第六章遠(yuǎn)方抄表與電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

第六章遠(yuǎn)方抄表與電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)1第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三§6.1電能表的發(fā)展和現(xiàn)狀一、電能計(jì)量的概念：電力系統(tǒng)中裝設(shè)了各種各樣的測(cè)量表計(jì)，用于檢測(cè)所需要的各種參量，如電壓、電流、功率、頻率、電能等。這些儀表中有的反映瞬時(shí)值，有的記錄累積值，電能表是專門用來測(cè)量電能累積值的儀表。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三二、電能表的分類：按照所測(cè)電流種類分：直流式和交流式按照不同用途可分為：?jiǎn)蜗嚯娔鼙怼⑷嚯娔鼙砗吞胤N用途電能表。按照準(zhǔn)確度等級(jí)可分為：普通電能表（分為3.0、2.0、1.0、0.5級(jí)）和標(biāo)準(zhǔn)電能表（分為0.5、0.2、0.1、0.05級(jí)）。按照工作原理可分為：機(jī)械式（感應(yīng)式）電能表、機(jī)械電子式電能表和電子式電能表。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三三、電能表的發(fā)展過程和現(xiàn)狀：1、機(jī)械式電能表：利用電磁感應(yīng)原理來測(cè)量電能。結(jié)構(gòu)：由測(cè)量機(jī)構(gòu)和輔助部件兩部分組成。測(cè)量機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)元件、轉(zhuǎn)動(dòng)元件、制動(dòng)原件、和軸承等。輔助部分包括基架、底座、表蓋、端鈕盒、銘牌等第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三驅(qū)動(dòng)元件：包括電壓元件和電流元件，作用是將交變的電壓和電流轉(zhuǎn)變?yōu)榇┻^轉(zhuǎn)盤的交變磁通，與其在轉(zhuǎn)盤中的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，是轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)元件：由轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)盤構(gòu)成，能在驅(qū)動(dòng)元件所建立的交變磁場(chǎng)作用下連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承：電能表的軸承是主要元件，下軸承位于轉(zhuǎn)軸下端，支撐轉(zhuǎn)動(dòng)元件的全部重量，減小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦，上軸承位于轉(zhuǎn)軸上端，起著導(dǎo)向作用。第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三制動(dòng)元件：由永久磁鐵及其調(diào)整裝置組成，永久磁鐵的磁通與轉(zhuǎn)盤相互作用形成制動(dòng)力矩，是轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和被測(cè)功率正比變化，調(diào)整裝置只是為了改變制動(dòng)力矩的大小。計(jì)度器：又稱為積算機(jī)構(gòu)，用來累計(jì)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，以顯示測(cè)定的電能。輔助部件：包括基架、外殼、端鈕盒、銘牌。特點(diǎn)：價(jià)格低且經(jīng)久耐用，制造技術(shù)成熟；對(duì)電源及其他無線電的干擾不敏感；測(cè)量精度不高且難以改進(jìn)，功能單一，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代電能管理的要求。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三2、機(jī)械電子式多功能電能表：在機(jī)械式電表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它沿用了機(jī)械式電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)則用電子電路和微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，給現(xiàn)代化電能管理帶來一些方便，但其測(cè)量精度仍不能突破機(jī)械式電表的水平，且功能不夠豐富。從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和分體式兩種類型。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三機(jī)電脈沖式電子電能表：主要由感應(yīng)式測(cè)量機(jī)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換器、分頻器和計(jì)數(shù)器等組成。第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三3、電子式電能表：是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種更新?lián)Q代產(chǎn)品，因其沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，又稱為靜止式電能表或固態(tài)電能表，與機(jī)械式相比具有測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、功耗低、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，它還可以實(shí)現(xiàn)其它更豐富的功能，如有功電能和無功電能記錄、事件記錄、負(fù)荷曲線記錄、功率因數(shù)測(cè)量等。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三§6.2電子式電能表工作原理：電能是電功率對(duì)時(shí)間的積分，因此電子式電能表是采用乘法器和加法器來完成對(duì)電功率和電能的測(cè)量，乘法器使電壓、電流信號(hào)相乘產(chǎn)生功率信號(hào)，加法器使功率信號(hào)進(jìn)行累加從而獲得電能數(shù)值。第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三分類：根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，電子式電能表可分為熱電轉(zhuǎn)換型、模擬乘法器型和數(shù)字乘法器型。熱電變換型電子式電能表：通過熱電轉(zhuǎn)換電路，使熱電偶的輸出與線路平均功率成正比，從而達(dá)到計(jì)量目的，該種表能在功率因數(shù)和波形畸變嚴(yán)重的情況下獲得較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三模擬乘法器型電子式電能表：模擬乘法器主要有時(shí)分割乘法器、跨導(dǎo)型乘法器和霍爾效應(yīng)乘法器三種。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三數(shù)字乘法器型電子式電能表：是以微處理器為核心的電能表，對(duì)來自電壓、電流變換器的電壓和電流，采用A/D轉(zhuǎn)換器來完成其交流采樣和數(shù)字化處理工作。利用微處理器的強(qiáng)大處理能力，使這種電能表的功能更加豐富，可以完成其它原理的電能表無法完成的功能。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三一、多功能電子式電能表的功能：電子式電能表由于采用了微處理器，一般可以具有十余種基本功能，還可以加一些輔助功能，基本功能可以分為以下幾類：1、用電計(jì)量功能：包括累計(jì)計(jì)量和實(shí)時(shí)計(jì)量功能。累計(jì)計(jì)量功能：累計(jì)雙向供電的有功功率、無功功率和視在功率的消耗量，還可以累計(jì)掉電時(shí)間、掉電次數(shù)等?！?.3多功能電子式電能表第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)時(shí)計(jì)量功能：實(shí)測(cè)各相電流、相電壓及線電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、供電頻率等。2、監(jiān)視功能：主要由最大需量監(jiān)視和防竊電監(jiān)視，還有缺相指示、斷電、恢復(fù)供電時(shí)間記錄和電壓異常報(bào)警等。3、控制功能：主要指復(fù)費(fèi)率分時(shí)計(jì)費(fèi)的時(shí)段控制，以及負(fù)荷控制功能。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三4、管理功能：包括按時(shí)段/費(fèi)率進(jìn)行計(jì)費(fèi)、抄表等，費(fèi)率可以根據(jù)季節(jié)、時(shí)間或峰谷周期不同而不同，由供電部門設(shè)定。5、存貯功能：講一段時(shí)間采集到的各項(xiàng)參數(shù)及事件打上時(shí)標(biāo)并存貯在存儲(chǔ)器內(nèi)，并做到掉電也不丟失。6、自恢復(fù)與子檢查功能：安裝監(jiān)視定時(shí)器以確保電表在程序發(fā)生異常導(dǎo)致死機(jī)后，能夠及時(shí)復(fù)位電能表，同時(shí)還要求可以通過程序進(jìn)行硬件部分的自檢測(cè)。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三二、多功能電表的電源：電源是電子式電能表工作的基礎(chǔ)，所以要求電能表有穩(wěn)定、高質(zhì)量的電壓和備用電源。1、電源電路：電能表中應(yīng)有專門的供電電路，滿足電能表的要求，供電電路的功能：提供5V直流低壓電；將表內(nèi)的電子電路和外電網(wǎng)隔離開，防止電網(wǎng)噪聲干擾；電網(wǎng)停電時(shí)能提供備用電池，防止丟失數(shù)據(jù)；對(duì)于三相電表在缺相運(yùn)行時(shí)仍能夠得到可靠的電源。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三2、交流電源：電能表中的交流電源供電常采取以下方式：變壓器直接降壓整流供電；電阻或電容降壓方式；開關(guān)電源方式；變壓器降壓加線性電源方式。3、電池：電能表中要備有電池在掉電時(shí)期內(nèi)維持時(shí)鐘及一些存放在RAM里的數(shù)據(jù)，常用的有鎳鎘電池和鋰電池。第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三4、掉電檢測(cè)和電源切換：電能表掉電后，在電容的作用下，電路的電源電壓成指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到某一值時(shí)，掉電檢測(cè)電路應(yīng)能察覺，給出一個(gè)信號(hào)使微處理器進(jìn)行緊急現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保護(hù)，并將電源切換到電池上和去掉不必要的負(fù)載。當(dāng)供電恢復(fù)時(shí)，掉電檢測(cè)和電源切換模塊又將表內(nèi)電路恢復(fù)到正常狀態(tài)。第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三§6.4抄表技術(shù)綜述一、抄表計(jì)費(fèi)的幾種方式：

1、手工抄表方式：抄表員帶質(zhì)紙和筆到現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用戶的電能表的讀數(shù)計(jì)算電費(fèi)。

2、本地自動(dòng)抄表方式：采用便攜、使用方便的抄表設(shè)別到現(xiàn)場(chǎng)完成抄表。

3、移動(dòng)式自動(dòng)抄表方式：利用汽車裝載收發(fā)裝置，不必到用戶現(xiàn)場(chǎng)，在附近一定的距離內(nèi)能自動(dòng)抄到電能數(shù)據(jù)。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

4、預(yù)付費(fèi)電能計(jì)費(fèi)方式：通過磁卡或IC卡與預(yù)付費(fèi)電能表相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)用戶先交錢購(gòu)回一定的電量，用完這部分電量后自動(dòng)斷電的方式。

5、遠(yuǎn)程抄表方式：采用低壓配電線、電話網(wǎng)、無線電或現(xiàn)場(chǎng)總線等多種通信方式，結(jié)合點(diǎn)表上的軟件和供電局內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不必外出就可抄到用戶的電能數(shù)據(jù)。第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三二、預(yù)付費(fèi)電能計(jì)量方式：由于有些電力用戶法律觀念淡薄，拖欠電費(fèi)，所以預(yù)付費(fèi)電能計(jì)量方式受到關(guān)注，預(yù)付費(fèi)電能表是這種計(jì)量方式的核心設(shè)備，預(yù)付費(fèi)電能表主要分為投幣式預(yù)付費(fèi)電能表、磁卡式預(yù)付費(fèi)電能表和IC卡式預(yù)付費(fèi)電能表三種第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三三、預(yù)付費(fèi)計(jì)費(fèi)方式和遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)方式的比較：1、預(yù)付費(fèi)電能計(jì)費(fèi)方式不能使供電管理部門了解用戶的實(shí)際用電情況和對(duì)電能的需求，難于掌握用電規(guī)律，確定最佳供電方案。2、采用預(yù)付費(fèi)電能計(jì)費(fèi)方式，要改革供電部門的售電機(jī)構(gòu)，還要廣設(shè)售電網(wǎng)點(diǎn)。第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

3、拖欠電費(fèi)現(xiàn)象應(yīng)用過法律途徑解決，而不是拉閘限電，拉閘限電雙方都有損失。4、自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是一種自動(dòng)化程度更高、更先進(jìn)的計(jì)費(fèi)方式，便于將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和營(yíng)業(yè)管理相結(jié)合，稱為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，以后還可以發(fā)展成和銀行計(jì)算機(jī)結(jié)合的收費(fèi)方式，確保了電力企業(yè)的合法權(quán)益。缺點(diǎn)是系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜。第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三§6.5采用IC卡電能表的預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)一、IC卡電能表的組成：第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三二、預(yù)付費(fèi)電能計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)：采用IC卡預(yù)付費(fèi)電能表后，就必須有與之相配套的管理系統(tǒng)。售電終端：在每一供電地區(qū)設(shè)置一套售電終端，一般由計(jì)算機(jī)和工作讀寫器組成，可以通過通信網(wǎng)絡(luò)和售電管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)連接。功能主要有：日常售電；用戶查詢；系統(tǒng)管理；打印制表等。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三三、售電管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三IC卡預(yù)付費(fèi)電能表一般應(yīng)具有如下功能：（1）IC卡預(yù)付電費(fèi)。（2）分時(shí)（峰、谷、平時(shí)段）計(jì)量有功電度和無功電度并計(jì)費(fèi)。（3）分時(shí)計(jì)量有功最大需量和無功最大需量。（4）功率因數(shù)測(cè)量。（5）提醒與跳閘。（6）防竊電。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三§6.5自動(dòng)抄表技術(shù)一、本地抄表技術(shù)：采用攜帶方便、操作簡(jiǎn)單可靠的抄表微機(jī)來完成抄表工作。一般選用紅外線作為通信媒介，能夠完成非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)起來方便可靠。第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三二、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)是一種不需要人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就能完成自動(dòng)抄表的新型抄表方式，它利用通信網(wǎng)絡(luò)將電能數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)電能計(jì)費(fèi)管理中心進(jìn)行處理，不但降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，還提高了抄表的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，杜絕了誤抄、漏抄等現(xiàn)象。第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三三、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)主要包括具有自動(dòng)抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機(jī)和中央信息處理機(jī)四部分。電能表：脈沖電能表；智能電能表。抄表集中器：將多臺(tái)電能表連接成本地網(wǎng)絡(luò)，并將它們的用電數(shù)據(jù)集中處理然后再繼續(xù)向上傳送的裝置。其自身含有特殊軟件和通信功能。第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三抄表交換機(jī)：是遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的二次集中設(shè)備，它將抄表集中器的數(shù)據(jù)收集過來，再通過一定的通信方式傳送到電能計(jì)費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。中央信息處理機(jī)：電能計(jì)費(fèi)中