秦娥山旅游稿:关于电能表的若干概念（转载）

电工技术 2008-11-17 10:52:36 阅读620 评论0   字号：大中小 订阅

1 多功能电能表相关     

1) 多功能电能表：凡是由测量单元和数据处理单元组成，除计量有功（无功）电能外，还具有分时、测量等两种以上功能，并能显示、储存和输出数据的电能表；

2)电量冻结：规定一个特定时间把电量存起来，这个特定时间即电量冻结时间；

3）失压：指在不停电时，由于故障或窃电造成电能表电压回路掉电或电压幅值失真；

     停电：指供电中断；

     欠压：指由于供电质量造成电压幅值达不到规定要求；

     失流：包括两次意思。a）当电流小于基本（额定）电流2%时判为失流；b）当三相电流不平衡超过某个限定值时判为失流

4）简单芯片的电子式多功能电能表、双芯片电子式多功能电能表：一般把只有一个单片机，既负责电能计量又负责数据处理的电子式多功能电能表，简称为单芯片的电子式多功能电表；把使用专用芯片进行电能计量，使用单片机进行数据处理的电子式多功能电能表称为双芯片电子式多功能点嫩表；

5）四象限计量：所谓“四象限”，就是利用数学中平面坐标的分析方法，用“有功”作横坐标轴，用“无功”作纵坐标轴，组成了一个平面坐标系，由两个坐标轴分隔成的四个区域，称为四象限。

第一象限：输入有功功率、输入无功功率，用户负荷为阻感性负荷；

第二象限：输出有功功率，输入无功功率，用户负荷相当于一台欠励磁发电机；

第三象限：输出有功功率，输出无功功率，用户负荷相当于一台过励磁发电机；

第四象限：输入有功功率，输出无功功率，用户为阻容性负荷。

6）需量：需量周期内测得的平均功率（我国一般需量周期规定为15min）；

最大需量：在指定的时间区内需量的最大值（指定的时间区通常为一个月）；

滑差式需量：从任意时刻起，按给定的需量周期递推测量需量的方法，所测得的需量（递推时间叫滑差时间）；区间式需量：从任意时刻起，按给定的需量周期递推测量需量的方法，所测得的需量（滑差时间15min称为区间式需量）；

7）电压合格率：是供电质量考核指标之一。根据规定---电压合格率=（合格电压运行时间/电压考核范围内的运行时间）X 100%。
     2 基波电能表 

       1）谐波对电能计量的影响(取自网络)： 

A）对谐波的限值和对计量的要求

电力系统中的主要谐波源可分为两类：一是含半导体的非线性元件，如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、变频器等节能和控制用的电力电子设备；二是含电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如交流电弧炉及铁磁谐振设备等。随着硅整流、电弧炉及可控硅换流设备的广泛使用和各种非线性负荷的增加，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，谐波电流注入到电网中，造成电压正弦波形畸变，这些设备就成了电力系统的谐波源。

GB/T 14549《电能质量公用电网谐波》中明确给出了公用电网谐波电压的限制值，见表1。谐波电压的限制值参见GB/T 14549。

工频整数倍数的谐波波形，对电能计量装置的准确计量产生了较大的影响。
       DL/T 614-1997《多功能电能表》对谐波影响的要求：分别将含有10%的3次、5次谐波干扰源施加在多功能电能表电压线路，最大需量值误差的改变量应不超过0.2%，程序不应紊乱，内存数据不应丢失（测量单元为额定工作状态）。

B）计量电能表受谐波影响的误差

 a）感应式电能表受谐波的影响

感应式电能表是靠电磁感应来产生转动力矩的，电能表工作时，电压线圈的电流所产生的磁通分为两部分，一部分是穿过铝盘并由回磁板构成回路的工作磁通，另一部分是不穿过铝盘而由左右铁轭构成回路的非工作磁通。而电流线圈所产生的磁通，两次穿过铝盘，并通过电流元件铁芯构成回路。由于电压线圈和电流线圈产生的交变磁通，在不同位置穿过铝盘，并在铝盘的不同位置感应出电流（涡流），此涡流与磁场相互作用便产生推动铝盘转动的力矩，铝盘转动与负载有功功率成正比。

电能表产生误差的原因很多，与系统高次谐波相关的体现为两个方面：

·电磁感应式电能表的设计只按基波考虑；

·由谐波和基波叠加而成的电压、电流波形发生畸变。  

 b）电子式电能表受谐波的影响   

全电子式电能表产生误差的因素，完全消除了感应式电能表的机械转动、元件磨损、倾斜度等的影响，但对其运行环境、元器件质量、电能质量、谐波频率的影响产生的误差也是多方面的。

 C） 谐波工况下的电能计量

a）谐波工况下的准确计量要求

随着电力市场改革的推进，电能作为一种商品已经全面走向市场化，电能表能否在各种工业状况下准确计量，逐渐受到了供用电双方的重视。

随着大功率非线性负荷的迅速增加，使得供电系统中电压、电流波形发生畸变，对电网造成了严重的影响，并使电能表计量的误差急剧增大。

在谐波工况下是否依然能够准确计量，成为对三相多功能电能表的必然要求。

b）谐波工况下的计量准确性

在实际的计量中，电力用户可以分为两类，即产生谐波的谐波源用户和不产生谐波的谐波受害者用户。

作为谐波源的用户，一方面产生了谐波功率，对电网造成了污染，另一方面，计费总电能为基波电能减去产生的谐波电能。作为正常使用的谐波受害者用户，一方面设备深受谐波危害，另一方面，计费总电能为基波电能加上吸收的谐波电能。

D) 谐波测量功能的实现

a) 总电能脉冲输出框图

总电能脉冲输出框图见图2。

b) 谐波电能脉冲输出框图

谐波电能脉冲输出框图见图3。

E)  多功能电能表谐波计量

全电子式电能表通过不断演变，由原来的单片机技术发展到采用大容量CPU、汉字点阵字库，以A/D+DSP+CPU形式，不断完善独立、固化的计量专用芯片，并逐步拓展大量程、宽量限电能表，满足不同方式的计量需要；现以谐波多功能表为例，介绍谐波计量的特点。

a) 谐波计量电能表的主要特点

·带有谐波功率测量并能指示谐波潮流方向；

·具有测量与基波方向一致/相反的谐波有功电能，基波有功电能、基波无功电能、实际消耗电能、总电能的功能；

·时钟自带温度补偿，在停电时同样能进行温度补偿，在-40～+70℃范围内，时钟精度优于0.5s/d；

·具有备用时段功能；

·RS485能实现波特率自适应功能；

·能实现自动校表。

b) 谐波计量测试情况

电能表在谐波工况下，当谐波电能方向与基波电能相反时，基波电能与谐波电能的代数和与标准表的总电能一致，而消耗电能等于基波电能与谐波电能的绝对值之和。

当谐波电能方向与基波电能相同时，消耗电能与标准表的总电能一致。

电能表在谐波工况下的电压、电流有效值，基波功率和谐波功率与理论值一致。

电网的高次谐波对电能计量的准确性有影响，当谐波含量满足国标规定时，误差影响微小，当谐波含量超过国标规定时，无论是电磁感应式电能表还是全电子式电能表，误差影响均较大；即谐波含量愈高影响量越大，电能计量误差也越大。

为了合理计量用户消耗的有功电能，在选用电量平衡统计和贸易结算电能表时，针对含高次谐波的线路和用户，不仅要求用户按国标的要求进行谐波治理，还应选用具有计量谐波分量电能的多功能电能表。

对同一计量点，在谐波超过国标规定时，采用相同准确级别的全电子式电能表和电磁感应式电能表，计量电能量是有较大差别的；对大功率变流设备、电弧炉等产生高次谐波的电力负载用户，为了只记录负荷消耗的基波有功电能，用电磁感应式电能表比用同准确级别的全电子式电能表更合理。当谐波源来自电网时，前者数值较大；当谐波源是用户时，则情况相反。

在电网中，无论谐波流向如何，当谐波从负载流向电网时，实际上是负载将电网中的基波经过滤波和整流后，形成的谐波电流反送回电网，这是一种电能污染。全电子式电能表将负载（谐波源）消耗的基波有功电能和谐波源（负载）向电网返送的谐波有功电能（被污染的电能）进行了代数相加，使得记录的能量比负载消耗的基波有功电能量还要小，这是全电子式电能表计量原理上的不足之处。

2）基波电能表：基波电能表就是滤掉谐波电量，只计量基波电能，从而消除谐波对电能表计量的影响。与普通表相比，基波表增加了低通滤波器电路。

       3）AD7755是美国 ANALOG DEVICES 公司生产的电能测量芯片，推荐的主时钟频率为 3.5795MHz ，工作温度范围为-40～+85℃ ，两路 16 位∑-△型模数转换器。在以下计量芯片做成的电能表能准确测量电压、电流的是(D)。{  A)AD7755    B)BL0931    C)BL0932    D)CS5460}.美国CIRRUS  LOGIC公司的CS5460芯片，精度可达2‰。

      3 各种电能表 

      1）预付费电能表：预付费电能表是一种由电能计量单元和数据处理单元构成的，使用户必须先付费方可用电的电能表。在预付费表中常用的IC卡有三种，存储卡 ，加密卡或CPU卡；

      2）在电能表使用的IC卡中，以下三种安全性能最好的是(C)。{ A)存储卡    B)加密卡    C)CPU卡}；

      3）复费率电能表（分时计费电能表）：复费率电能表就是有多个计度器，分别在规定的不同费率时段内记录电能的电能表。单相复费率电子表与普通单相电子表在结构上最大区别在于增加了微处理器电子模块；

      4）黑白表只有2个费率。黑白表实际上是单相复费率表的一种特例，即只有白天和黑夜两个时段和费率；

      5）简述六种电子式电能表的防窃电办法：①防反接电流线窃电；②防表外短接电流线窃电；③使用防窃电专用计量芯片；④防断TV窃电；⑤防软件窃电；⑥利用远方通信实时监测防窃电。

      6）多用户电能表：多用户表即由一块表对多个用户进行计量。

                                                                                                                 （以上部分资料来自网络）