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多功能电能表计量应用的现状与展望

[摘要]由于应用领域扩大，电力系统对电表不断提出新的技术

要求。现有的三相多功能表性能和品质，都不能完全适应电力系统

的需求。如何将三相多功能表技术水准推向一个新的高度，是我们

共同关注的课题。

[关键词]电能表技术分析

中图分类号：tm933.4文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）

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近年来随着电力系统对智能化电能表的需求量迅速增长。智能化

电能表已不仅仅作为一个简单的电能计量器具，而是一个多功能

的数据采集终端。与传统的机械表相比，采用电子计量原理的多

功能电能表具有高精度、多参数测量、谐波功率电能计量等优势。

但是现有的多功能电能表其性能和品质尚不能完全满足电力用户

的要求，因此如何正确把握计量用电能表技术发展趋势，全面采

用网络化技术、自动抄表技术、数据管理技术，使电能计量进一

步向系统化、网络化、高可靠性方向发展，将多功能电能表技术

水准推向一个新的高度，无疑是电力行业特别关注的问题。

1新型电能表新技术特点

（1）高精度、长寿命计量准确度为0.1%的有功电能计量，超过

iec在线计量的最高准确度要求，其误差曲线的带宽为+/-0.05%；

0.2s级三相基波表，具有分相的2—50次谐波有功功率计量；0.2s

级长寿命的电网关口表，具有电能质量计量模块。（2）高速率、

实时测量交流采样速率为256点/周波，记录周期最短为10毫秒；

电能质量计量：63次谐波、电压闪变、故障录波78微秒的瞬变，

供电可靠性指标的记录为99.9999999%。（3）开放式、高速率通信

技术应用。（4）三相电能计量专用芯片。采用低频滤波法计量谐波

无功功率的三相计量芯片，高位∑-△a/d，负荷动态范围1000：1，

线性度0.1%，具有温度测量功能，片上接口可直接与微分电流互感

器连接；精度优于0.1%的三相soc单芯片，21位2阶∑-△a/d，

32位可编程的电能量计算引擎，负荷动态范围2000：1，片内集成：

高速8051单片机、硬实时钟、lcd驱动电路、看门狗电路、定时

器、多种存储器、多种通信接口等。

2我国电能表技术现状

国产电子式三相多功能表技术开发起步较晚，近几年，注重吸

收国际计量技术与管理经验，强化自主开发，取得了许多新的技

术成果：

2.1三相多功能表

0.2s级有功功率计量，16位∑-△a/d，160mips的dsp，交

流采样速率256点/周波，运行和备用两套费率时段，负荷曲线

记录和容量为4m字节的存储器，宽电源电压范围，互感器合成误

差补偿，变压器铜损、铁损计算；0.5s级三相基波有功表；采用

三相soc单芯片或三相有功、无功计量芯片的低端三相多功能表

设计，从技术上适应电表量大、面广的市场需求；高压电能表，采

用电子式传感器，悬浮式电源设计，有功电能计量准确度为0.5

级，用于10千伏中压电网直接计量电能量。

2.2谐波功率、电能计量

三相谐波表，有功功率计量0.2s级，无功功率计量0.5s级，高

准确度的基波和谐波有功电能计量，采用实时积分法计算总有功电

能，通过fft算法，提供基波、谐波电能量和谐波功率方向；

2.3三相电能计量专用芯片

具有基波/谐波电能计量的三相多功能计量芯片，16位∑-△

a/d、24位dsp，负荷动态范围1000：1，线性度0.1%，测量带宽

21次谐波，集成温度传感器；采用hilbert数字滤波器计量谐波

无功功率的三相计量芯片；采用数字并行算法和降低晶振频率技术

的低功耗三相有功功率计量芯片。

2.4关口表远程校准系统

该系统由多路关口表的测量、校准回路和计算机通信网络构成，

就是将高精度三相标准表置于变电站内环境条件符合要求的场所，

被测电流的变换是通过计量电流互感器的二次回路接入0.02级、

5/0.5a的中间互感器，标准表和关口表的三相接线方式和有功、

无功计量方式是通过工控机指令切换，关口表的实时误差通过专

用信道送至系统主站，整个系统误差为0.1%。

2.5电能质量和电能计量标准

准确度为0.02%的数字式三相标准表，四象限测量，多种无功功

率计量方式，谐波和基波有功功率计量，50次谐波分析，三相不对

称测量；电力系统的正弦无功功率计量标