电能表的技术发展及其趋势.pdf

电能表的技术发展及其趋势 范龙章/上海市奉贤区质量技术事务所 　　 重点介绍了电能表技术的发展历程，并简要阐明了感应式电能表、电子式电能 表等的工作原理。同时，就我国电能表技术的现状和电能管理的要求，分析了电能 表技术发展的趋势。 关键词 感应式电能表；电子式电能表；模块化；网络化；系统化 1　引言 如图 1 所示，感应式单相电能表的测量机构简图。 电能表自诞生以来已有一百多年的历史，作为测 量电能的专用仪表，广泛应用于发电、输电、配电和 用电各个环节，是电能计量管理现代化的基础，它的 性能直接影响了电能计量管理的质量和科学水平。从 我国自行研制第一台电能表至今，随着电力系统及相 关产业的发展和电能计量管理系统的不断完善，电能 表产品已经经历了数次更新换代，其结构和性能不断 更新、优化，相信随着新材料、新技术、新工艺的不 断发展和应用，电能表的技术水平还将会有新的飞跃。 2　感应式电能表 任何技术的发展和更新，都与和它配套的材料、 技术、工艺的发展相适应，电能表技术的发展也是如 此。1880 年，德国人爱迪生利用电解原理制成了直流 电能表，成为世界上最早的电能表。随着交流电的出 现和被利用，1889 年，德国人布勒泰制作了无单独电 1. 制动磁铁；2. 电压线圈；3. 电流铁心；4. 电流线圈；5. 转盘；6. 转 流铁心的感应式电能表。1890 年，带电流铁心的感应 轴；7. 电压铁心；8. 下轴承；9. 上轴承；10. 蜗轮；11. 蜗杆；12. 回 式电能表出现，其制动元件是一个铜环，制动力矩靠 磁板 交流电磁铁产生。直到 19 世纪末，才逐步采用永久磁 图1　感应式单相电能表的测量机构简图 铁产生制动力矩，以降低转动元件旋转速度并增加转 驱动元件由电压元件和电流元件组成，将交变的 矩，铜制的圆转盘由铝圆盘所代替。至此，感应式电 电压和电流转变为交变磁场，切割转盘，在转盘中感 能表基本成型。 应出涡流，这个涡流与交流磁通相互作用形成驱动力 感应式电能表的特点是结构简单、工作可靠。根 矩，使转盘转动。 据所测电能的相数不同分为单相表和三相表。其结构 转动元件由转轴和转盘组成，能在驱动元件所建 主要由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器、 立的交变磁场作用下连续转动。转轴上部有蜗杆和计 调整装置、防潜动装置、表盖、底座和端纽盒等组成。 度器的蜗轮衔接，将转盘的转动传递给计度器。 2009/1 总第209期 国内统一刊号 CN31-1424 TB  ／ 制动元件为制动磁铁，用来产生制动磁通，该磁 较流行的设计方案有两种：①采用 ADC+DSP+MCU+ 通被转动着的转盘切割时与转盘中的感应电流相互作 计量软件的解决方案；②采用专用计量芯片 + 高性能 用形成制动力矩，从而在一定的负载功率下用以平衡 MCU 的解决方案。 驱动力矩。 可见电子式电能表的特点和发展趋势是：①可靠 轴承支撑转动元件，对电能表的误差及稳定性和 性：精度长时间不变、无须轮校、无安装、运输影响等； 使用寿命有很大影响，根据轴承所在位置，可分为上 ②准确度：宽量程、宽功率因数、启动灵敏、防潜可靠等； 轴承和下轴承。 ③功能：可实行集中抄表、多费率、预付费、防窃电、 计度器用来计算转盘转数并显示所测定的电能。 多功能等；④性价比：性价比高、可预留扩展功能、 感应式电能表在不断的改进和