预付费电能表应用技术探讨

王 博

（广东电网公司佛山供电局，佛山,528300）

0 引言

近年来，为有效防范电费回收风险，提高电费回收质量和效率，预付费电能表得到了大力推广应用。预付费电能表是一种具有智能计费、电量记忆、余额报警、信息远程传送等先进功能的智能电能表，是实现电能信息采集自动化和智能化最重要的测量仪表。

接下来，本文首先介绍预付费电能表的分类及基本功能，在此基础上简要阐述预付费电能表在检定测试、现场安装和用户使用等方面的方法及注意事项。

1 预付费电能表的分类及基本功能

预付费电能表按其费控功能在本地实现与在远程实现区分为本地费控电能表和远程费控电能表两种。目前，两种费控方式在供电企业都得到了应用。

本地费控电能表是在本地实现费控功能的电能表。本地费控电能表支持CPU 卡固态介质进行充值及参数设置，同时也支持通过虚拟介质远程实现充值、参数设置及控制，即本地预付费与远程预付费是本地费控电能表所应具有的两种预付费方式，本地费控电能表的费控功能都是在电能表内部实现的。

远程费控电能表，本地主要实现计量功能，不支持本地计费功能；计费功能应由远程的主站/售电系统完成，当用户欠费时由远程主站/售电系统发送拉闸命令，给用户断电；当用户充值后，远程主站/售电系统再发送合闸命令，为用户合闸。

预付费电能表的常见功能有以下方面：

1）计量计费功能：可进行正反向有功电能计量和分时电能计量，并可以设置组合有功计量方式。

2）测量与监测功能：能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流（包括零线电流）、功率、功率因数等运行参数。

3）事件记录功能：能记录电能表清零、编程、校时、掉电、拉闸、合闸、开表盖及购电记录等数据。

4）费率时段功能（可设）：时区表、时段表、电价表可定时切换；支持节假日、公休日特殊费率设置。

5）费控功能：当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，报警灯常亮，当剩余金额为零或小于设定的透支门限金额时，电能表拉闸，同时拉闸灯与报警灯常亮，当电能表收到有效的续费信息后，先扣除透支金额，此时剩余金额大于设定值时（默认为零）方可允许合闸(插用户卡或长按轮显键3 秒），恢复供电。

6）通讯功能：通信信道物理层独立，任意一条通信信道的损坏不影响其它信道正常工作。当有重要事件发生时，支持主动上报。

此外，预付费电能表还具有电量冻结、信号输出、安全防护、显示、报警等多种功能。

2 预付费电能表的检定

预付费电能表检定的项目、方法与普通单、三相电子表基本一致，不同的是，预付费电能表检定还需开展以下方面：

2.1 预付费电能表的初始化

电能表在完成检测工作后，需要进行初始化。本地费控电能表既支持本地初始化功能，又支持远程初始化功能，远程费控电能表不支持该功能。本地初始化功能通过参数预置卡实现，远程初始化功能通过初始化命令实现。

初始化操作应满足的条件：

1）电能表内所有密钥均应为测试密钥；

2）参数预置卡及远程初始化命令中的购电次数为0。

初始化操作的内容如下：

1）对表内购电信息文件初始化，不判断囤积金额限值，剩余金额初始化为预置金额，购电次数初始化为零；

2）对电能表进行清零操作，同时清本地开户状态、远程开户状态、卡片序列号、非法插卡次数、远程拉闸状态、远程报警状态，不清客户编号和保电状态；

3）记录电能表清零记录和购电记录；

4）购电记录中的购电后总购电次数为0，购电金额为预置金额，购电前剩余金额为0，购电后剩余金额和购电后累计购电金额为预置金额；

5）初始化成功后，如果剩余金额和透支金额限值同为0 时，电能表应处于拉闸状态；否则应处于合闸状态。

本地预付费电能表可通过参数预置卡和远程下发参数更新命令完成初始化过程。参数预置卡的指令信息文件主要用来设置相关报警信息、更新参数、切换时间和变比等。

2.2 密钥更新

预付费电能表应支持密钥更新功能，密钥更新实现密钥状态的切换，包括密钥的下装与恢复，电能表内所有密钥只能通过远程方式更新。

预付费电能表在完成密钥更新或写操作前，都需要身份认证。身份认证相当于握手，只有身份认证通过后方可进行下一步操作。身份认证有实效性。在通过身份认证后，便可对电能表进行密钥下装。

密钥下装即公钥转换为私钥，完成一表一密。电表表号作为电能表唯一性标示，参与到密钥下装过程。下装密钥必须通过远程方式，即485 通信。下装密钥需要根密钥，可通过密钥母卡和加密机方式进行。

3 预付费电能表的安装及使用

预付费电能表的安装与其它电子式电能表过程相差不大，但其配套设备有所区别。

3.1 表箱的安装

本地预付费电能表需要插卡和按键，因此本地预付费电能表的表箱需要带插卡槽和按键孔，远程预付费电能表的表箱需要带按键孔。在实际装表的过程中，一定要精确安装位置，否则可能会导致卡片插卡不成功或无法按键的可能。为防止以上现象，可采取以下两种解决方式：

1）在表箱出厂前，要求厂家对电能表安装位置进行标示。

2）装表人员在安装完成后，利用随身携带卡片插卡或按键，以验证装表工作的合理性。

3.2 负荷开关的安装

预付费电能表的负荷开关可采用内置或外置方式。采用外置负荷开关的电能表需按照相关技术管理规定中负荷开关的控制方式实现对外置负荷开关的控制。

外置负荷开关安装在电能表出线处，控制信号线分别连接到单、三相表的跳闸控制端子。从电能表跳闸控制端子直接输出一个交流电压控制信号，该控制信号驱动能力应不小于20mA。控制信号的非激励态输出电压应为供电电压的90%至100%，激励态输出电压应为供电电压的0%至25%。当控制信号处于非激励态时，外置负荷开关闭合，允许用户用电；当控制信号处于激励态时，外置负荷开关断开，中断用户供电。表内的跳闸控制开关宜采用电磁继电器。该控制输出回路应具备长时间过载和短路保护能力。过载和短路保护机构的动作电流阈值应不大于100mA。

外置负荷开关断开是受电能表自动控制，当满足合闸要求时，需要手动将外置负荷开关合闸，不能实现自动合闸。

3.3 安装标示提醒

由于客户需要对各自使用的预付费电能表进行插卡、按键、合闸等操作，在安装预付费电能表时一定要做好标示和告知客户工作。

3.4 预付费电能表的使用

预付费表的使用应注意以下几点：

1）客户购电卡“一卡对应一表”，不可插入其它电表使用。

2）客户在用电过程中要及时了解自身用电情况及电能表内电费余额，及时购电。当电能表内电量不足或低于下限报警电量时，提示用户购电；当电量为零时，开关断开停止供电。

3）预付费电能表因电费余额不足而跳闸断电后，电能表及电路组件仍在带电工作，需注意人身安全。

4 结束语

预付费电能表作为电能表发展的一个重要方向，凭借其对电费实时计算的优势，已在我国许多城市得到了广泛应用。它的应用使得用户购电更加快捷，电力消费更加清晰明了。此外，预付费电能表的应用使客户的用电缴费习惯由“先用电后付费”逐渐向“预先付费购电后用电”转变，这对供电企业提高电费回收率、降低经营风险起到了积极作用。

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