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| 電能表 | |
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電能表，是用來測量電能的儀表，又稱電度表，火表，千瓦小時表，指測量各種電學量的儀表。[1]
使用電能表時要注意，在低電壓(不超過500伏)和小電流(幾十安)的情況下，電能表可直接接入電路進行測量。在高電壓或大電流的情況下，電能表不能直接接入線路，需配合電壓互感器或電流互感器使用。
分類
按用途:有功電能表、無功電能表、最大需量表、標準電能表、復費率分時電能表、預付費電能表(分投幣式、磁卡式、電卡式)、損耗電能表、多功能電能表和智能電能表
按工作原理:感應式(機械式)、靜止式(電子式)、機電一體式(混合式)
按結構:整體式、分體式
按接入相線:單相、三相三線、三相四線電能表
按準確級:普通安裝式電能表(0.2S、0.5S、0.2.0.5.1.0、2.0級)和攜帶式精密電能表(0.01、0.05、0.2級)
按安裝接線方式:直接接入式、間接接入式
型號含義
第一部分:類別代號:D :電能表
第二部分:組別代號:
按相線:D-單相 S-三相三線 T-三相四線
按用途:B-標準 D-多功能 J-直流 X-無功 Z-最大需量 F-復費率 S:全電子式
Y-預付費 H-總耗 L-長壽命 A-安培小時計
第三部分:設計序號:用阿拉伯數字表示，如862、864等
第四部分:改進序號:用小寫的漢語拼音字母表示
第五部分:派生號 T-濕熱和乾熱兩用 TH-濕熱帶用 G-高原用 H-船用 F-化工防腐用
K-開關板式 J-帶接收器的脈衝電能表
電能計量
電能計量單位
有功電能表kW · h (俗稱度1kw。h=3.6×10的6次方在數值上表示功率1kw的用電器工作1h所消耗的電能)
無功電能表kvar · h
字輪計度器窗口(液晶顯示窗口):
整數位和小數位不同顏色，中間小數點;各字輪有倍乘係數(無小數點時)多功能表液晶顯示有整數位和小數位兩位
準確度等級:
相對誤差，用置於圓圈內的數字表示
標定電流和額定最大電流:
標定電流:標明於表上作為計算負載的基數電流值:I b。通常標定電流的0.005倍即為電能表的啟動電流。一個電能表的標定電流越大，電錶計量時的誤差越小。
額定最大電流:電能表能長期正常工作，誤差和溫升完全滿足要求的最大電流值:Imax
額定電壓:
單相電能表標註:220V
三相表有三種標註法:
a.直接接入式三相三線:3×380V
b.直接接入式三相四線:3×380/220V
電能表常數:電能表記錄的電能與轉盤轉數或脈衝數之間關係的比例數: r/kWh; imp/kWh
額定頻率:50Hz
產品說明
有功電能表
電能可以轉換成各種能量。如:通過電爐轉換成熱能，通過電機轉換成機械能，通過電燈轉換成光能等。在這些轉換中所消耗的電能為有功電能。而記錄這種電能的電錶為有功電能表。
無功電能表
電工原理告訴我們，有些電器裝置在作能量轉換時先得建立一種轉換的環境，如:電動機，變壓器等要先建立一個磁場才能作能量轉換，還有些電器裝置是要先建立一個電場才能作能量轉換。而建立磁場和電場所需的電能都是無功電能。而記錄這種電能的電錶為無功電能表。無功電能在電器裝置本身中是不消耗能量的，但會在電器線路中產生無功電流，該電流在線路中將產生一定的損耗。無功電能表是專門記錄這一損耗的，一般只有較大的用電單位才安裝這種電錶。
本段發展
隨着我國經濟的飛速發展，各行各業對電的需求越來越大，不同時間用電量不均衡的現象也日益嚴重。為緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，調節負荷曲線，改善用電量不均衡的現象，全面實行峰、平、谷分時電價制度，"削峰填谷"，提高全國的用電效率，合理利用電力資源，國內部分省市的電力部門已開始逐步推出了多費率電能表，對用戶的用電量分時計費。
1995年4月，由國家計委、國家經貿委和電力工業部聯合在上海召開的全國計劃用電工作會議上決定，用3~4年時間，在全國各大電網內，有計劃、分步驟全面推行峰谷分時電價制度。總目標是各網轉移高峰電力10~15%，全國實現轉移高峰電力 1000~2000萬千瓦，推行的範圍不僅是工業、商業用戶，而且對非工業、農業用電也要逐步實行。在有條件的地區，即已經實行一戶一表的居民用電區，也將有計劃的開發低谷用電，實行峰谷電價，以提高電能利用率，提高居民的用電質量。對電力用戶採用不同時段和不同計費標準。鼓勵低谷時段的電力消費。
1980年，河南地區首先提出了按峰、谷時間分段計量電能，以經濟手段促進合理、均衡、科學用電的建議，繼而開始進行了試點，通過實踐，初步摸索了一些有參考價值的經驗。隨後，山西省利用簡易設備先後在一部分用電單位進行了聯合試點。
1982~1985年，全國許多省市和地區也相繼實行了電能分時計量及與此相適應的新的收費制度，並取得了非常大的成效。一些大的電網局也把它作為技術改進的重要內容和開展科學用電的重要措施之一。至此，我國己跨進了用多種電價作為輔助管理手段和控制用電負荷的國家行列。
早期主產的第一代石英鐘控分時電能表。這種電能表通過導線連接石英鐘各種不同時段來分別驅動峰、谷電磁計數器，分別顯示出峰、谷電量及總電量，按總電量扣除峰、谷電量即為平常時段電量。由於這種分時計費電能表的可靠性較差。計時分段精度太低(最小分割為5min)，易受干擾，時段調整也比較麻煩，使用功能單一，不能適應分時計費中的一些特殊要求，目前已基本淘汰停用。
第二代機電一體化結構的分時電能表。這種電能表採用1.0級感應系電能表機芯為基礎，採用紅外光電變換器，脈衝輸出和中央處理器(CPU)，單片機電路，使用附帶的鍵盤編程或者紅外無線鍵盤來進行各種需求量、時鐘、時段、雙休日的設定，可保護本月最大需求量、上月最大需求量和本月峰、平、谷最大需求量顯示及存儲。帶有脈衝輸出及RS-232串行通信口，便於數據遠程傳送與監控。儀表性能比較精密可靠，功能可滿足我國現階段分時計費需求，生產工藝比較成熟，價格具有競爭力，是目前國內應用最為廣泛的一代產品。但是美中不足的是各生產廠家均為自行開發專用單片機，存在產品兼容性差，維修困難的缺點。這一系列產品常見的有DF68.DF93.DTF33.DF86. DSF20.DIF-2.DF32.DTF864MRZ、DSD66等。
當把電能表接入被測電路時，電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產生交變的磁通;交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應出渦流;渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉矩(主動力矩)而轉動。負載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應出的渦流也越大，使鋁盤轉動的力矩就越大。即轉矩的大小跟負載消耗的功率成正比。功率越大，轉矩也越大，鋁盤轉動也就越快。鋁盤轉動時，又受到永久磁鐵產生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反;制動力矩的大小與鋁盤的轉速成正比，鋁盤轉動得越快，制動力矩也越大。當主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉動。負載所消耗的電能與鋁盤的轉數成正比。鋁盤轉動時，帶動計數器，把所消耗的電能指示出來。這就是電能表工作的簡單過程。
按原理劃分
1. 電能表分為感應式和電子式兩大類:
感應式電能表採用電磁感應的原理把電壓、電流、相位轉變為磁力矩，推動鋁製圓盤轉動，圓盤的軸(蝸杆)帶動齒輪驅動計度器的鼓輪轉動，轉動的過程即是時間量累積的過程。因此感應式電能表的好處就是直觀、動態連續、停電不丟數據。
感應式電能表對工藝要求高，材料涉及廣泛，有金屬、塑料、寶石、玻璃、稀土等等，對此，產品的相關材料標準都有明確的規定和要求，用低價的劣質材料代替標準規格的材料是影響電能表產品質量的主要問題之一，因此像大多數商品一樣，價格過低的商品不會有好的質量保證。
感應式電能表的生產工藝複雜，但早已成熟和穩定，工裝器具也全面配套。生產環境對溫度、濕度和空氣淨化度的要求較高。近十餘年來在杭州、寧波、溫州等地發展形成的電能表的材料和零部件市場具有相當的規模，形成鮮明的中國集約化大生產的特色，這也是那裡生產的電能表在市場上具有價格優勢的主要因素之一。
電子式電能表運用模擬或數字電路得到電壓和電流向量的乘積，然後通過模擬或數字電路實現電能計量功能。由於應用了數字技術，分時計費電能表、預付費電能表、多用戶電能表、多功能電能表紛紛登場，進一步滿足了科學用電、合理用電的需求。
電子式電能表在江蘇、浙江、深圳一帶的產量較高，這與電子產品集中在這一地區是一致的，也正是由於材料和零部件市場條件優越的原因，形成價格的競爭力。
目前從總體來看，感應式電能表與電子式電能表相比，感應式電能表生產的數量為多。但電子式電能表的產量有明顯上升的趨勢。
2. 按測量電能的準確度等級劃分，一般有1級和2級表:1級表示電能表的誤差不超過±1%;2級表示電能表的誤差不超過±2%。
3. 按附加功能劃分，有多費率電能表、預付費電能表、多用戶電能表、多功能電能表、載波電能表等。多費率電能表或稱分時電能表、復費率表，俗稱峰谷表，是近年來為適應峰谷分時電價的需要而提供的一種計量手段。它可按預定的峰、谷、平時段的劃分，分別計量高峰、低谷、平段的用電量，從而對不同時段的用電量採用不同的電價，發揮電價的調節作用，鼓勵用電客戶調整用電負荷，移峰填谷，合理使用電力資源，充分挖掘發、供、用電設備的潛力，屬電子式或機電式電能表;預付費電能表俗稱卡表，用IC卡預購電，將IC卡插入表中可控制按費用電，防止拖欠電費，屬電子式或機電式電能表;多用戶電能表一隻表可供多個用戶使用，對每個用戶獨立計費，因此可達到節省資源，並便於管理的目的，還利於遠程自動集中抄表，屬電子式電能表;多功能電能表集多項功能於一身，屬電子式電能表;載波電能表利用電力載波技術，用於遠程自動集中抄表，屬電子式電能表。
使用
對於直接接入線路的電能表，要根據負載電壓和電流選擇合適規格的，使電能表的額定電壓和額定電流，等於或稍大於負載的電壓或電流。另外，負載的用電量要在電能表額定值的10%以上，否則計量不準。甚至有時根本帶不動鋁盤轉動。所以電能表不能選得太大。若選得太小也容易燒壞電能表。
技術分析
當前電力行業電能計量儀表的主要方案一般都是基於半導體技術而實現精確計量目的。電能表一般均採用了高精度的A/D 轉換器，將電網的電壓、電流信號進行採樣和模數轉換，然後利用高速微處理器對數字信號進行分析、處理和數據再加工、分揀，從而產生各種計量數據;最後利用各種通訊接口、人機界面實現與各種設備進行對接。
電能表是採樣技術、微處理技術、設計技術和經驗相結合的產物，是跨學科的高技術產品。電能表製造商根據自身設計的理解和應用技巧，實現電能表的各項功能。電能表產品上，目前已經具備了多功能、網絡化、智能化、數字化的需求，能夠滿足當前各種計量的要求，如有功計量、無功計量、需量計算，電網質量檢測、電網事件記錄等複雜功能，並能夠作為通訊從站與中央控制主站進行數據交互。
用電信息採集系統產品技術處於持續發展和提升過程中，產品要求和產品功能不斷優化、不斷增加，以適應越來越高的信息化管理要求。產品技術上綜合了當前成熟的電能表計量功能、電磁測量技術、DSP 數據處理技術、工業自動控制技術、無線遠傳技術、低壓電力線載波通訊技術、嵌入式實時操作系統軟件平台技術;是跨學科、高技術的系統性產品，屬於新興產品，國內外廠商目前的技術水平基本處在同一水平上，與國際知名廠商在技術上、性能上差距不大。
電能表行業目前主流產品在國際上已經處於快速發展階段，屬於朝陽行業，全球包括發達經濟體和發展中國家均在進行電能表的更新換代，以適應當前整個世界形勢的變化。一是全球性的節能減排要求，必須進行能量的精確計量，促進各用電主體根據能量的變化進行用電控制，改變用電習慣;二是適應電力企業管理現代化、信息化的要求，通過智能電能表作為電網的一個節點，可以快速有效地了解電力用戶、變電站等計量測量點的用電實時情況，提供更加精確的服務和管理。
電能表產品中需求量最大的是單相居民電能表，但是由於居民用電量的逐年增加、用電負荷的增大，相關的用電設備要求使用三相供電。同時利用三相供電可以提高負荷平衡率、降低電力線損。目前發達國家居民用電大部分已經採用三相供電，國內如寧波等沿海經濟發達地區，三相電子式電能表的應用範圍已逐步從工業用電為主擴展到居民用電領域。因此三相計量電能表的需求將越來越大，在電能表的需求結構中的占比將逐步提升。
為推進智能電網建設，智能電能表和用電信息採集系統將作為智能電網建設的重要組成部分，實現對用電用戶的"全覆蓋、全採集、全費控"，將促進用電信息採集系統產品技術的提升。