电能表百年变迁 现已成为智能电网和智能用电的

点击数:2019-07-12 19:22 来源:未知

  三相智能式电能表以AT89S51单片机为核心控制芯片,通过电能计量芯片CS5460A对电网A、B、C三相的电压、电流和功率有效值进行测量那一些都是导致发生的因素。电网电压经过电压互感器转换,输入到CS5460A的电压通道输入脚,电网电流经过电流互

  北极星输配电网讯电能表已有超过100年的历史。从感应式电能表到电子式电能表,进入21世纪后,更是进入了智能电能表时代。智能电能表除了具有电力客户和电力公司电能计量计费的传统功能之外,也是用电信息沟通和供电服务交互的有效工具,是智能电网和智能用电的基础。本版今起开设“认识智能电能表”系列报道。让我们一起来了解、熟悉智能电能表的发展历程、生产过程、工作机理、实用功能,做到科学用电、节约用电。

  电能表实现有功电能的测量,也称千瓦时表、电度表、火表,电能表是专用计量器具,用于计量某一段时间内的电量累积值,单位是千瓦时,俗称度。

  部分居民感觉安装智能电表后“用电量变多了”?专家介绍,智能电表的灵敏度比传统机械电表高很多,一些小负荷的电流(比如电视机、空调、电脑等电器待机下的耗电)都能感应得到,这样其用电量尽管很微小,但也会被记录下来,更何况很多中国家庭并不习惯将“电耗子”(小电器)的电源全部切断,这样积累下来的电量其实也不小。而机械电表由于灵敏度低感应不到小负荷电流,没有将其计入电表,因此会给用户带来一种错觉,觉得智能电表比机械电表“走得快”一些。

  拥有公共连接的三相系统通常如(图5)的示意图所示,称为“Y形或星形”接法。

  按准确度等级划分,电能表可分为普通安装式电能表(分为2,1,0.5S,0.2S级),标准电能表(分为0.2,0.1,0.05,0.02级);按相数分类,电能表分为单相电能表、三相三线电能表和三相四线电能表;按工作原理分类,电能表分为感应式电能表和电子式电能表,电子式电能表又分为普通电子式电能表、多功能电能表和智能电能表等;按接入方式分类,电能表分为直接接入式和经互感器接入式,直接接入式用于电压220伏的场合,间接式用于电压等级高、必须通过互感器接入的场合。

  低压回路采用的PZ系列多功能电力仪表是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表,它能测量所有常规电力参数,如:三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点,这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。

  感应式电能表也称为机械式电能表。感应式电能表虽然种类、型号多,但基本结构相似,都由测量机构和辅助部件两部分组成。测量机构是电能表实现电能测量的核心部分,包括电磁驱动元件、转动元件、制动元件、轴承和计度器等。电磁驱动元件包括电压元件和电流元件,转动元件由转盘和转轴组成,制动元件由永久磁铁和调整装置组成,轴承的质量好坏对电能表的准确度和使用寿命有重要影响。辅助部件包括基架、底座、表盖、铭牌等。

  第一个还是手机支付,现在的银行在网上做的4G业务就是为了完成移动支付、手机支付的问题,这条线还会是一条主线。

  感应式电能表的工作原理是通过电压元件和电流元件,将交变电压、电流转变为穿过转盘的交变磁通,该磁通与其在转盘中感应的电流相互作用,产生驱动力矩,使转盘转动。制动元件产生的制动力矩,使转盘的转动速度与被测电路的功率成正比。转盘转动的圈数传给计度器,计度器是电能表的指示部分。与单相感应式电能表相比,三相感应式电能表有两组或三组电磁驱动元件,它们产生的电磁驱动力矩共同作用在一个转动元件上,由一个计度器指示总电能量。

  电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件,由于被测量变化将导致电容器电容量变化,通过测量电路,可把电容量的变化转换为电信号输出。测知电信号的大小,可判断被测量的大小。这就是电容式传感器的基本工作原理。

  由于感应式电能表结构简单、安全耐用,又便于批量生产和维修,因此,得到了快速发展,在交流电能计量领域发挥了重要作用。但随着用电量的迅速增长和逐渐加剧的能源供需矛盾,要求电能表具有更多功能,不仅能够进行电能计量,也能够应用于管理,感应式电能表显得功能单一,难以适应现代电能管理要求。

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  随着微电子技术、信号处理技术和通信技术的发展,科技人员不断寻求交流电能计量的新途径。20世纪80年代初,国际上出现了全部由电子元器件组成的交流电能表。由于这类电能表没有转动元件,因此,IEC标准把它定义为静止式电能表,以区别于感应式电能表,国内称它为电子式电能表。

  电子式电能表结构与感应式电能表类似,也是由测量机构和辅助部件两部分组成。测量机构以电子电路为主,测量元件由乘法器、转换器和计数器构成;辅助部件与感应式相同。电子式电能表运用模拟或数字电路得到电压和电流向量的乘积,然后通过数字电路对时间进行积分来实现电能计量功能。电能的测量完全靠电子线路和电子模块来完成,计算结果和测量参数由软件来控制完成,表现出了较大的灵活性。

  20世纪80年代中后期,静止式电能表(电子式电能表)在发达国家得到了迅速发展,相继出现了一些寿命长、可靠性高、适合现场使用要求的表计,有的表计可以在很宽的电压、电流范围内进行自动量程转换。电子式电能表可以用一个计量单元同时实现有功电能、无功电能和视在电能的测量,另外,还可以方便地实现最大需量、预付费、复费率(分时)、通信等功能。电子式电能表的这些特点,推动了自动抄表技术的发展。我国于20世纪80年代初开始电子式电能表的研发,发展经历了机械时钟、电子时钟、微处理器分时开关及自主研发专用计量芯片等阶段。

  别的需要注重的是仪表显示的电量为一次电网值,若是表内设置的电压电流互感器的倍率与实际利用互感器倍率纷歧致,也会导致仪表电量显示不切确。表内电压电流的量程出厂后不容许点窜。接线网络可以按照现场实际接法修改,但编程菜单中接线体例的设置目前用户侧的储能发展非常快应与实际接线方式一致,否则也将导致错误的显示信息。

  智能电能表是智能电网高级量测体系(AMI)的基础元件之一,承担电能数据采集、计量、传输和处理,支持智能电网对用电负荷管理、分布式能源计量、电网运行调度、电力市场交易和电能质量监测等方面要求。智能电能表具备综合数据采集能力,包括电压、电流、有功电量、无功电量、功率;支持预付费和远程管理,支持远程负荷控制;支持双向通信,为未来家庭自动化网络提供数据网关。

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  与传统电子式电能表相比,智能电能表除了基本计量功能外,还具备如下功能特点:具有宽量程的电流、电压等电气参数测量功能,满足不同现场环境的运行监测需要。具有需量和分时、分段计量功能,满足分时电价和阶梯电价执行需要。具备电能双向计量功能,支持分布式能源用户的接入。配置硬时钟、约定试点数据存储和冻结、停断电等事件记录、负荷记录、停电抄表、事件报警等功能,满足停断电结算、计量差错鉴定和纠纷处理。具有异常用电状况在线监测、诊断、报警及智能化处理功能,满足计量装置故障处理和在线监测的需求。可实现远程或本地费控功能,并通过信息安全认证措施,满足欠费控制、防窃电、负荷管理等需要。具有多种通信接口,可实现用电信息采集、远程参数设置、负荷控制、事件上报等数据交互功能。

  本版内容来源于国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、中国电力科学研究院、国网上海市电力公司、江苏林洋能源股份有限公司、《智能电能表》《中国电力百科全书》,戴鹏飞、张健、孙婷、罗冉冉、段晓萌、张东岳、肖爽、任娟娟等对本文有贡献。

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