配用系統(tǒng) I I I I I 電壓信號傳輸銭 II 用戶配電吏壓器 11電能計(jì)量裝置的原理框圖 目前廣泛使用的電能計(jì)量裝置包括： 計(jì)量用電流電壓互感器、電能表 及其互感器與電能表之間的二次回路， 電能計(jì)量箱（柜），電能計(jì)量集抄設(shè)備 等。

4、 電能通過電網(wǎng)傳輸會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)損，通過專線傳輸會(huì)產(chǎn)生線損，一個(gè)變壓 器臺(tái)區(qū)變壓器的供電量會(huì)大于售電量之和， 其差值也稱為線損。線損造成的 經(jīng)濟(jì)損失使輸電、供電成本加大，電力系統(tǒng)中各級電能計(jì)量裝置計(jì)量結(jié)果正 確與否會(huì)影響每段線路記錄的線損大小， 影響線損的歸屬，是個(gè)值得注意的 經(jīng)濟(jì)問題。在有一些發(fā)達(dá)的國家里，電能計(jì)量工作由獨(dú)立的計(jì)量裝表公司、 技術(shù)監(jiān)督部門來管理，可使發(fā)電、供電、用電各方的經(jīng)濟(jì)利益得到保護(hù)，使 電力市場更加公平、公正。 對電能計(jì)量裝置管理的目的是為了保證電能計(jì)量量值的準(zhǔn)確、統(tǒng)一和 電能計(jì)量裝置運(yùn)行的安全可靠 對電能計(jì)量進(jìn)行管理包括：計(jì)量方案的確定；計(jì)量器具的選用、訂貨 驗(yàn)收、抽檢、周

5、期輪換、周期檢定、耐壓走字、檢修、保管、報(bào)廢；電能計(jì) 量裝置的數(shù)據(jù)安全與閉鎖；電能計(jì)量裝置的線路設(shè)計(jì)及審查、 設(shè)備安裝及竣 工驗(yàn)收；現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)巡視，現(xiàn)場接線檢查，現(xiàn)場誤差檢驗(yàn)，故障處理；查 獲跨越或圍繞計(jì)量裝置實(shí)施的竊電事件； 異常電量的退補(bǔ)計(jì)算；電能計(jì)量資 產(chǎn)及帳務(wù)管理；電能計(jì)量數(shù)據(jù)的分析與統(tǒng)計(jì)；有時(shí)還要涉及到與電能計(jì)量有 關(guān)的失壓計(jì)時(shí)器、失流計(jì)時(shí)器、防竊電器，電能量抄核收計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，遠(yuǎn)方集 中抄表系統(tǒng)，綜自站的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容。 在供電公司，以上內(nèi)容牽涉到的工種或班組有：客戶代表、營業(yè)接洽、 資產(chǎn)采購、用戶配電裝置設(shè)計(jì)審查及施工、反竊電稽查大隊(duì)、裝表接電工、 電能表校驗(yàn)工、電能表修理

6、工、計(jì)量內(nèi)外勤工、互感器校驗(yàn)工、計(jì)量器具資 產(chǎn)管理員、電能計(jì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)員、用電監(jiān)察（檢查）員、營業(yè)普查員、計(jì)量 微機(jī)管理員、電量電費(fèi)抄核收人員、變電運(yùn)行人員等等，在這些工種工作的 員工和各級干部都必須學(xué)習(xí)、掌握電能計(jì)量知識，并且不斷進(jìn)行知識更新， 以適應(yīng)不斷向前發(fā)展的電能計(jì)量新科技。 _電能計(jì)量裝置的類別與接線方式 12彳電能計(jì)量裝置類別 運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置按其所計(jì)量電能量的多少和計(jì)量對象的重要性 程度分為五類。 I類電能計(jì)量裝置：月平均用電量 500萬kWh及以上或變壓器容量為 10000kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、200MW及以上發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電 量、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)、

7、 省級電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)與其供電企業(yè)的供 電關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的電能計(jì)量裝置 H類電能計(jì)量裝置：月平均用電量 100萬kWh及以上或變壓器容量為 2000kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、100MW及以上發(fā)電機(jī)、供電企業(yè)之間的 電量交換點(diǎn)的電能計(jì)量裝置。 皿類電能計(jì)量裝置：月平均用電量 10萬kWh及以上或變壓器容量為 315kVA及以上的計(jì)費(fèi)用戶、100MW以下發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)廠（站）用電量、 供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計(jì)量點(diǎn)、 考核有功電量平衡的110kV及以上的 送電線路電能計(jì)量裝置。 表11五類電能計(jì)量裝置所配設(shè)備的準(zhǔn)確度等級 電能計(jì)量 裝置類別 準(zhǔn)確度等級 電壓 互感器 電流 互感器 有功 電能表 無功

8、 電能表 I 或*) 或 II 或*) 或 皿 IV V *) 級電流互感器僅指發(fā)電機(jī)出口電能計(jì)量裝置中配用 W類電能計(jì)量裝置：負(fù)荷容量為 315kVA以下的計(jì)費(fèi)用戶、發(fā)供電企 業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析、考核用的電能計(jì)量裝置。 V類電能計(jì)量裝置：單相供電的電力用戶計(jì)費(fèi)用電能計(jì)量裝置。 顯然從V類至I類，貿(mào)易電量的多少及重要性遞增，那么所配置的電能表、 互感器設(shè)備的準(zhǔn)確度等級也遞增，應(yīng)符合表 11所列值。 其中“”或“”中的“ S”，表示這種電能表或互感器要求在極低負(fù)荷下 的靈敏度比一般同等級的表計(jì)要高。 122 電能計(jì)量裝置的接線方式及配置原則 110kV及以上電壓等級的高電壓、大電流接地系統(tǒng)，

9、是中性點(diǎn)直接接 地系統(tǒng)，其TV常采用三臺(tái)單相電壓互感器按 YNyn方式接線，同時(shí)接入三 臺(tái)單相電流互感器，用三相四線有功、無功電能表進(jìn)行計(jì)量，表型最好采用 三相四線多功能電子式電能表。35kV電壓等級的中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，可采用 Yyn接線方式的電壓互感器及三元件電流互感器將信號接入至有三組電能采 樣元件的有功、無功電能表進(jìn)行計(jì)量。35kV、10 kV電壓等級的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)， 均是中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，中性點(diǎn)無任何接地線，電能計(jì)量裝置若安裝在用戶配 電變壓器的一次高壓側(cè)，稱為高壓計(jì)量方式，俗稱“高供高計(jì)“，一般通過 Vv接線方式的電壓互感器及兩元件電流互感器接入至三相三線有功、無功 電能表，這種表表內(nèi)只有

10、兩組電能采樣元件；10 kV供電，用戶變壓器容量 小于315KVA時(shí)，為了節(jié)省用戶申請接電的一次性投資，開拓電力市場，可 采用低壓計(jì)量方式，俗稱“高供低計(jì)”，電能計(jì)量裝置安裝在用戶變壓器的 二次低壓側(cè)，低壓側(cè)中性點(diǎn)有接地線，必須采用三臺(tái)電流互感器接入三相四 線有功、無功電能表進(jìn)行計(jì)量，這種表表內(nèi)有三組電能采樣元件，同時(shí)每次 抄表加計(jì)變壓器的電能損耗。 單相供電電流超過40A時(shí)宜采用三相四線制供電，以平衡各相負(fù)荷， 增強(qiáng)安全保障。三相低壓供電最大負(fù)荷電流在 50A以上時(shí)宜采用電流互感器 接入電能表。 貿(mào)易結(jié)算用的電能計(jì)量裝置原則上應(yīng)設(shè)置在供用電設(shè)施產(chǎn)權(quán)分界處；在 發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)線路、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)間

11、的聯(lián)絡(luò)線路和專線供電線路的兩側(cè)均應(yīng) 設(shè)置結(jié)算用、考核用電能計(jì)量裝置 I、H、皿類貿(mào)易結(jié)算用的電能計(jì)量裝置應(yīng)按計(jì)量點(diǎn)配置專用電壓、電 流互感器或者專用二次繞組。 電能計(jì)量專用電壓、 電流互感器或?qū)Ｓ枚卫@ 組及其二次回路不得接入與電能計(jì)量無關(guān)的設(shè)備。 計(jì)量單機(jī)容量在 100MW 及以上發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)貿(mào)易結(jié)算電量的電能計(jì)量 裝置和電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)之間購銷電量的電能計(jì)量裝置， 宜配置準(zhǔn)確度等級相同 的主、副兩套有功電能表。 35 kV 以上貿(mào)易結(jié)算用的電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝 設(shè)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)，但可裝設(shè)熔斷器； 35 kV 及以下貿(mào)易結(jié)算用的電能計(jì) 量裝置中電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔

12、離開關(guān)輔助接點(diǎn)和熔斷器。 兩元件電流互感器宜采用四線連接，三元件電流互感器宜采用六線連 接，不提倡采用電流互感器的公共回線。 電流互感器二次端子與試驗(yàn)端子盒 之間的二次回路導(dǎo)線上，不允許有接頭，應(yīng)采用直達(dá)線。 安裝在用戶處的貿(mào)易結(jié)算用的電能計(jì)量裝置， 10 kV及以下電壓供電的 用戶，應(yīng)配置全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電能計(jì)量柜或電能計(jì)量箱； 35 kV電壓供電的 用戶，宜配置全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電能計(jì)量柜或電能計(jì)量箱。 貿(mào)易結(jié)算用高壓電能計(jì)量裝置應(yīng)裝設(shè)電壓失壓計(jì)時(shí)器。未配置計(jì)量柜 （箱）的，其互感器二次回路的所有接線端子、試驗(yàn)端子應(yīng)能實(shí)施鉛封。 執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的用戶，無功電能應(yīng)就地平衡，除安裝有功電 能表

13、外， 還要安裝能分別累計(jì)感性和容性無功電能的無功電能表。 用戶應(yīng)在 提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)和安裝無功補(bǔ)償設(shè)備， 并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無功電能倒送。 另外實(shí)行兩部制電價(jià)的用戶，需安裝最大需量表或有計(jì)量最大需量功能 的多功能電能表。 執(zhí)行分時(shí)電價(jià)的用戶， 需安裝具有分時(shí)計(jì)量功能的復(fù)費(fèi)率 電能表或多功能電能表。 帶有數(shù)據(jù)通訊接口的電能表，其通訊規(guī)約應(yīng)符合 DL/T645的要求。 具有正反向送電功能的計(jì)量點(diǎn)，如有供、受電量能力的地方電網(wǎng)、有 自備發(fā)電設(shè)備的用戶、省際電網(wǎng)間的關(guān)口變電站等均應(yīng)裝設(shè)能計(jì)量正反向有 功電能及四象限無功電能的電能表。 有兩路及兩路

14、以上供電線路或供電電源的重要用戶，每一路均應(yīng)分別 安裝計(jì)量裝置。 不同用戶應(yīng)分別安裝電能計(jì)量裝置。同一用戶有不同電價(jià)類別的用電 設(shè)備時(shí)，對每一類別必須分別安裝電能計(jì)量裝置，不得混計(jì)。 U3互感器簡介 互感器分為電壓互感器與電流互感器兩種，它起著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng) 之間的橋梁作用。 U3JL互感器的作用 在計(jì)量高電壓、大電流系統(tǒng)的電能時(shí)，要用到電壓互感器，按電壓互 感器的變比Ku降低電壓；用到電流互感器，按電流互感器變比心來縮小電 流，使接到二次側(cè)的電能表能夠準(zhǔn)確、 安全地計(jì)量電能。此時(shí)所計(jì)電能量 W 為： W=（本月抄見數(shù)一上月抄見數(shù)）Xu XKi 盡管一次電壓與電流有各種不同的值， 但通過合

15、理選擇互感器變比，可 使電壓互感器的二次額定線電壓統(tǒng)一為L00V,使電流互感器二次額定電流 統(tǒng)一為5A （或者LA）,這樣可使電能表制造規(guī)格單一化、標(biāo)準(zhǔn)化，使電能 表校準(zhǔn)及資產(chǎn)管理時(shí)的程序簡單化、規(guī)范化。 現(xiàn)在我們一般將電流互感器簡稱為 TA將電壓互感器簡稱為 TV。電 流互感器過去的簡稱是：CT LH,電壓互感器過去的簡稱是 PT YH,這些 簡稱現(xiàn)在還經(jīng)常出現(xiàn)在各種書刊、文獻(xiàn)上。 1 32 測量用電流互感器介紹 電流互感器的準(zhǔn)確度等級有： 10級，其中級以上的為標(biāo)準(zhǔn)互感 器，在實(shí)驗(yàn)室及標(biāo)準(zhǔn)儀器中使用；、級用于電能計(jì)量；級以下用于電流、功率、 功率因數(shù)等電量的監(jiān)視測量，還用于繼電保護(hù)裝置中。

16、 電流互感器根據(jù)一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式，根據(jù)鐵芯多少可分 為單鐵芯和多鐵芯。 單匝式電流互感器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，價(jià)格低，通過短路電流時(shí)穩(wěn)定性較 好，但是當(dāng)被測電流很小時(shí)測量準(zhǔn)確度低。因此，單匝式電流互感器一次的額 定電流一般為150A以上，一次額定電流超過600A的電流互感器都制成單匝式。 多匝式電流互感器，其一次繞組由穿過環(huán)形鐵芯的多匝繞組構(gòu)成， 由于- 次繞組匝數(shù)較多，所以即使一次電流很小，也能獲得較高的準(zhǔn)確度，但構(gòu)造比 較復(fù)雜，且不能做成母線型TA 多匝式電流互感器還可以有兩個(gè)或兩個(gè)以上的鐵芯，每個(gè)鐵芯都有自己 單獨(dú)的二次繞組，一次繞組為兩個(gè)鐵芯共用。因此，在不改變電流互感器的

17、尺 寸，且造價(jià)增加不多的情況下可得到兩個(gè)電流變比。兩個(gè)鐵芯的二次繞組互不 影響，因?yàn)楦淖円粋€(gè)二次繞組的負(fù)荷時(shí)，一次電流值并不改變，所以對第二個(gè) 鐵芯沒有影響。國內(nèi)生產(chǎn)的35kV及以上的電流互感器，還可根據(jù)需要作成具有 三個(gè)鐵芯或四個(gè)鐵芯的結(jié)構(gòu)，以供多種測量、控制所需。 電流互感器的類型根據(jù)安裝方式可分為穿墻式、支柱式和套管式；根據(jù) 安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式；根據(jù)絕緣方式可分為環(huán)氧樹脂澆注絕緣式、 油浸瓷絕緣式、支柱絕緣式等。 電壓為110 kV的電流互感器的一次繞組，由相同的兩段組成，可串聯(lián)或 并聯(lián)連接，這樣使同一個(gè)電流互感器適用于兩個(gè)不同的額定一次電流值。電壓 為220 kV的電流互感器

18、的一次繞組由四段組成，四段間可串聯(lián)、兩兩串聯(lián)后并 聯(lián)或四段并聯(lián)，故可適用于三種不同的額定一次電流值。 133 測量用電壓互感器介紹 準(zhǔn)確度等級為級以上的電壓互感器為標(biāo)準(zhǔn)互感器，在實(shí)驗(yàn)室及標(biāo)準(zhǔn)儀器中 使用；、級用于電能計(jì)量；級用于電壓、功率、功率因數(shù)等電量的監(jiān)視測量；級 用于繼電保護(hù)裝置中。電壓互感器的測量準(zhǔn)確度與接入的二次負(fù)荷大小有關(guān)， 二次負(fù)荷阻抗值越大、二次負(fù)荷電流越小表明負(fù)荷越輕，隨著二次負(fù)荷電流的 增大電壓互感器的比差會(huì)從正值變?yōu)樨?fù)值，只有在實(shí)際二次負(fù)荷等于額定二次 負(fù)荷時(shí)誤差才最小。 電壓互感器根據(jù)絕緣方式一般分為干式、澆注絕緣式和油浸式三種。油浸 式電壓互感器又分為普通結(jié)構(gòu)和串級式

19、兩種。 干式電壓互感器僅用于電壓為6 kV及以下的空氣干燥的屋內(nèi)配電裝置中， 其主要優(yōu)點(diǎn)是重量輕、無著火和爆炸的危險(xiǎn)。 澆注絕緣式電壓互感器供 335 kV戶內(nèi)使用，女口 JDA10型為單相雙繞 組環(huán)氧樹脂澆注絕緣式電壓互感器，其一次繞組額定電壓為安裝點(diǎn)系統(tǒng)的線電 壓。JDZJ型為單相三繞組環(huán)氧樹脂澆注絕緣式電壓互感器，其一次繞組額定電 壓為安裝點(diǎn)系統(tǒng)的相電壓。 油浸式電壓互感器分為普通式和串級式兩種。普通式用于335kV系統(tǒng), 串級式用于110kV及以上系統(tǒng)。普通結(jié)構(gòu)的油浸式電壓互感器由鐵芯、繞組、 油箱和瓷套管等組成。鐵芯和繞組浸在充有變壓器油的油箱中，繞組的引出線 通過瓷套管引出。 串級

20、油浸式電壓互感器的電壓等級為 110kV及以上，這種電壓互感器的 鐵芯和繞組裝在充油的瓷外殼內(nèi)。普通結(jié)構(gòu)的電壓互感器中，高壓一次繞組與 鐵芯和副繞組之間，是按裝置的全部線電壓來進(jìn)行絕緣的，而在串級式電壓互 感器中，其絕緣是均勻分布于各級的，每一級只處在裝置的一部分電壓之下， 各級之間串接起來，因此可將 110kV及以上的高壓分降在各級中，從而降低了 絕緣要求，可大量節(jié)約絕緣材料。 電容分壓式電壓互感器廣泛用于110330 kV中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中， 基本原理是電容分壓。 1 34光互感器介紹 光互感器是高新技術(shù)在互感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，它分為兩類，一類是光電壓 互感器OPT （Optical P

21、otential Transformer）,原理是波克爾斯（Pockels電光效應(yīng)； 另一類為光電流互感器OCT（Optical Current Transforme,原理是法拉第（Faraday） 磁光效應(yīng)。利用波克爾斯（Pockels電光效應(yīng)和法拉第（Faraday磁光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)從 一次電壓、一次電流到光的轉(zhuǎn)換，用光信號而不是用電信號作為測量信息的載 體，接著用光纖而不是用金屬導(dǎo)線來傳遞測量信息，然后經(jīng)過光電變換后，可 重新取出相應(yīng)的電信號，供后續(xù)電能測量線路和單片機(jī)處理。 OPT的測量原理是根據(jù)Pockels電光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，Pockels電光效應(yīng)是指某 些透明光學(xué)介質(zhì)（如 BGO晶體）

22、,在外電場作用下，其折射率線性地隨外電場 改變。在外電場E作用下，BGO晶體由各向同性變成各向異性的雙折射晶體。 當(dāng)線偏振光投射到雙折射晶體的端面，入射光束就會(huì)變成初相角相同而電位移 矢量互相垂直的兩束光，由于他們在 BGO晶體中的傳播速度不同，出射時(shí)有一 定相位差，米用檢偏器將互相垂直的兩束出射光變成偏振相同的相干光，產(chǎn)生 相干干涉，從而將相位調(diào)制光變成振幅調(diào)制光，將相位差的測量轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)的 測量，最后獲得被測電壓值。由于 OPT是被測母線的電場在影響傳感頭，傳感 頭放置的位置影響電壓信號的獲取，必須尋找合適的位置，使電場與電壓成正 比，還要克服鄰近相電場及地電位的影響。 OCT的測量原理是

23、根據(jù)Faraday磁光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，F(xiàn)araday磁光效應(yīng)是指 一束線偏振光在磁場作用下通過磁材料時(shí)，它的偏振面將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角 度與產(chǎn)生該磁場的被測母線中的電流成正比。 與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比，光互感器具有以下明顯優(yōu)勢：體積小、質(zhì) 量輕；抗干擾能力強(qiáng)，具有良好的絕緣性能，可降低互感器在保證其絕緣性 能上的投資；不會(huì)產(chǎn)生磁飽和現(xiàn)象，可以完整地傳遞交、直流信號，能同時(shí) 滿足計(jì)量和繼電保護(hù)的需要，避免多個(gè) TA的重復(fù)投資，實(shí)現(xiàn)信息共享； 測 量準(zhǔn)確度、靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍大，其額定電流可由幾十安至幾千安，過電流 范圍可達(dá)幾十萬安；具有良好的頻率特性，響應(yīng)速度快，可測出高壓線路的 諧波電流，進(jìn)行

24、電流暫態(tài)、高頻大電流的測量，捕獲故障時(shí)瞬變過程中的電流 波形；可與光纖通信系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成可靠地檢測、傳輸一體化的數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)。具有很高的性能價(jià)格比。 由于光學(xué)材料本身難以克服的雙折射和溫度穩(wěn)定性影響，光互感器長期運(yùn) 行結(jié)果目前還不理想，實(shí)用化進(jìn)程比較緩慢，存在一些不足。但中外科研人員 對此20年來不懈地努力及現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果是令人鼓舞的?？梢灶A(yù)見，光互感器在 電能計(jì)量及繼電保護(hù)方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。 14電能表簡介 電能表由愛迪生1881年首先發(fā)明，一百多年來，各國在電能表的原 理、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、準(zhǔn)確度、過載能力、一次壽命、功能多樣化、自動(dòng) 化程度上展開了激烈競爭，使電能表行業(yè)發(fā)生著日新

25、月異的變化。 LO 電能表的作用 電能表除在電力市場中做貿(mào)易結(jié)算依據(jù)外，發(fā)電廠還用它計(jì)量廠用電 量；供電公司用它測量每條線路的實(shí)際線損； 工農(nóng)業(yè)用戶用它計(jì)算單位產(chǎn)品 耗電量，進(jìn)行電能成本核算；電力系統(tǒng)從發(fā)電廠直至電力用戶每個(gè)企業(yè)與其 下屬車間、分公司、各部門之間用它計(jì)量分電量，以便內(nèi)部經(jīng)濟(jì)承包核算 1 42 電能表的分類 電能表按所測電能種類分，可分為有功電能表、無功電能表、直流電能 表三種，后者一般用于特殊行業(yè)，不用于電力貿(mào)易計(jì)量。有功電能表計(jì)量用 戶實(shí)際消耗的電能 W有，這些電能已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)地變成了機(jī)械能、熱能、光 能、化學(xué)能、生物能等。無功電能表用于計(jì)量用戶的無功電能W無，無功電 能W無

26、是用戶的感性無功電能和容性無功電能的絕對值之和。無功電能不是 用戶消耗的電能，而是用戶曾經(jīng)存儲(chǔ)起來的電能，這部分電能會(huì)與電網(wǎng)進(jìn)行 能量交換。計(jì)量無功電能的目的，是要核算用戶一個(gè)抄表期內(nèi)的平均功率因 數(shù)，即平均力率，即 cos 2 W有 2 1 （W無W有） 用戶消耗的無功電能越多，平均功率因數(shù)就越低，配電網(wǎng)在為用戶輸送這些 無功電能時(shí)，要增加的線損就越多，增加了供電成本。因此在電費(fèi)結(jié)算時(shí)要 對功率因數(shù)進(jìn)行考核，功率因數(shù)高的用戶，供電公司對其在電費(fèi)中要進(jìn)行獎(jiǎng) 勵(lì)，反之功率因數(shù)低則要給予適當(dāng)?shù)奶幜P ，用經(jīng)濟(jì)杠桿來鼓勵(lì)用戶提高本單 位的功率因數(shù)。 電能表按相別及接線方式分，可分為單相、三相三線制和三

27、相四線制三 種。 按電壓等級分可分為高壓表、低壓表兩種，前者因?yàn)橐浣与妷夯ジ衅鳎?其額定線電壓為100 V,后者額定相電壓統(tǒng)一為220 V。 按電流的測量范圍分，可分為直通表和經(jīng)電流互感器接入兩種，后者的 額定二次電流一般為(6)A，330KV及以上電壓等級的計(jì)量裝置中采用額定 二次電流為()A的電能表，配上各種不同變比的電流互感器，可用來測量 不同容量用戶的電能。 按準(zhǔn)確度等級分，可分為、 、級等等。準(zhǔn)確度等級的數(shù)字越小， 準(zhǔn)確度等級越高。 級一般作為計(jì)量室標(biāo)準(zhǔn)使用，其它等級在現(xiàn)場使用。所 計(jì)量的電能量越多、計(jì)量性質(zhì)越重要，所選用的表計(jì)準(zhǔn)確度等級要求越高。 按結(jié)構(gòu)原理分，可分為感應(yīng)式電能表

28、、全電子式電能表、機(jī)電一體化電 能表。 按所計(jì)電能量多少和重要程度分，可分為五類，如表 11 所示。 按測量功能分，可分為分時(shí)計(jì)費(fèi)（復(fù)費(fèi)率）電能表、最大需量電能表、 預(yù)付費(fèi)電能表、集抄電能表、多功能電能表等等。 分時(shí)計(jì)費(fèi)（復(fù)費(fèi)率）電能表將一天 24 小時(shí)劃分為基本固定的幾個(gè)時(shí)段， 尖峰用電時(shí)段的電量稱為尖峰電量； 高峰用電時(shí)段的電量稱為峰段電量； 低 谷用電時(shí)段的電量稱為谷段電量； 平時(shí)用電時(shí)段的電量稱為平段電量。 先確 定一個(gè)實(shí)行分時(shí)計(jì)費(fèi)的基礎(chǔ)電價(jià)，一般峰段電價(jià)按基礎(chǔ)電價(jià)上浮50%左右， 谷段電價(jià)則下浮 50%左右，平時(shí)電價(jià)與基礎(chǔ)電價(jià)持平， 尖峰電價(jià)則比峰段電 價(jià)更高。為了時(shí)段設(shè)置方便，有的

29、地方僅分有高峰與低谷兩個(gè)時(shí)段的電價(jià)， 又稱為“黑白電價(jià)” ，即白天、黑夜之義，與北京相近時(shí)區(qū)的地域，高峰用 電時(shí)段一般為早 7 時(shí)晚 23 時(shí)，低谷用電時(shí)段為晚 23 時(shí)早 7 時(shí)。我 國西部地區(qū)與北京時(shí)區(qū)相差較大， 可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整時(shí)段。 在高峰用 電時(shí)段里，生產(chǎn)、辦公和居民生活用電量大，發(fā)電機(jī)組、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的 負(fù)擔(dān)加重，系統(tǒng)要啟用備用機(jī)組，接近滿負(fù)荷時(shí)，輸、配電損耗加大，尖鋒 負(fù)荷時(shí)調(diào)度困難，增加調(diào)度成本，有時(shí)甚至影響系統(tǒng)穩(wěn)定；而在低谷用電時(shí) 段大部分用電負(fù)荷停止工作，造成大量發(fā)電機(jī)組及電網(wǎng)設(shè)施閑置或輕載運(yùn) 行，但電力系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)行人員得 24 小時(shí)上班，在這個(gè)時(shí)段內(nèi)有大量的設(shè)

30、備及人力資源浪費(fèi)， 造成包括用戶在內(nèi)的整個(gè)電力系統(tǒng)的綜合效益下降。 為 解決這個(gè)矛盾，提高電力設(shè)備利用率、電網(wǎng)負(fù)荷率，世界各國都采用經(jīng)濟(jì)杠 桿刺激人們在低谷時(shí)段用電，降低谷段電價(jià)，抬高峰段電價(jià)。尤其是工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)，可將集中用電的工序移到后半夜，使供用電雙方均降低成本，實(shí)現(xiàn)雙 贏。分時(shí)計(jì)費(fèi)（復(fù)費(fèi)率）電能表的作用是將不同費(fèi)率時(shí)段的電量分別累計(jì)， 過去機(jī)械式復(fù)費(fèi)率表誤差大已完全淘汰， 現(xiàn)在的分時(shí)計(jì)費(fèi)電能表在復(fù)費(fèi)率計(jì) 數(shù)環(huán)節(jié)上全部采用電子線路及單片機(jī)系統(tǒng)。 最大需量電能表用來測量用戶的最大需量， 是為配合大工業(yè)用戶實(shí)行兩 部制電價(jià)而設(shè)計(jì)的。兩部制電價(jià)其一為電量電費(fèi)，與該用戶用電量掛鉤；其 二為基本電費(fèi)

31、， 與該用戶變壓器容量或最大需量掛鉤。 最大需量是用戶在一 個(gè)抄表期內(nèi)每 15 分鐘平均用電功率中的最大值，它反映了該用戶對電力供 應(yīng)的最大需求。電力生產(chǎn)者制定電力生產(chǎn)發(fā)展計(jì)劃，興建發(fā)電廠、擴(kuò)建輸電 網(wǎng)都是為了滿足用戶的這個(gè)最大需求，所以用戶就應(yīng)該為這個(gè)“最大需求” 而付費(fèi)，這是一筆基本固定的費(fèi)用。測量用戶的最大需量還有別的意義，現(xiàn) 在大工業(yè)用戶基本上都裝上了多功能電能表，可以實(shí)現(xiàn)對最大需量的遙測、 遙控，持續(xù)對大用戶最大需量的采集、跟蹤、分析可以了解各用戶及本地區(qū) 的負(fù)荷變化規(guī)律，便于配網(wǎng)改造計(jì)劃的制定、便于負(fù)荷預(yù)測、便于減少制定 電力生產(chǎn)發(fā)展計(jì)劃的盲目性，有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 為完全按商品交

32、換的原則進(jìn)行購電用電， 人們開發(fā)了預(yù)付費(fèi)電能表， 先 買電，后用電。先后有投幣式、磁卡式、電卡式、 IC 卡式，尋呼式預(yù)付費(fèi)電 能表問世。目前前三者已被淘汰，而 IC 卡預(yù)付費(fèi)電能表顯示出較多的優(yōu)越 性，尋呼式預(yù)付費(fèi)電能表還處在研制試運(yùn)行階段。對邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)寨的零散用戶、 流動(dòng)人群用戶、常欠電費(fèi)用戶、企事業(yè)單位內(nèi)部分表用戶 IC 卡電能表比較 適用。IC卡電能表兼有計(jì)量收費(fèi)、功率限定、購電警告、欠費(fèi)斷電、防竊電 等功能。 IC 卡電能表又分為全電子式及機(jī)電一體化兩種， 兩種表型除電能采 樣途徑不同外，電能量的計(jì)數(shù)、控制及 IC 卡接口、斷電系統(tǒng)均由單片機(jī)控 制運(yùn)行，原理相同。每一 IC 卡預(yù)付費(fèi)電能

33、表都有一個(gè)編碼和用于插入 IC 卡 的插槽，對應(yīng)的用戶手中有唯張與該電能表配合使用的IC卡。IC卡的 編碼與電能表的編碼相同， 它是用來在供電公司與用戶之間傳遞用電量的媒 介。為防止偽造，IC卡密碼可經(jīng)常更換，由于不同用戶的IC卡密碼也不同， 所以用戶之間不可相互借用IC卡。IC卡可反復(fù)多次使用，供電公司用專用 計(jì)算機(jī)將用戶預(yù)先購買的用電量寫入用戶的 IC 卡，并將卡置為有效。當(dāng)用 戶將有效的IC卡插入電能表的IC卡插槽中時(shí)，電能表將IC卡的購電量讀進(jìn)， 與以前的剩余電量相加后，經(jīng)電能表面板上的顯示器顯示出來，同時(shí)將 IC 卡置為無效，此時(shí) IC 卡即可拔走。已給電能表輸送過新購電量再拔出的

34、IC 卡，若再插入IC卡電能表的插槽中，已不起作用，即為“無效”，電能表會(huì) 自動(dòng)識別。IC卡電能表無論用戶電流正進(jìn)還是反進(jìn)始終正計(jì)數(shù)，可防用戶反 接電流進(jìn)線竊電。 顯示器顯示出的是用戶累計(jì)總用電量和用戶可用的剩余電 量。當(dāng)剩余電量少到一定數(shù)量時(shí)，發(fā)出報(bào)警，提醒用戶及時(shí)購電。購電量用 完前某一時(shí)刻起，連續(xù)報(bào)警，提醒用戶做好斷電前準(zhǔn)備，然后電能表自動(dòng)切 斷電源。電能表內(nèi)的備用電池可在停電情況下使電能表所記各種數(shù)據(jù)信息保 存下來而不丟失。 集抄電能表是含有通訊接口的可自動(dòng)傳輸用戶用電數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)方抄表 的新產(chǎn)品，一種利用電力載波進(jìn)行通訊，另一種利用公用電話網(wǎng)進(jìn)行通訊， 還有一種采用無線通訊。各種方式的

35、集抄電能表在各地都有不同面積的試 用，產(chǎn)品正在走向成熟。集抄可減少電費(fèi)抄核收環(huán)節(jié)的人為干擾，減少計(jì)費(fèi) 錯(cuò)誤，節(jié)省人力及時(shí)間，為供用電管理無紙化奠定基礎(chǔ)。 多功能表是功能齊全、價(jià)格較高的全電子式電能表， 可計(jì)量正、 反向有 功電能、四象限無功電能、 最大需量， 具有分時(shí)計(jì)費(fèi)、 失壓記錄、失流記錄、 缺相記錄、竊電記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)方通訊等多種功能。在各電網(wǎng)交匯處、 樞紐變電站、關(guān)口變電所、大型發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)點(diǎn)等重要電量貿(mào)易結(jié)算點(diǎn)，多 功能電能表可跟蹤計(jì)量正、反向有功電能、四象限無功電能，分別累計(jì)，實(shí) 時(shí)監(jiān)測，十分方便。 對于供電公司的計(jì)量室負(fù)責(zé)人，一項(xiàng)十分重要的工作是對電能表、互 感器、計(jì)量柜的型

36、號及其生產(chǎn)廠家進(jìn)行正確的選擇。 既不能脫離配電網(wǎng)的技 術(shù)現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，一味追求高自動(dòng)化；也不能因循守舊，影響電力市場營 銷的推進(jìn)。要適當(dāng)選擇一些技術(shù)含量高、準(zhǔn)確度高、功能齊全的表計(jì)。應(yīng)考 慮盡早購買安裝居民、商業(yè)用戶的分時(shí)計(jì)費(fèi)電能表；適應(yīng)集中抄表具有通訊 接口的全電子電能表；結(jié)構(gòu)緊湊、防竊電功能強(qiáng)、可靠性好的整體計(jì)量柜等 等。選擇中還須排除私心，抵制表計(jì)廠商的金錢利誘，抵制上級領(lǐng)導(dǎo)地方保 護(hù)主義指定廠家表型。須加強(qiáng)學(xué)習(xí)，廣泛了解電能表市場行情，以質(zhì)量可靠 為第一標(biāo)準(zhǔn)，選擇好電能表生產(chǎn)廠家后，要求提供完善的售后服務(wù)，技術(shù)指 導(dǎo)，與之友好合作，建立穩(wěn)固的互惠互利關(guān)系，使電力營銷中的計(jì)量裝置萬 無

37、一失。選擇的廠家不能過多，否則表計(jì)太雜，給管理和使用都帶來不便； 也不能僅為一兩家，使廠家間不能形成競爭勢態(tài)，宜采用招投標(biāo)的方式來選 擇質(zhì)量可靠、價(jià)格合理的產(chǎn)品。 143 電能表的銘牌標(biāo)志 電能表銘牌上主要標(biāo)有名稱、型號、準(zhǔn)確度等級、額定參數(shù)、電能表 常數(shù)、脈沖常數(shù)、廠家表號等多種信息，新型電能表銘牌上還加貼了用于計(jì) 量管理和表計(jì)跟蹤的條形碼。 名稱說明該表的用途，有三相三線、三相四線之分，有功表、無功表 之分，感應(yīng)式、全電子式之分，單功能、多功能之分，是否有預(yù)付費(fèi)功能等 等。 型號一般由24個(gè)字母加數(shù)字再加字母數(shù)字組成。電能表型號組成 如下: 類別 組別 結(jié)構(gòu) 功能 設(shè)計(jì) 輔助 代號 代號

38、代號 代號 序號 說明 D-電能表 D-單相S靜止式 S-三相三線 注） T-三相四線 B-標(biāo)準(zhǔn)電能表 最重要的是前面幾個(gè)字母， Y預(yù)付費(fèi)阿拉伯?dāng)?shù)字字母或數(shù)字 F-復(fù)費(fèi)率（廠家代號）（附加標(biāo) D-多功能 I-載波抄表 Z-最大需量 X-無功電能 它說明了該表計(jì)的用途、接線方式、結(jié)構(gòu) 及功能。只要第三個(gè)字母不是“S，表明為感應(yīng)式表，可以認(rèn)為凡感應(yīng)式表， 第三個(gè)字母空缺。不出現(xiàn)“ X這個(gè)字母，就是有功電能表；出現(xiàn)“ （X）”， 表明有功、無功電能都能測量；僅出現(xiàn)“ X，是單純的無功電能表。第四個(gè) 字母是“ D”，則為多功能表。 女口 “DSSD33 1”型為“三相三線全電子多功能電能表”，“331

39、”為 廠家編號，即“威勝電子有限公司”的代號，橫線后的“1”為輔助說明， 表明設(shè)計(jì)序號，如為“一2”則表明為第二代產(chǎn)品?！癉TSD341為“威勝電 子有限公司”的“三相四線全電子多功能電能表” 再如“ DTZF930M型為“三相四線感應(yīng)式最大需量復(fù)費(fèi)率表”即為機(jī) 電一體化脈沖式有功電能表，“M”為輔助說明 再如“DDSI251型為“陜西銀河公司”的“單相全電子式載波電能表” “DTS(X)251型為“陜西銀河公司”的“三相四線全電子式有功無功電能表”。 額定參數(shù)包括電流和電壓的額定值。 電流又分為標(biāo)定電流I b和額定最大電流|嘶。標(biāo)定電流I b是計(jì)算負(fù)載 的基數(shù)電流值，最大額定電流|max是表

40、能長期工作，而且誤差與溫升完全滿 足技術(shù)條件的最大電流值。如 5(20)A, 10(40)A, 3X (6)A 3X A等等。前面 的數(shù)字是I b，括號中的是I max，乘號前面的3表明是三相表，ax |b 般稱 為“過載倍率”，該比值越大，表明該電能表所能計(jì)量的負(fù)荷范圍越寬，目 前過載倍率為4的表型比較流行，也有3倍，甚至6倍的。為提高低負(fù)荷計(jì) 量的準(zhǔn)確性，應(yīng)至少選用過載倍率為4的電能表，直接接入式的電能表的標(biāo) 定電流，應(yīng)按正常運(yùn)行負(fù)荷電流的30%進(jìn)行選擇。用戶負(fù)荷電流若超過I max, 對于感應(yīng)式電能表會(huì)出現(xiàn)很大的負(fù)誤差，少記電量；對各種結(jié)構(gòu)的計(jì)量設(shè)備 會(huì)增加溫升，增加電流二次導(dǎo)線壓降，影

41、響計(jì)量準(zhǔn)確，縮短表計(jì)壽命，甚至 燒毀線路，因此必須限制用戶的最大用電功率，不超過額定值。 電壓額定值，若為單相表，即為 220V。三相表若標(biāo)為3 220V/380V, 即為低壓三相表；若標(biāo)為 3X 100 V則為高供高計(jì)方式，計(jì)量裝置安裝在用 戶變壓器的高壓側(cè)，需用電壓互感器將高壓線電壓降為100V的線電壓加在 電能表上。 電能表常數(shù)用A(有的書中用C表示)表示，它是電能表計(jì)度器的指示數(shù) 和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)之間的比例數(shù)。如 A=400r/kWh,其中“ r”表示轉(zhuǎn)盤的“轉(zhuǎn)” 數(shù)，電能表常數(shù)在這里的意義是用戶每消耗 1 kWh電能，對應(yīng)于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)400 轉(zhuǎn)。 電能表常數(shù)還有幾種變化的表示方式，如 每轉(zhuǎn)代表

42、多少千瓦時(shí)： 即 1 A 1 (kW/)0.0025(kW/) 每瓦時(shí)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)： 即 A 1400 (/Wh)0.4( /Wh) 1000 1000 每瓦秒轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)： 即 A 1 1 (/Ws) 1000 3600 1每千瓦秒多少轉(zhuǎn)： 即 A 1 (/kWs) 1 3600 J 這些均可由A推導(dǎo)而來， 用于現(xiàn)場檢驗(yàn)電能表的準(zhǔn)確性。電能表銘 牌上所標(biāo)的A是設(shè)計(jì)理論值，又叫標(biāo)稱值，若電能表有誤差，其實(shí)際運(yùn)行時(shí) 每kWh對應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)可能是另外一個(gè)值，用 A表示，稱為實(shí)際電能表常數(shù)。 校準(zhǔn)電能表就是要將實(shí)際電能表常數(shù) a調(diào)到與標(biāo)稱值A(chǔ)相一致的程度。 脈沖常數(shù)出現(xiàn)在全電子式或機(jī)電一體化電能表的銘牌上，它是

43、電能表數(shù) 字顯示的電能數(shù)和與之對應(yīng)的脈沖數(shù)之間的比例數(shù)，用A表示，如 A =1600imP/kWh,其中“ imP”表示“多少個(gè)脈沖”，同前理也可求出 有的地方電力工人在工作現(xiàn)場將 imP/KWh”俗稱為“每度電多少閃”， 每個(gè)脈沖代表多少千瓦時(shí)： 1 即(kWh/imP) A 1每個(gè)千瓦秒對應(yīng)多少個(gè)脈沖： 1 即A(imp/ kWs) 3600L丿 因?yàn)殡娮邮诫娔鼙硪话阍诿姘迳嫌袀€(gè)發(fā)光二極管， 隨著用戶用電，它不停閃 爍著耀眼的紅光，每閃一次代表一個(gè)脈沖形成，可類比于感應(yīng)式表的鋁盤轉(zhuǎn) 一圈，因此現(xiàn)場初略檢驗(yàn)中只要在一定時(shí)間內(nèi)數(shù)一下脈沖個(gè)數(shù) N,就可知 道電能表這段時(shí)間內(nèi)計(jì)量的電能 W,即 1

44、 WN A 電子式電能表設(shè)有脈沖輸出端口， 供檢定校準(zhǔn)用，校準(zhǔn)的目的是使實(shí)際 脈沖常數(shù)Ao與銘牌標(biāo)稱值A(chǔ)相一致。 機(jī)電一體化電能表既標(biāo)出電能表常數(shù)A,又標(biāo)出脈沖常數(shù) A, 一般情 況下，AA就是鋁盤盤面上用于光電轉(zhuǎn)換的黑色吸光層的條數(shù)。 銘牌上還有一個(gè)重要參數(shù)是準(zhǔn)確度等級。 準(zhǔn)確度等級用置于圓圈內(nèi)的數(shù) 字來表示，表明該電能表在按檢定規(guī)程檢驗(yàn)其誤差時(shí)，其百分比誤差r( %) 的絕對值不允許超過該圓圈中的數(shù)字。 電能表的誤差用百分比誤差表示，即 W W r%=100% W 其中 W為被檢表顯示的電能數(shù); W為標(biāo)準(zhǔn)表顯示的電能數(shù)，被認(rèn)為是實(shí)際電能數(shù)。 !0 如圓圈內(nèi)為，表明該電能表的允許誤差如下式

45、2.0 若該式在電能表的各測試點(diǎn)均成立，則該表合格。圓圈內(nèi)的數(shù)字還表明，該 表在計(jì)量時(shí)允許有士的誤差存在，顯然準(zhǔn)確度等級的數(shù)字越小，等級越高， 計(jì)量越準(zhǔn)確。 銘牌上的廠家表號則用作為區(qū)別不同表計(jì)的標(biāo)志，計(jì)量工作中，對電 能表進(jìn)行資產(chǎn)登記，對電能表進(jìn)行輪換校驗(yàn)、維修，就是用這個(gè)表號來跟蹤 的。 新近生產(chǎn)出來的電能表根據(jù)供電公司的要求在銘牌上印出了用于計(jì)量 管理的條形碼，以便供電公司在計(jì)量器具的管理上， 借助計(jì)算機(jī)MIS系統(tǒng)用 條形碼對電能表進(jìn)行跟蹤管理，這是計(jì)量器具管理的方向。用掃描器掃描條 形碼后，計(jì)算機(jī)MIS系統(tǒng)就能認(rèn)定這塊表的身份及參數(shù) 1_5_各種結(jié)構(gòu)電能表的比較 1A!幾種主要表型的優(yōu)

46、缺點(diǎn) 感應(yīng)式電能表已有100多年的生產(chǎn)歷史，其工藝成熟，價(jià)格低廉，過載 能力強(qiáng)，可靠性好，可視性好，雖有準(zhǔn)確度等級較低(一般級及以下)，不易 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等缺點(diǎn)，但目前國內(nèi)乃至國外， 尤其是在農(nóng)村電網(wǎng)及三相低壓中、 小用戶中，感應(yīng)式電能表還占有相當(dāng)大的市場份額。 全電子式電能表因其內(nèi)部沒有可動(dòng)部件， 又稱為靜止式電能表， 它突出 的優(yōu)點(diǎn)是由于內(nèi)部無機(jī)械磨擦而準(zhǔn)確度高，靈敏度高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化計(jì)量， 實(shí)現(xiàn)遙測遙控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析統(tǒng)計(jì)，計(jì)量中可有效排除人為因素干擾， 功能多，數(shù)據(jù)可貯存，便于無紙化抄核收作業(yè)，便于遠(yuǎn)方集中抄表。目前單 相表選用全電子電能表已經(jīng)很普遍， 價(jià)格也已接近傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表，

47、 但 是三相全電子電能表價(jià)格還是偏高， 實(shí)際工作壽命還不太理想。 國內(nèi)已有一 些廠家，如湖南威勝集團(tuán)、深圳浩寧達(dá)公司等廠家生產(chǎn)的全電子式電能表， 品種齊全，功能可靠，得到了廣大用戶的一致認(rèn)可，公認(rèn)為放心產(chǎn)品。全電 子式電能表隨著我國半導(dǎo)體技術(shù)及工藝的進(jìn)步， 必將逐步完善， 成為電能表 行業(yè)的主流。 機(jī)電一體化電能表又稱為脈沖電能表， 它綜合了感應(yīng)式及全電子式電能 表的優(yōu)點(diǎn)，該表型的電能采樣，仍然由感應(yīng)式母表完成，這部分的結(jié)構(gòu)與一 般感應(yīng)式電能表相同， 用字輪顯示電度數(shù)。 機(jī)電接口在鋁盤盤面上沿直徑方 向均勻噴上幾道黑色吸光層， 由一對發(fā)光二極管、 光敏三極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換， 將鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)變成電脈沖

48、。其原理圖如圖 1 2所示，左邊的發(fā)光二極管 T持 續(xù)發(fā)光，將光束射向轉(zhuǎn)盤S,再由轉(zhuǎn)盤將光線反射到右邊的光敏三極管 R上, 此時(shí)三極管有電流流過；若光線射到黑色吸光層上，無反射光線，三極管無 電流流過， 其集電極就形成一個(gè)電壓高電平脈沖。 如盤面上有 4 道黑色吸光 層，那么鋁盤每轉(zhuǎn)一圈，三極管就輸出四個(gè)高電平脈沖信號。該脈沖信號整 形輸出后進(jìn)入全電子系統(tǒng)， 可用單片機(jī)及輔助電路實(shí)施諸如分時(shí)計(jì)費(fèi)、 記錄 最大需量、紅外線抄表、負(fù)荷控制、遠(yuǎn)方通訊等自動(dòng)化功能。但機(jī)電一體化 電能表的準(zhǔn)確度等級，不可能高于普通感應(yīng)式電能表，因此對I、II、皿類重 要程度高的電能計(jì)量裝置一般選用信譽(yù)好的廠家生產(chǎn)的全電

49、子式電能表。 目前一些地區(qū)第W類三相高供低計(jì)電能計(jì)量裝置選用機(jī)電一體化表型，較為 普遍，因?yàn)樗鼉r(jià)格適中且功能較為齊全，可利用掌上抄表微機(jī)無接觸紅外線 抄表，為抄核收無紙化作業(yè)提供了條件，尤其它能方便地分時(shí)計(jì)費(fèi)，適合一 般中小型工商戶的用電要求。 這類表要全部更新為全電子表還需數(shù)年時(shí)間 (a)轉(zhuǎn)換原理(b)鋁盤上的黑色吸光層 圖1 2鋁盤上用于光電轉(zhuǎn)換的黑色吸光層 IC卡預(yù)付費(fèi)電能表的優(yōu)點(diǎn)是：不需要人工抄表。用戶持卡先到供電 公司、鄉(xiāng)供電所或銀行代售點(diǎn)買電，一次買多買少不限，然后再回去用電， 有效地解決了用戶數(shù)激增、人工抄表工作量大的問題；可以解決一些電 費(fèi)收繳困難戶的收費(fèi)問題。近年來，經(jīng)濟(jì)與文

50、化交流日益頻繁，流動(dòng)人口增 多，這部分人收費(fèi)困難。使用預(yù)付費(fèi)電能表先購電后用電，很好地解決了零 散居民用戶、公寓租房用戶、臨時(shí)用電用戶、經(jīng)常欠費(fèi)用戶的收費(fèi)問題； 可以實(shí)行功率限定。超負(fù)荷用電，會(huì)引起用戶變壓器及進(jìn)戶線過載，增 加溫升，縮短配電設(shè)備使用壽命，弓I起計(jì)量誤差，甚至火災(zāi)，因此對用戶的 實(shí)際用電功率進(jìn)行限定是必要的。IC卡表當(dāng)負(fù)荷超過表內(nèi)設(shè)置的限定功率 時(shí)，會(huì)報(bào)警后自動(dòng)跳閘，但這僅適合于居民用戶，不能為重要用戶安裝，對 重要用戶首先要保證供電可靠性； 具有一定的防竊電能力。一方面它始 終正計(jì)數(shù)，另一方面它的電流輸入采樣用較厚、較寬的錳銅片采樣，錳銅片 本身電阻極小，為微歐數(shù)量級，當(dāng)用戶

51、在表外短接電流回路竊電時(shí)，基本上 不起作用。有些IC卡表還能自動(dòng)記錄用戶非法用電信息，預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 可以對用戶的用電情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)用戶超過預(yù)期時(shí)間不來買電時(shí)， 預(yù)付費(fèi) 計(jì)算機(jī)售電系統(tǒng)可以自動(dòng)生成戶名清單，營銷人員可根據(jù)清單進(jìn)行核查； 有利于培養(yǎng)用戶“電是商品”的意識，有利于用電管理部門提高現(xiàn)代化 管理水平。IC卡表在使用和管理上也存在一定的問題，如一次性投資大，表 耗功率大，要增加營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，增加設(shè)備投資及管理人員，導(dǎo)致增加供電成本。 IC卡表不能按時(shí)將用戶已用電量自動(dòng)反饋給售電網(wǎng)絡(luò)，因此每條線路IC卡 表用戶剩余電量總數(shù)無法獲取，給按時(shí)計(jì)算每條線路的實(shí)際線損帶來困難。 另外若是給三相用戶安

52、裝IC卡表，要考核抄表期功率因數(shù)也會(huì)帶來不便。IC 卡表要與分時(shí)計(jì)費(fèi)制度結(jié)合，再加上電價(jià)的經(jīng)常變化，會(huì)增加IC卡表的設(shè) 計(jì)制造成本。加之有些地方安裝IC表，沒有經(jīng)過慎重的試運(yùn)行階段，就快 速推進(jìn)，發(fā)現(xiàn)問題后又下馬，給IC卡表的發(fā)展蒙上了陰影。 152電子式電能表與傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表的比較 電子式電能表是在工作原理上與感應(yīng)式電能表完全不同計(jì)量儀器，它誤 差特性穩(wěn)定、質(zhì)量輕、便于安裝，故障現(xiàn)象易于觀察和發(fā)現(xiàn)，修理程序簡單 快捷，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，適應(yīng)了電力市場發(fā)展的經(jīng)濟(jì)要求。電子式電能 表在用料方面，有色金屬和黑色金屬用量不多，有利于國家的環(huán)境保護(hù)。人 們逐步改變了“電子式電能表易受干擾、不穩(wěn)定”

53、的舊觀念，更多地認(rèn)識了 它在性能和功能上的許多優(yōu)點(diǎn)。 傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表由于受其工作原理、制 造工藝、制造材料的制約，沒有余地再降低表耗、提高準(zhǔn)確度、增加功能， 而電子式電能表在這些方面有明顯的優(yōu)勢。 將兩者對比如下： 1、功耗的對比。通過整機(jī)功耗測試，單相電子式電能表小于；而感應(yīng)式 862型單相電能表接近，比電子式電能表大。這樣每月按30天計(jì)算，每臺(tái)單相 電子式電能表較862型感應(yīng)式電能表每月可節(jié)約電能。電子式三相電能表的功 耗一般在3W (5VA),而三相感應(yīng)式電能表的功耗在 18W (35VA)左右。 2、啟動(dòng)電流的對比。測試同規(guī)格的 5(20)A 電子式電能表和感應(yīng)式電能表 的啟動(dòng)電流

54、，可知感應(yīng)式電能表的啟動(dòng)電流為25 mA,而電子式電能表的啟動(dòng) 電流為10mA,即電子式電能表在額定電壓下就可啟動(dòng)。電子式電能表的啟動(dòng)電 流是感應(yīng)式電能表啟動(dòng)電流的 40,在額定電壓下啟動(dòng)功率下降了。 3、誤差的對比。在5% g 400% lb范圍中測量兩種單相表的誤差發(fā)現(xiàn)： 電子式電能表誤差變動(dòng)小,變動(dòng)范圍為 +,感應(yīng)式電能表誤差變動(dòng)較大, 變動(dòng)范圍為 - %+%。 低負(fù)荷時(shí),電子式電能表的誤差偏正,感應(yīng)式電能表 則出現(xiàn)較大的負(fù)誤差。 4 、壽命對比。傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表由于元件磨損、灰塵增多、電磁性能 變差等因素影響,投入運(yùn)行幾年后,誤差就逐漸增大,而且均為負(fù)誤差,需要 重新調(diào)整、校驗(yàn),由于

55、各種性能已變差,要達(dá)到 10 年的使用壽命難度大工作量 也大。電子式電能表由于影響壽命的主要是電子元件,生產(chǎn)廠家只要嚴(yán)格控制 元器件進(jìn)貨的來源、并嚴(yán)格篩選,嚴(yán)格監(jiān)控生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝是可以基本保 證電子式電能表的可靠性和使用壽命的。 目前電子式電能表理論上的長壽命還要受時(shí)間考驗(yàn), 新開發(fā)的長壽命感應(yīng) 式表一次壽命得到了一定程度的提高。 5 、供電技術(shù)指標(biāo)變化對誤差影響的對比。這些指標(biāo)包括電壓、頻率、功 率因數(shù)、諧波等。從對比實(shí)驗(yàn)中可看出這些指標(biāo)變化對電子式電能表誤差影響 較小,對感應(yīng)式電能表影響較大。 感應(yīng)式電能表在負(fù)載電壓低于額定電壓時(shí)誤差偏正, 高于額定電壓時(shí)誤差 偏負(fù)；感性負(fù)荷時(shí)誤差偏正

56、,容性負(fù)載時(shí)誤差偏負(fù)。電網(wǎng)信號中三次、五次、 七次諧波對感應(yīng)式電能表影響較大。當(dāng)用戶向電網(wǎng)送出諧波時(shí),感應(yīng)式電能表 的誤差偏正,變化明顯；而電子式電能表的誤差偏負(fù),變化較小。 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和負(fù)載曲線的對比中可明顯看到,電子式電能表的線性較好, 誤差調(diào)整較容易；而感應(yīng)式電能表由于電磁感應(yīng)的原理、結(jié)構(gòu)，其工作線性區(qū) 域較窄，負(fù)荷電流過大過小時(shí)均有較大負(fù)誤差。而且由于元器件之間的相互影 響，各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的誤差數(shù)據(jù)差距較大，使得調(diào)整時(shí)較難同時(shí)滿足各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的 要求。 6、從運(yùn)行、管理的效率上對比。感應(yīng)式電能表的修理、校驗(yàn)及調(diào)整費(fèi)時(shí)、 費(fèi)力，調(diào)整裝置過多，調(diào)整量難于確定，調(diào)整過程中不確定因數(shù)多，使工作效 率

57、低、可靠性低。而電子式電能表在這些方面有較優(yōu)的性能，線性度好，工作 效率高，故障率低。 7、電子式電能表與感應(yīng)式電能表功能的對比。電子式電能表便于自動(dòng)測 量、自動(dòng)抄表、遙測遙控，而感應(yīng)式電能表的功能單一，無法實(shí)行自動(dòng)測量。 8、使用的經(jīng)濟(jì)效益對比。 電子式電能表在電網(wǎng)中計(jì)量， 具有良好的經(jīng)濟(jì) 效益，主要體現(xiàn)在防止竊電和降低線損兩方面。電子式電能表不會(huì)倒走，三相 電子式電能表有記錄失壓失流、竊電報(bào)警功能，減損效果十分明顯。電子式電 能表對改善無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)也起到積極的作用，有些用戶過去功率因數(shù) 一直很高，長期受到電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)，改裝三相多功能電子式電能表后反受罰，通過 檢查后發(fā)現(xiàn)該用戶無功補(bǔ)償裝

58、置一直處于手動(dòng)位置，全部投入的補(bǔ)償電容器晚 上不生產(chǎn)時(shí)仍不退出，以致嚴(yán)重過補(bǔ)償。原來安裝的感應(yīng)式無功表只裝了止逆 器，用戶在向電網(wǎng)倒送無功時(shí)，雖然無功表不轉(zhuǎn)，但無法計(jì)量倒送的無功電能， 導(dǎo)致了用戶功率因數(shù)虛高，使供電部門遭受了經(jīng)濟(jì)損失。三相電子式電能表可 把用戶吸人和倒送的無功電能按絕對值自動(dòng)相加計(jì)量，改變了感應(yīng)式表導(dǎo)致用 戶功率因數(shù)虛高的現(xiàn)象。 9、電壓互感器二次壓降對比： 電子式電能表電壓回路的輸入阻抗大， 因 此電壓互感器二次回路電流幾乎為零，導(dǎo)致 TV 二次壓降減小，減小了 TV 二次 壓降誤差，減小了線損。 10、潛動(dòng)情況對比：用戶完全停止用電后，電子式電能表不會(huì)產(chǎn)生潛動(dòng); 而感應(yīng)式

59、電能表正、反向潛動(dòng)事件時(shí)有發(fā)生，引發(fā)了計(jì)量糾紛。 對電子式電能表的學(xué)習(xí)，要求學(xué)習(xí)者有一定的電子技術(shù)理論知識， 給學(xué)習(xí) 者提出了更高的要求，這一部分詳細(xì)內(nèi)容在第四章中講述。 1 5 3新型電能計(jì)量方式簡介 電能計(jì)量技術(shù)隨著微電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，新的構(gòu) 思、新的理念日新月異，我們應(yīng)該對它的發(fā)展前沿有一個(gè)了解。 1、網(wǎng)絡(luò)化電能表 網(wǎng)絡(luò)化電能表實(shí)際上是指電能計(jì)量信息網(wǎng)絡(luò)，它是電能計(jì)量裝置與自動(dòng) 抄表系統(tǒng)的集成，其中電能表本身帶有上網(wǎng)接口并具備通訊能力。設(shè)計(jì)好網(wǎng)絡(luò) 的硬件編碼、技術(shù)指標(biāo)與功能、通訊規(guī)約、軟件平臺(tái)與統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，要做 到與原有各系統(tǒng)接口統(tǒng)一與兼容，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)量、實(shí)時(shí)抄

60、表、實(shí)時(shí)分析、實(shí)時(shí) 管理。 2、多用戶靜止式單相復(fù)費(fèi)率電能表 這種電能表在高層住宅樓中，多個(gè)用電戶共取同一個(gè)公共電壓，而每個(gè) 用電戶的電源進(jìn)線處只需裝一個(gè) TA即可。這些采集到的電流、電壓信號可由就 地微處理機(jī)處理，并由各家的電能計(jì)度器顯示出來，供用戶了解自己的用電情 況；采集到的電流、電壓信號也可僅通過某種接口就直接送上電能計(jì)量信息網(wǎng) 絡(luò)或無線通訊網(wǎng)絡(luò)，所有用電戶的用電信息都交由設(shè)在異地的微機(jī)來處理、記 錄、存儲(chǔ)、結(jié)算，那么在用戶處電能表這個(gè)實(shí)體就不存在了。 城鎮(zhèn)居民住宅公寓化，相對集中，開發(fā)適應(yīng)電能計(jì)量管理自動(dòng)化需要的 多用戶靜止式單相復(fù)費(fèi)率電能表適合我國國情。其中一種具體設(shè)計(jì)思路是將多