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淺談電子式與感應(yīng)式電能表的性能分析及其選用
（作者未知） 2010/8/18
摘要：本文分析了電子式與感應(yīng)式電能表的性能，論述了全電子式電能表的特點(diǎn)、類型、功能及其合理選用，介紹了確保電能表計(jì)量準(zhǔn)確性的要求。
關(guān)鍵詞：電子表 機(jī)械表 電能表 性能 選用
0 引言
經(jīng)常使用的電能表有兩種：一種是感應(yīng)式機(jī)械電能表，它是利用三個(gè)不同空間和相位的磁通建立起來的交變移進(jìn)磁場(chǎng)，在這個(gè)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，這個(gè)感應(yīng)電流使得轉(zhuǎn)盤總是朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)蝸桿傳遞到計(jì)數(shù)器，累計(jì)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，從而達(dá)到計(jì)量電能的目的。另一種是電子式電能表，它是利用電流和電壓作用于固態(tài)電子器件而產(chǎn)生瓦時(shí)輸出量的電能計(jì)量?jī)x表。
1 電子表與機(jī)械表的缺點(diǎn)比較
1.1 機(jī)械表存在以下缺點(diǎn)：①使用的制動(dòng)阻尼磁鐵受溫度影響較大，高溫狀態(tài)下容易失磁，使得表計(jì)走慢，給供電部門造成電能損失；②機(jī)械式電能表由于受磁場(chǎng)對(duì)稱性和發(fā)熱影響，容易發(fā)生潛動(dòng)即空走；③感應(yīng)式電能表在輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，往往出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象。
1.2 電子表存在以下缺點(diǎn)：①生產(chǎn)技術(shù)有待于進(jìn)一步提高；②價(jià)格較貴；③對(duì)外部環(huán)境要求較高等。
2 電子表與機(jī)械表的性能比較
2.1 線性動(dòng)態(tài)范圍與計(jì)量準(zhǔn)確度：由于電子表的采樣元件、A/D變換元件、放大電路等的線性好，使得電子表的線性動(dòng)態(tài)范圍較大，適應(yīng)性很強(qiáng)。機(jī)械表的線性動(dòng)態(tài)范圍小，原因是非線性因素太多，當(dāng)用電量變化很大時(shí)計(jì)量精度將受到很大影響。
2.2 靈敏度：電子表的電子線路本身靈敏度極高，可比機(jī)械表高一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且可以長(zhǎng)時(shí)間保持這種高靈敏度。機(jī)械表的機(jī)械摩擦阻力是原理性的問題目前無(wú)法克服，特別是在低轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)械摩擦力接近靜態(tài)摩擦力，數(shù)值明顯提高，因而計(jì)量漏洞將增大，長(zhǎng)時(shí)間工作后尤其如此。
2.3 功耗：由于電子表采用的CMOS元件自身功耗很小，例如一只單相電子表的每月功耗約為0.3～0.5kWh，機(jī)械表的功耗每月0.8～1kWh。
2.4 防竊電效果：由于電子線路內(nèi)部在設(shè)計(jì)上很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)付各種竊電行為防范措施，因此電子表在防竊電功能上要比機(jī)械表強(qiáng)得多。
2.5 穩(wěn)定性：電子表總體的穩(wěn)定性很好，用戶在安裝前可以實(shí)現(xiàn)免調(diào)，工作中的調(diào)校周期也可以大大延長(zhǎng)，從而節(jié)省了人工。機(jī)械表因采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方式工作，摩擦力不穩(wěn)定，因此穩(wěn)定性與電子表相比顯得較差，經(jīng)運(yùn)輸后準(zhǔn)確度就可能超差，在安裝之前必須重新調(diào)校。
2.6 精度：電子表電路中的A/D變換器的精度可達(dá)2-14以上，因此分辯力和精度很高，可以設(shè)計(jì)0.5級(jí)以上的高精度電能表。機(jī)械表由于采用磁路結(jié)構(gòu)非線性失真大，一致性差，因此要采用各種補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，采用補(bǔ)償機(jī)構(gòu)又降低了穩(wěn)定性，也不利于生產(chǎn)使用中的調(diào)校。
3 感應(yīng)式電能表突出的問題
感應(yīng)式電能表已有100多年的歷史，當(dāng)前突出的問題是：
3.1 合格率低，超差嚴(yán)重。
3.2 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。
3.3 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。
4 全電子式電能表的類型及其合理選用
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。
4.1 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。
4.2 電子式多費(fèi)率電能 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)。
4.3 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)。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(wú)線、電力線、光纖等做為通道，進(jìn)行抄表和用電管理。
4.4 全電子式予付費(fèi)電能表 所謂網(wǎng)絡(luò)購(gòu)電式予付費(fèi)電能表，用戶到供電或物業(yè)管理部門去買電，而供電或物業(yè)管理部門采用遠(yuǎn)控或手持售電機(jī)，將（未完，下一頁(yè)）
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