康彩琴，張 濤，張 雋

（太原供電分公司，山西 太原 030001）

隨著電力市場(chǎng)的不斷變化，以往先用電后付費(fèi)的營(yíng)銷模式已經(jīng)不再適合現(xiàn)有的市場(chǎng)，卡式電能表的推出正適應(yīng)了改革的需求?？ㄊ诫娔鼙淼耐瞥霾粌H實(shí)現(xiàn)了先付費(fèi)后用電的營(yíng)銷模式，更為用戶提供多種用電方案提供了手段。本文著重討論了一卡多表式單相在設(shè)計(jì)和應(yīng)用兩方面的具體問題。

1 卡式電能表簡(jiǎn)介

卡式電能表因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)有著較為廣泛的使用應(yīng)用。卡式電能表按照使用場(chǎng)合來分可分為兩大類，一類是專用卡式電能表。簡(jiǎn)單地講就是一表一卡，即每個(gè)用戶單獨(dú)使用一只電表，各個(gè)用戶之間不能通用。每個(gè)電表只識(shí)別一個(gè)購(gòu)電卡，同時(shí)每個(gè)購(gòu)電卡也只能在一只電能表上使用。第二類是公用卡式電能表。也就是一卡多表或者講一表多卡。其最大的特點(diǎn)是多個(gè)用戶共有一個(gè)電表或者一個(gè)用戶使用多個(gè)電表，并且每個(gè)電表對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量收費(fèi)。一表多卡式單相電能表作為卡式電能表的一個(gè)分支也在越來越多的場(chǎng)合下使用。小區(qū)公共活動(dòng)室照明就是其一個(gè)較成功的例子。它不僅解決了收電費(fèi)難的問題，而且又杜絕了以往小區(qū)公共活動(dòng)室無人管理電費(fèi)嚴(yán)重難收的現(xiàn)象。

2 使用情況分析

一表多卡單相電能表因其特定的使用環(huán)境，使其他與專用卡式電能表存在很多差別。

電能表由于安裝環(huán)境、使用環(huán)境的不同，對(duì)電能表也有特殊的要求，主要有以下兩個(gè)問題：

（1）使用頻繁。一表多卡式單相電能表一般均為多個(gè)用戶使用，使用的頻率較高。例如：某小區(qū)公共活動(dòng)室，每天的使用次數(shù)相當(dāng)多，其關(guān)鍵部件如卡座等可能是專用插卡電表使用次數(shù)的幾百倍。

（2）維護(hù)困難。一表多卡式單相電能表的安裝地點(diǎn)分散，給維護(hù)工作帶來很大的不便。用時(shí)給電表在抗攻擊和防竊電方面提出了新的要求。由于維護(hù)工作困難，對(duì)電表的可靠性和穩(wěn)定性也有著嚴(yán)格的要求。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

針對(duì)上述使用特點(diǎn)，一表多卡式單相電能表的設(shè)計(jì)上應(yīng)優(yōu)先考慮針對(duì)使用的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)對(duì)以下幾點(diǎn)多加考慮。

（1）對(duì)電表的印刷電路板采三防工藝處理。關(guān)鍵元器件采用高質(zhì)量的產(chǎn)品。對(duì)于易磨損的卡座等器件要使用壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品品牌，同時(shí)卡座上要有防止人為攻擊的措施。如果有可能的話，可選用非接觸卡,如射頻卡，從根本上解決磨損問題。

（2）由于一表多卡式單相電能表的使用頻率高，出現(xiàn)故障的可能性也相對(duì)較高。電能表應(yīng)能在出現(xiàn)異常的情況下保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)，記錄出現(xiàn)故障時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，以便在調(diào)查故障原因時(shí)提供參考。同時(shí)電能表還應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)入禁止使用狀態(tài)，強(qiáng)制管理人員維修或更換，防止更大的損失。

4 設(shè)計(jì)實(shí)例

根據(jù)一表多卡式單相電能表的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，介紹一種設(shè)計(jì)方案，該方案主要是面向小區(qū)公共活動(dòng)室而設(shè)計(jì)的，而且目前已經(jīng)在一些小區(qū)批量使用，并經(jīng)過了實(shí)用考驗(yàn)。圖1是電表的組成框圖。

該方案采用數(shù)據(jù)計(jì)量芯片作為電表的計(jì)量部分，采用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的新型主控芯片作為主處理，采用非接觸卡作為購(gòu)電卡，整個(gè)方案簡(jiǎn)單實(shí)用。本方案的核心是新型主控芯片，它是飛思卡爾半導(dǎo)體公司(原摩托羅拉半導(dǎo)體公司)比較成熟的一款單片機(jī)，在以往多種電能表的設(shè)計(jì)方案中已有應(yīng)用。

該芯片不僅配置較好，性能穩(wěn)定可靠，而且價(jià)格適中，在電能表價(jià)格越來越低的趨勢(shì)下，比較適合用于卡式電能表，而且它可以實(shí)現(xiàn)在線編程，對(duì)于以后軟件升級(jí)，增加功能提供方便的手段。

本方案的計(jì)量部分采用數(shù)字計(jì)量芯片是美國(guó)AD公司的單相數(shù)字計(jì)量芯片，抗干擾好，且計(jì)量準(zhǔn)確穩(wěn)定。

本表采用雙顯示輸出，即采用LED屏加計(jì)度器顯示的模式。計(jì)度器顯示總電量，LED屏顯示剩余電量及其他提示信息。存貯器采用MICROCHIP的EEPROM，保存設(shè)置參數(shù)及運(yùn)行記錄?？刂戚敵霾糠植捎闷胀ɡ^電器，并且有限流保護(hù)。

本方案的一個(gè)亮點(diǎn)是采用非接觸卡的方式進(jìn)行工作。由于一表多卡電能表要頻繁使用，特別是活動(dòng)多時(shí)頻繁地輸電取電，卡座極易磨損，造成接觸不良，影響到電表正常使用。而采用非接觸卡就沒有此類情況發(fā)生。本方案中采用高速射頻卡，讀寫速度相當(dāng)快，避免因抖動(dòng)造成讀寫不成功的現(xiàn)象。

在其他硬件設(shè)計(jì)上，一表多卡式單相電能表與普通一表一卡單相電能表沒有什么太大的區(qū)別。而在軟件方面，該表還有著自己的特色。該方案電表的功能有：①計(jì)量有功電能并存貯，反向電能也能存貯并計(jì)入正向電量。②獨(dú)占工作模式，電表中有用戶剩余電量數(shù)據(jù)時(shí)，禁止其他用戶使用，避免用戶之間產(chǎn)生誤會(huì)。③劃區(qū)功能，電表可設(shè)定某個(gè)區(qū)域的使用范圍，超出范圍的用戶不允許使用電表。④表記故障報(bào)警功能，可通過介質(zhì)操作解除，故障內(nèi)容可查詢。⑤停用功能，當(dāng)電表在某些情況下禁止使用時(shí)，如需要維護(hù)或遇到攻擊不能恢復(fù)正常運(yùn)行等情況下，可將電表設(shè)為停用狀態(tài)，不接受任何購(gòu)電卡，事后可恢復(fù)繼續(xù)使用。

5 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)

一表多卡式單相電能表與一表一卡的專用電能表相比，使用范圍及使用數(shù)量上均要小得多，因此及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)顯得尤為重要。為此根據(jù)客戶的使用情況對(duì)此類電表進(jìn)行了一些總結(jié)：

（1）管理極為重要。管理包括兩個(gè)方面，一個(gè)是售電系統(tǒng)的管理，另一個(gè)是電表的管理。售電系統(tǒng)的管理包括對(duì)售電人員的設(shè)置，口令保護(hù)；對(duì)售電程序的規(guī)定及監(jiān)控；對(duì)售電時(shí)間及售電地點(diǎn)的監(jiān)管；用戶資料的管理等方面。同時(shí)要有完備的規(guī)章制度對(duì)所有售電相關(guān)的活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范，防止私電、人情電的發(fā)生。對(duì)電表的管理要做到檔案齊備、定時(shí)巡察、專人管理等。檔案齊備是指對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的電表要有案可查，胸中有數(shù)，防止出現(xiàn)電表不受控狀態(tài)。定時(shí)對(duì)所有在用電表進(jìn)行巡察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)處理，降低因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)故障晚而導(dǎo)致?lián)p失擴(kuò)大的情況發(fā)生。專人管理是指每個(gè)電表均應(yīng)有專人負(fù)責(zé)電表的運(yùn)行維護(hù)工作，專人可以是供電營(yíng)業(yè)站的抄表員，也可以是小區(qū)居民推選出的代表，保證電表的正常使用。

（2）電能表的電磁兼容性能要好。電表的計(jì)量不應(yīng)因受到干擾而改變，由于電表的使用環(huán)境較復(fù)雜，電表因受干擾而計(jì)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因而造成了線損大的情況嚴(yán)重。

（3）要具備保護(hù)功能。保護(hù)功能包括電表的自我保護(hù)和對(duì)負(fù)載設(shè)備的保護(hù)。

自我保護(hù)一方面指防止惡意攻擊，惡意用電，另一方面是指當(dāng)電表出現(xiàn)故障的情況下及時(shí)告警提示并停止繼續(xù)使用，防止故障擴(kuò)大。對(duì)負(fù)載設(shè)備的保護(hù)是指當(dāng)電源不正常時(shí)停止供電，保護(hù)負(fù)載設(shè)備，防止因此損壞。如電表后接精密用電設(shè)備，當(dāng)電壓過高時(shí)均容易損壞，電表如果能在上述情況下保護(hù)，會(huì)減少用戶損失。

6 結(jié)束語

一表多卡式單相電能表由于其能夠在特殊的情況下使用，并且方便供電部門和用戶，受到了各方的歡迎。對(duì)于供電方，它解決了收費(fèi)難的問題，同時(shí)提高了服務(wù)質(zhì)量，制止了亂加價(jià)的發(fā)生，促進(jìn)用電營(yíng)業(yè)走向科學(xué)化、現(xiàn)代化、規(guī)范化管理軌道。對(duì)于用戶而言，采用一表多卡電能表使用方便，可根據(jù)自己的需要交費(fèi)購(gòu)電和使用，減輕了負(fù)擔(dān)，沒有了中間環(huán)節(jié)的收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了明明白白消費(fèi)。一表多卡電表因其優(yōu)點(diǎn)一定會(huì)從小區(qū)公共活動(dòng)場(chǎng)地走向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。