电能表的发展和应用

冮若嘉++何健宁++赵婉旭++刘罡

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.099

摘 要：电能表是用于计量电能的计量仪器，早期电能表以机电式电能表为主，随着电力行业和电子技术的飞速发展，电能表也在不断的更新换代，种类越来越多，应用十分广泛。该文对我国现代各种不同类型电能表的技术现状进行分析，研究不同类型电能表在技术方面存在的缺陷和问题，对电能表技术应用情况和技术发展趋势进行分析和展望。

关鍵词：电能表 技术 发展趋势

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0099-02

电能表是电能计量的重要仪器，在我国应用较早，具有很长时间的使用历史。随着我国经济的不断发展，电力能源应用越来越多，电能已经成为人类社会生活和发展离不开的重要能源，对电能表计量的准确性要求也越来越高。早期的电能表，是以机电式电能表为主，随着电子技术水平的不断提升，电能表也在不断的更新换代，种类越来越多，功能越来越强大。各种新式电能表的开发和应用，使电能计量准确度不断提高，为推动电力行业的发展做出了重要贡献，不同类型的电能表有着各自的优势，该文就从电能表技术现状作为出发点，探讨电能表的发展和应用。

1 国内电能表的技术现状

随着科学技术的进步，我国国内电能表技术不断的发展更新，技术方面进步非常明显，特别是感应式电能表无论在技术还是在质量方面都较最初有了飞跃式的进步。在借鉴了国外先进经验的基础上，我国设计研究出了长寿型感应式电能表，并制定了相关标准，初步实现了电能表标准化。但是与国外品牌电能表相比，我国感应式电能表还有很大的提升空间，在性能、材料、关键技术方面还需要进一步的提高。我国自实施一户一表以来，电子式电能表走进了千家万户，应用十分广泛，使用数量远大于感应式电能表。电子式电能表已经不仅仅是对电能的计量作用，在功能上也有所发挥。集成了多项附加功能的新型民用电能表在硬件方面与多费率表、载波表等齐头并进，促进了居民用电向现代化管理前进的步伐。

自2000年以上海为试点使用多费率表以来，多费率表迅速在国内推广应用，多费率表的技术也因此得到快速提高。民用多费率表技术经历了多次的更新换代，在显示方式、时钟精度等方面都有了明显的提高，生产厂商技术进一步成熟，质量稳步提升。在节能时代，多费率表的应用受到越来越多的用户认可。进入21世纪后，电子式电能表逐渐取代了感应式电能表，在工商业中广泛应用，近年来三相多功能表的应用数量更是呈现出明显上升的发展势头，相应的，三相多费率表、三相组合表的需求量也在不断增加，功能上与三相多功能表相差无几。现今，我国自主生产的多功能表的性能不亚于进口产品，但是在可靠性方面还有待进一步提高。

通信技术的发展进步为电力市场的发展起到一定的促进作用，国内自动抄表技术得到了明显的提升，通信技术已经在大客户抄表和管理系统汇总得到大量的应用并取得了良好的使用效果。越来越多的电力部门开始对低压电力线载波技术关注并加以引进，取得了理想的效果，在居民抄表中，短距离无线抄表也得到良好的应用，推动了电能表技术的发展。

2 电能表技术中存在的缺陷和问题

我国的感应式电能表同国外某些知名品牌的电能表相较而言还是有一定差距存在，差距表现在材料质量方面和关键工艺技术方面。感应式电能表是具有使用寿命的，在寿命其内要保证计量的准确性，就需要在结构上能够做到长期稳定。在任何环境条件下，关键部件都需要有良好的环境适应性。感应电能表的转动元件要有良好的耐磨性和稳定的磁特性。虽然我国材料工业快速发展，但是与国外发达国家相比差距依然存在，国内生产企业还需要对于关键元器件进行有效准确的检测、选择使用，严把材料质量关。感应式电能表的加工工艺直接影响其性能，各个环节都要采取科学严谨的加工工艺，比如铁芯的冲压铆制、石墨轴承的制作等，这些都是工艺技术中的关键点，也是需要进一步加强的地方。

显示器是电子式电能表的重要组成部分，早期的电子式电能表虽有机械式计度器，但是这种计度器在使用中发现有卡字和错位的问题，在防窃电要求较高的情况下，其抗磁场干扰差的弱点更容易受到不法用户的攻击。虽然实际应用中会加置止逆装置来达到防止倒转的目的，降低磁场干扰，但是不能从根本上解决问题。液晶显示器的应用使这一问题得到解决，但是市场上液晶显示器的质量参差不齐，对工作条件要求较高。

电子式电能表不同厂家生产使用的硬件大同小异，很多功能都需要依靠软件来实现，因此，电能表的可靠性很大程度上依赖于软件的可靠性。相对于硬件的可靠性来说，软件的可靠性的检验和控制要复杂得多，难度也较大。正常工况下的试验软件通常会表现为运行正常，但是如果存在干扰或异常，软件在某些条件下就会出现运行不畅，影响电能表的准确性和可靠性。

3 电能表行业技术发展重点

鉴于电子式电能表相较于感应式电能表有诸多方面的优势，如可靠性更好、准确度更高、功能更全面、性价比更高等，感应式电能表逐渐被电子式电能表所取代。而随着电子式电能表技术的不断更新进步，用户对电能表的量程、准确度、领密度以及可靠性等各方面的关注度越来越高。在量程上，8～10倍率具有一定的普遍性，越来越多的用户要求20倍率。精度方面，精度和启动电流的实际要求达到该等级的50%甚至更高；影响量方面要求更高，如对磁场以及各项实时参数的精度要求更高；计量准确性方面，非线性下计量更为准确，包括有功计量和无功计量。

随着国家电网规模的不断发展壮大，大用户数量猛增，高端三相多功能表应用更加广泛，电力用户对电能计量的相关算法关注度更高，包括：谐波工况下能同时提供双方向的有无功基波、谐波、总电量等数据；无功计量和瞬态负荷计量的准确性；各种状态下的参数准确性；量程的扩大和精度的提高；通信手段的多样化等。

窃电方式的隐蔽化和多样化，要求电能表必须具有更高的防窃电功能。在防窃电方面，机械表已经没有太大的提升空间，相较而言电子式电能表优势更大。常见的窃电方式主要有加置干扰计量元件、更改接线、更改内部线路或者数据等。电子式电能表在防窃电方面需要加强的地方有：选择使用具有更好抗干扰能力的计量元件，加强元件的干扰屏蔽性；加强异常接线检测，对于不符合标准的接线进行警报和记录处理，提高监测灵敏度；提供更多备用计量数据；外壳结构方面进行加密处理，难以打开电表或者打开后会留下明显的开启痕迹。

随着通信技术的发展，在电能表行业中将通信技术加以引用，实现自动抄表，为抄表人员和电能表用户提供了双重便利。从目前来看，电力线载波仍然是广大用户认可并使用最广的抄表方式。因此，国内外电能表的生产厂商都对电力线载波通信技术保持高度的关注并加大研究力度，并且在抗衰减、抗噪声、抗失真、发送效率、接收灵敏度以及网络功能等多方面都取得了进展。电能表的生产厂商也在不断对电能表的软件、硬件进行优化设计，致力于不断提高电力线载波的可靠性，实际应用中表现良好，受到广大用户的认可。电力线载波技术的发展趋势的各种技术综合运用，各项指标全面发展，在保证通信可靠性的同时，进一步提高数据安全。

4 结语

社会生产的发展激发了用电量的增多，随之对电能表功能的要求也是越来越高，电能表的使用量也是越来越大。面对数量庞大的受检仪表，尤其是不断涌现的各种高性能仪表，对检定工作提出了更高的要求，因此电能表检定装置的发展任重而道远。

参考文献

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[2] 董永新.电能表校验（中级工）[M].中国电力出版社，2014.

[3] 王思彤，周晖，袁瑞铭，等.智能电表的概念及应用[J].电网技术，2010，34（4）：17-23.