感應(yīng)式電能表和電子式電能表優(yōu)劣探討

李曼　郝剛　潘潺　常育新

摘 要：以在當(dāng)代社會的發(fā)展下，電力作為能量供人們使用。電力作為二級能源，大部分是由一級能源轉(zhuǎn)換過來的，隨著一級能源的消耗不再生，以節(jié)省電能來節(jié)約能源就顯得十分重要。所以在用電系統(tǒng)當(dāng)中，電能計(jì)量的計(jì)算記錄是務(wù)必要有的。本文根據(jù)感應(yīng)式電能表和電子式電能表所具有的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，以及電子式電能表的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)行說明探討。

關(guān)鍵詞：感應(yīng)式電能表 電子式電能表 電能表選用

中圖分類號：TM930 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（b）-0021-02

1 感應(yīng)式電能表的工作原理及缺陷

1.1 感應(yīng)式電能表的工作原理

感應(yīng)式電能表工作的電流為交流電。在感應(yīng)式電能表通電之后，電流經(jīng)過表內(nèi)的電壓線圈，經(jīng)過線路，經(jīng)過電流線圈后，電流的能量就能使電壓元件以及電流元件產(chǎn)生物理上的變化，產(chǎn)生以不同位置的磁場，不同角度的磁場，以及隨電流大小變化而變化的磁場。在形成的磁場中存有可以導(dǎo)電的轉(zhuǎn)盤，根據(jù)物理學(xué)右手定則法則，可以使導(dǎo)電轉(zhuǎn)盤內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在根據(jù)電磁效應(yīng)法則，轉(zhuǎn)盤在產(chǎn)生電流的同時(shí)生成磁場，根據(jù)磁場的相互排斥可以使磁盤以中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在根據(jù)物理中的左手定則法則，可以推斷出轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在由轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)來計(jì)算電量的使用情況[1]。

1.2 感應(yīng)式電能表存在的缺陷

根據(jù)感應(yīng)式電能表的工作原理得知，只要反向的電流通過感應(yīng)式電能表，它就會工作，但是轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向相反。這樣就會造成感應(yīng)式電能表點(diǎn)亮計(jì)算的誤差。竊電器的出現(xiàn)使感應(yīng)式電能表發(fā)生反轉(zhuǎn)從而盜取電量。經(jīng)過測試得知，竊電器的功率越大，竊電器的能盜取的電量就越多，只要把竊電器隱秘接入在感應(yīng)式電能表同相序的位置上，竊電器就能工作。

綜上，要使用竊電器盜取電量，可以將竊電器在不打開電箱的同時(shí)接入感應(yīng)式電能表，簡單隱秘，在家中就可以使用，使用難度低，功率越大盜取的電量越大。就連防盜電的雙向感應(yīng)式電能表也毫無抵擋之力，當(dāng)使用功率大于竊電器功率時(shí)，電表能夠減慢轉(zhuǎn)速，當(dāng)兩者功率等同時(shí)，電表基本就不轉(zhuǎn)了，這樣就等同于以不同的方式盜取電量，達(dá)到盜取電量的目的。

2 電子式電能表的發(fā)展

（1）電力發(fā)展的初期，計(jì)算電量使用的是化學(xué)原理，電解電解質(zhì)等。在1890年，發(fā)明了感應(yīng)式電能表替代了當(dāng)時(shí)化學(xué)計(jì)量，累計(jì)使用了100年。伴隨著電力發(fā)展，提出了需量計(jì)量等要求，比較特別的是，19世紀(jì)60年代各個(gè)國家的電力市場提出了采集數(shù)據(jù)、控制功率、電流曲線計(jì)量、通訊、電能以及費(fèi)率等標(biāo)準(zhǔn)及要求，在加上感應(yīng)式電能表的缺陷，已經(jīng)不能滿足各個(gè)國家電力市場的要求。

（2）20世紀(jì)中期，快速發(fā)展的微電子，迅速擴(kuò)充的產(chǎn)業(yè)信息，已經(jīng)有能力有技術(shù)去制造新一代的電能表，高精度電子式電能表的出現(xiàn)，滿足了各個(gè)國家電力市場的要求，到了1970年，商業(yè)化的電子式電能表已經(jīng)走入了大工業(yè)用戶。

（3）相比較國內(nèi)發(fā)展的晚，1983年國外的家用電子式電能表就已經(jīng)出現(xiàn)，1988年上下國外已經(jīng)實(shí)用化到每家，例如一個(gè)位置位于英國，名為Felixs-towe的電表廠 ，在時(shí)間1985—1988年共計(jì)生產(chǎn)了電子式電能表180多萬只，占據(jù)英國市場的50%，供國內(nèi)的十多個(gè)供電公司使用，返修的概率不超過0.1%。

（4）在1999—2000年時(shí)，全球各個(gè)國家的電力市場出現(xiàn)了改革，供電公司已經(jīng)認(rèn)識到了市場的核心——電能表。在用戶選擇供電公司的時(shí)候，其供電公司的電價(jià)和電能表的功能及電能表的準(zhǔn)確性，還有對不同電力市場的兼容性是用戶選擇的核心問題，針對此提出了標(biāo)準(zhǔn)化建議。在歐洲成立了計(jì)量部件描述語言消息規(guī)范（簡稱DLMS）之后，北美等地區(qū)也已經(jīng)成立了以ANSI為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。因眾多供電公司設(shè)計(jì)的電能表有著不同的技術(shù)手段，不同的標(biāo)準(zhǔn)，美國的一家公司于1986年制造出了能夠兼容各國各個(gè)供電公司的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)數(shù)據(jù)采集編譯系統(tǒng)，根據(jù)兼容性能良好迅速打下了市場，應(yīng)用于各個(gè)國家的供電市場。

（5）電子式電能表經(jīng)過了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，在開始的時(shí)候都是依靠著模擬量乘法器原理，使其出現(xiàn)了很多種原理線路，經(jīng)過發(fā)展后基于霍爾效應(yīng)以及時(shí)分割兩種乘法器原理。當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化的前提下，采用時(shí)分割乘法器的表計(jì)，只能應(yīng)用于0.2級安裝式計(jì)費(fèi)電子式電能表，采用霍爾乘法器的表計(jì)，只能應(yīng)用于0.5級往下的安裝式計(jì)費(fèi)電子式電能表[2]。跟隨時(shí)飛速發(fā)展的數(shù)字技術(shù)，更新為A/D轉(zhuǎn)換的計(jì)算機(jī)處理方法是全球的趨勢，這樣會有利于實(shí)施功率控制、功率曲線、表計(jì)的通訊功能和準(zhǔn)確精度。

3 國內(nèi)的電子式電能表的制造與應(yīng)用

（1）標(biāo)準(zhǔn)的電子式電能表于1970年代開始進(jìn)入我國，先是進(jìn)口，后來在1980—1990共計(jì)10年左右的時(shí)間經(jīng)過研究發(fā)展，我國國內(nèi)就可以生產(chǎn)0.05%級的電子式電能表，到現(xiàn)代已經(jīng)能夠制造出更高精度的高等級電子式電能表。

（2）我國的計(jì)費(fèi)用電能表，從20世紀(jì)末期開始到如今十多年的發(fā)展，已經(jīng)能夠?yàn)閺V大的供電公司提供安全可靠的電子式電能表，我國的計(jì)費(fèi)電子式電能表發(fā)展很快。

（3）伴隨著技術(shù)進(jìn)步的供電市場，我國已經(jīng)建設(shè)了國網(wǎng)、省電網(wǎng)等各級關(guān)口表在各級電能計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，電子式電能表已經(jīng)替換了大部分舊表，使用的表計(jì)皆為進(jìn)口，并且運(yùn)行狀態(tài)良好，進(jìn)口表計(jì)數(shù)量約為1萬只。擁有良好兼容性的MV-90多開發(fā)商表計(jì)數(shù)據(jù)采集、編譯系統(tǒng)以已經(jīng)運(yùn)行并且運(yùn)行狀態(tài)良好。

（4）分時(shí)電價(jià)在全國各地普及的過程之中，其中用電量大于100kW用戶的電能表應(yīng)全部更換為機(jī)械電子式電能表，不過有很多省內(nèi)局內(nèi)直接使用了進(jìn)口的電子式電能表，進(jìn)口的電能表級別為0.5[3]。我國國內(nèi)生產(chǎn)的0.5級電子式電能表也已經(jīng)在國內(nèi)部分地區(qū)使用。

（5）20世紀(jì)末期，我國國內(nèi)廠商成功制造單相電子式電能表，并于1994年開始在華東地區(qū)試用，初始試用數(shù)量大概為2000只，試用第一年的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1%。這批電能表的使用時(shí)間超過7年，非常受到處于基層的管理部門的歡迎，因此安裝的數(shù)量上升的很快。

4 電子式電能表的優(yōu)點(diǎn)

（1）相比較感應(yīng)式電能表，電子式電能表的誤差相對穩(wěn)定，不會像感應(yīng)式電能表越來越慢。從實(shí)際的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)以及長期的老化試驗(yàn)已經(jīng)證明了電子式電能表的誤差很穩(wěn)定。

（2）電子式電能表的故障率很低，即使出現(xiàn)也能夠很容易發(fā)現(xiàn)。

（3）電子式電能表的耗損極低，屬于節(jié)能儀器。

（4）電子式電能表的重量很輕，有利于節(jié)省金屬材料。

（5）電子式電能表可以申請故障表由規(guī)定廠家維修換新，可以讓集中力全部放在檢驗(yàn)，并對其中的故障進(jìn)行分析更新改善電子式電能表的缺陷，使電子式電能表完完全全適應(yīng)供電市場的要求。

（6）電子式電能表能夠讀寫出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)用于檢驗(yàn)，并可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄讀表，適應(yīng)供電市場的發(fā)展和對功能擴(kuò)展的兼容。

5 結(jié)語

雖然文中沒有過多的介紹感應(yīng)式電能表，但是竊電器的使用給了感應(yīng)式電能表致命缺陷，電子式電能表的發(fā)展隨著時(shí)代一直進(jìn)步，并且采用計(jì)算機(jī)的技術(shù)。但是在選用電能表的同時(shí)，不要盲目追求更多功能，制造商為了給電能表擴(kuò)展功能的同時(shí)反而會影響電能表的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性。除了必要的用電量需要計(jì)量，還要有電池?cái)?shù)據(jù)、時(shí)間檢測、編號等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，只要能夠保證電能表的正常使用及準(zhǔn)確的用電量，這些就足以了。

參考文獻(xiàn)

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[3] 梁聰.感應(yīng)型電能表修校中常見問題與解決措施[J].科技展望，2016，26（1）：100.