陳幸花

[摘要]當(dāng)今,電能已成為最重要的能源,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下,人們對(duì)電能的計(jì)量要求準(zhǔn)確度要高,使用壽命要求長(zhǎng),而對(duì)用電的管理要求實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化。這些都是感應(yīng)式電能表所無能為力的。近一二十年來,由于微電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,出現(xiàn)的高準(zhǔn)確度、長(zhǎng)壽命且能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表等多種功能的全電子式電能表,取代傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表已勢(shì)在必行。

[關(guān)鍵詞]電能 感應(yīng)式電能表 全電子式電能表

一、感應(yīng)式電能表已完成其歷史使命

當(dāng)前,電能表、水表、燃?xì)獗砟酥僚瘹獗硪焉钊氲角Ъ胰f戶,而電能表應(yīng)用的最廣、最早。感應(yīng)式電能表已有100多年的歷史,當(dāng)前突出的問題是:合格率低,超差嚴(yán)重。有的產(chǎn)品最大實(shí)測(cè)基本誤差竟高達(dá)-13.4%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國(guó)家規(guī)定的+2%的技術(shù)指標(biāo)要求。機(jī)械磨損是感應(yīng)式電能表無法克服的缺陷,磨損的后果使表計(jì)越走越慢。國(guó)家電力公司曾對(duì)在用的電能表進(jìn)行了抽查,抽查的結(jié)果是:運(yùn)行一年、二年、三年、四年和五年的電能表中,超差分別為31.1%、41%、44.1%、42.9%和53.5%。這就是說,用了五年的表,將有50%以上不合格,為此,有關(guān)部門不得不做出規(guī)定,要求感應(yīng)式電能表“五年”更換一次,鼓勵(lì)企業(yè)科技創(chuàng)新,研究開發(fā)推廣使用性能可靠的長(zhǎng)壽命的電能表。

1.偷竊電現(xiàn)象嚴(yán)重。感應(yīng)式電能表由于電流、電壓接線端子外露,很容易采用改接線或倒表手段進(jìn)行偷竊電,這是包括我國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家普遍存在的嚴(yán)重問題。在我國(guó)一些地區(qū)或單位,偷漏電量競(jìng)超過了總用電量的30%,其經(jīng)濟(jì)損失非常嚴(yán)重。

2.抄表方式單一落后。感應(yīng)式電能表采用的是人工登門手工抄表,隨著電能表的數(shù)量增加,抄表、核算的工作量越來越大。抄表人員要走家串戶上樓、下樓,極不方便,這與現(xiàn)代化用電管理極不適應(yīng)。目前市場(chǎng)上,有將感應(yīng)式電能表配以光電脈沖轉(zhuǎn)換裝置,稱之為機(jī)電式電能表,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表,但其測(cè)量原理還是感應(yīng)式,其準(zhǔn)確度仍難以提高。

二、全電子式電能表

全電子式電能表是通過對(duì)用戶供電電壓和電流實(shí)時(shí)采樣,采用專用的電能表集成電路,對(duì)采樣電壓和電流信號(hào)進(jìn)行處理并相乘轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出顯示。根據(jù)需要,也可以依據(jù)規(guī)定的協(xié)議(通信協(xié)議),將存貯的數(shù)據(jù)(電量等)上傳給上位機(jī)(主站),上位機(jī)也可以對(duì)電表進(jìn)行用、售電管理。由于它具有感應(yīng)式電能表無可比擬的優(yōu)點(diǎn),近幾年來發(fā)展非常迅速。用全電子式電能表取代感應(yīng)式電能表,在發(fā)達(dá)國(guó)家,平均每年以20%多的速度在更換。在我國(guó)由于起步晚,宣傳的力度、廣度不夠,人們對(duì)全電子式電能表的認(rèn)識(shí)不足等原因,發(fā)展較慢。以下就全電子式電能表的特點(diǎn)、類型及其合理選用給予介紹。

1.電子式電能表的主要特點(diǎn)。

為了便于說明問題,現(xiàn)就戶用全電子式電能表和感應(yīng)式電能表的主要特點(diǎn)比較如下:(帶“*”號(hào)者,是根據(jù)樣本實(shí)測(cè)的結(jié)果)。項(xiàng)目表型感應(yīng)式電能表電子式電能表備注技術(shù)性能 *百分百誤差 +0.86%～ -5.7% +0.2%～ -0.2%在5%Ib～400%Ib范圍 *啟動(dòng)電流 25(mA) 10(mA)采用5(20)A電能表 *功耗 1.68W 0.52W壽命 5年 10年以上過載倍數(shù) 4 6頻率范圍 45～55(HZ) 40～1000(HZ)電子式電能表受諧波影響小功能體積大小抄表人工紅外、遠(yuǎn)程抄表等反竊電無有限量用電,無有遠(yuǎn)控功能,無有復(fù)費(fèi)功能,無有性能價(jià)格比低高。

2.兩種采樣方式的全電子式電能表比較。

當(dāng)前電子式電能表對(duì)用戶用電采樣方式主要有兩種形式。一種是用互感器采樣,另一種為直接采樣。采用互感器采樣即利用電壓互感器和電流互感器分別來采集用戶的電壓信號(hào)和電流信號(hào);直接采樣則是用熱穩(wěn)定性高的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)來取得電壓信號(hào),而用電阻溫度系數(shù)非常小的錳銅片進(jìn)行電流直接采樣。采用互感器采樣,在起動(dòng)電流、線性范圍、功耗和精度等指標(biāo)皆不如直接采樣,尤其是小電流時(shí)更為突出。如:采用專用的錳銅片進(jìn)行直接電流采樣的全電子電能表誤差可調(diào)整到+0.5%,而采用電流互感器采樣,由于激磁電存在,若不采取補(bǔ)償措施,互感器本身誤差就可能超過5%。利用互感器采樣的的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性較強(qiáng),線路簡(jiǎn)單,成本低。

3.電子式多費(fèi)率電能表在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下,根據(jù)用電的性質(zhì)不同,地區(qū)不同,時(shí)段不同等實(shí)行多種電價(jià)制已是理所當(dāng)然。

要推行多種電價(jià)制,除國(guó)家要制定有關(guān)法規(guī)和準(zhǔn)則外,還必須要有相關(guān)的測(cè)量設(shè)備。所謂多費(fèi)率電能表也稱復(fù)費(fèi)率電能表或稱之為分時(shí)計(jì)量電能表。它是根據(jù)每天用電的峰、平、谷的實(shí)際情況,分時(shí)段地進(jìn)行計(jì)量,以作為分時(shí)電價(jià)結(jié)算的依據(jù)。分時(shí)段計(jì)費(fèi)的多費(fèi)率電能表早期主要用于工業(yè)用戶,隨著我國(guó)家庭用電量的不斷增加和我國(guó)電業(yè)市場(chǎng)的商品化改革,近一年來分時(shí)段多費(fèi)率電能培長(zhǎng)達(dá)238%,而傳統(tǒng)電能表比去年同期下降24%。今年國(guó)家還修訂了多費(fèi)率電能表的標(biāo)準(zhǔn),即GB/T15284-2002《多費(fèi)率電能表特殊要求》與此相適應(yīng)的分時(shí)電能表的專用集成電路也相繼面世,這必將為多費(fèi)戶電能表的發(fā)展提供了更廣闊的前景。

4.電子式電能表的抄表方式、全電子式電能表的抄表方式主要有以下幾種。

(1)人工抄表。根據(jù)表頭顯示進(jìn)行抄表。

(2)手持紅外抄表器抄表。手持紅外抄表器抄表它是一個(gè)帶有紅外收發(fā)的單片機(jī)控制系統(tǒng)。為此電能表應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的紅外收發(fā)功能。抄表器最小可在3米以外通過紅外收集電能表顯示的數(shù)據(jù),一塊抄表器可同時(shí)存儲(chǔ)幾千戶的用電數(shù)據(jù),根據(jù)需要它可以通過并行口用微型打印機(jī)打印輸出,或通過計(jì)算機(jī)的輸入口,輸入給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理,它具有體積小、重量輕、攜帶方便,操作簡(jiǎn)單、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)。有的抄表器還可帶售電功能,它很適合于樓群少、用戶數(shù)不多的情況下的用電管理。手持抄表器,通過RS232也可進(jìn)行短距離在線抄表,但一般很少用。

(3)遠(yuǎn)距離自動(dòng)抄表系統(tǒng)。所謂遠(yuǎn)距離自動(dòng)抄表系統(tǒng)是指管理人員可以坐在遠(yuǎn)距表的辦公室里,應(yīng)用微機(jī)通過專用線、無線、電力線、光纖等做為通道,進(jìn)行抄表和用電管理。自動(dòng)抄表技術(shù)(AMR)八十年代中葉誕生于美國(guó),

目前,自動(dòng)抄表系統(tǒng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(草稿)已出臺(tái),自動(dòng)抄表系統(tǒng)不僅可用于電能表的抄表,同時(shí)也適用于帶有脈沖輸出的水表、氣表和熱量表的抄表。在功能上也不限于抄表的功能,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),它同時(shí)還應(yīng)具有監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警、參數(shù)設(shè)置、負(fù)荷控制、自定義等功能。隨著自動(dòng)抄表系統(tǒng)的性能不斷完善和價(jià)格的降低,自動(dòng)抄表系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)將迅速推廣。