驾考宝典有语音版本吗:智能电表特点及其应用

智能电表特点及其应用

来源：建筑电气  日期：2011年05月05日

 自从电子式电能表从上个世纪90年代起在国内兴起应用,到现在已有十多年的发展历史了,但由于受技术、应用推广方面的影响,目前在市场上的占有率并不是很高。智能电表是在此基础上,近年来才开发出来的实用功能更为丰富的电能表,它具有一系列的优点和多种功能,是传统感应表不能相比的。

       1 智能电表的构成、原理及特点

     1.1 原理

    电子式智能电表,是在电子式电表的基础上,近年来开发面世的高科技产品,它的构成、工作原理与传统的感应式电能表有着很大的差别。感应式电表主要是由铝盘、电流电压线圈、永磁铁等元件构成,其工作原理主要是通过电流线圈与可动铅盘中感应的涡流相互作用进行计量的。而电子式智能电表主要是由电子元器件构成,其工作原理是先通过对用户供电电压和电流的实时采样,再采用专用的电能表集成电路,对采样电压和电流信号进行处理,并转换成与电能成正比的脉冲输出,最后通过单片机进行处理、控制,把脉冲显示为用电量并输出,构成原理图详见图1。

       通常我们把智能电表计量一度电时A /D转换器所发出的脉冲个数称之为脉冲常数,对于智能电表来说,这是一个比较重要的常数,因为A /D转换器在单位时间内所发出脉冲数个的多少,将直接决定着该表计量的准确度。目前智能电表大多都采用一户一个A /D转换器的设计原则,但也有些厂家生产的多用户集中式智能电表采用多户共用一个A /D转换器,这样对电能的计量只能采用分时排队来进行,势必造成计量准确度的下降,这点在设计选型时应该注意。

    1.2 特点

    由于采用了电子集成电路的设计,再加上具有远传通信功能,可以与电脑联网并采用软件进行控制,因此与感应式电表相比,智能电表不管在性能还是操作功能上都具有很大的优势。

    (1) 功耗:由于智能电表采用电子元件设计方式,因此一般每块表的功耗仅有016w～017w左右,对于多用户集中式的智能电表,其平均到每户的功率则更小。而一般每只感应式电表的功耗为117w左右。

    (2) 精度:就表的误差范围而言, 210级电子式电能表在5%～400%标定电流范围内测量的误差为±2% ,而且目前普遍应用的都是精确等级为110级,误差更小。感应式电表的误差范围则为+ 0186%～ - 517% ,而且由于机械磨损这种无法克服的缺陷,导致感应式电能表越走越慢,最终误差越来越大。国家电网曾对感应式电表进行抽查,结果发现50%以上的感应式电表在用了5年以后,其误差就超过了允许的范围。

    (3) 过载、工频范围:智能电表的过载倍数一般能达到6～8倍,有较宽的量程。目前8～10倍率的表成正为越来越多用户的选择,有的甚至可以达到20倍率的宽量程。工作频率也较宽,在40HZ～1000HZ范围。而感应式电表的过载倍数一般仅为4倍,且工作频率范围仅为45～55HZ之间。

    (4) 功能:智能电表由于采用了电子表技术,可以通过相关的通信协议与计算机进行联网,通过编程软件实现对硬件的控制管理。因此智能电表不仅有体积小的特点,还具有了远传控制(远程抄表、远程断送电) 、复费率、识别恶性负载、反窃电、预付费用电等功能,而且可以通过对控制软件中不同参数的修改,来满足对控制功能的不同要求,而这些功能对于传统的感应式电表来说都是很难或不可能实现的。

    2 智能电表的功能应用

    根据本人设计的一些工程实例,对不同工程特点、不同用电性质、不同使用场所,如何合理地选用不同功能特点的智能电表,做些粗浅探讨。

    2.1 住宅中的选用

    目前住宅中电能的计量在全国大部分地区都还采用感应式电能表,但感应式电表存在一些明显的不足。以高层住宅为例,目前往往是一梯多户型的。而有些地方供电局对于单相电表箱大小做了限制,如最多不能超过16表。这样对于一个一梯8户的住宅单元,如果采用感应式电表则必须每两层设一个表箱,如果是26层的高层住宅来说就得设13个表箱。这对于以后的抄表、维护都显得费时、费力,与现在提出的电网现代化管理的要求更是极不相适应。对于一些多层住宅来说,表箱可以集中放置在一楼门厅或楼梯口,但过大的表箱往往要与各种弱电箱挤占空间,结果往往是一面墙上挂满了各种箱体,这不但会影响美观,而且有时在设计上会出现满足不了规范要求(如强弱电间距、箱体安装高度)等问题。

     如果采用集中式智能电表,由于体积小,功能多,不仅能在一定程度上解决传统电表占用空间的问题,还能更好地实现用电的现代化管理。

      首先,集中式智能电表整个表箱体积小,目前一些产品在一个壁挂式表箱内可容纳多达39个用户,而箱体大小仅为930 ×610 ×160。而对于这样一个同样大小的箱体,如果采用应式电表,则最多只能装10个表左右。可见,采用集中式智能电表能大大减小空间的占用。

    其次,集中式的智能电表利用RS485总线,通过集中器,通讯机与管理中心计算机进行连网,计算机通过相应的智能电表管理软件可对电表中的信息进行计算,统计,打印、参数设定及断送电等功能控制。这样通过网络,小区物业或供电部门便可足不出户对用户进行抄表、断送电操作等,实现高效率、现代化的用电管理,见图2。

    而针对住宅中的应用,智能电表还可配置更多的功能模块。所以目前的智能电表不仅能对用户实现远传抄表、自动断送电功能,而且还有如下功能:

    (1)复费率功能:通过对管理软件的设定实现不同时段收费或不同用电量段的不同收费,并能实现公摊部分用电的平均分配或按比例分配；

     (2)查询功能:可以随时随地地查询任一户、任单元,或整个小区住户的用电量；

    (3)数据存储、备份功能:目前智能电表都有采用专用的存储芯片,即使在断电后数据仍可保存数年之久,有的产品为了更高的可靠性,采用了多处数据存放的措施,这样万一一处数据出错或丢失,可由其它处进行纠错、还原；

    (4)防作弊功能:采用授权密码操作,并设有运行日记,可以详细记录操作的操作过程,防止恶意的操作或作弊。

    2.2 集体宿舍楼中的选用

    以学生宿舍楼为例,以往学生宿舍的用电管理都是把每间宿舍的电表集中在楼栋管理员处,由管理员按学校作息制度,人工地对楼栋的宿舍和公共部分进行断送电控制。这样的管理方法显然是落后了,而且对于目前学生公寓楼存在的如电炉,电热毯,电热棒等涉及用电安全的电器的使用,没办法做到有效的杜绝。目前专门针对学生宿舍用电开发的智能电表,则能做到自动控制断送电和安全用电管理。

    2.2.1 定时断送电

针对学生宿舍用电特点,智能电表可以通过对用电管理软件的设定,实现对智能电表内模拟开关的控制(见图1) ,从而达到定时断送电的功能。而且通过管理软件不仅能实现定时控制功能,管理员还可实时地对某间宿舍进行断送电控制,这就实现了更加灵活的用电管理。

    2.2.2 双回路控制

    每回路电源通过智能电表控制单元后,可分为两个支路:一支路接宿舍内照明和插座(卫生间照明除外) ,该支路根据学校作息制度实现自动的定时断送电;另一支路接宿舍内卫生间照明、空调回路,该回路为24小时常开回路,仅在宿舍被断电后才断开。这样实现了宿舍更加人性化的用电管理,系统设计详见1图3。

    2.2.3 恶性负载识别

    目前学生宿舍普遍存在使用大功率用电器及一些影响电网质量和用电安全的用电设备,如电炉、电热棒,电热毯等(被称之为恶性负荷) 。针对这些负荷智能电表可以实现自动识别,并警报、断电,在当此类负荷去掉后,才自动送电的功能,这样就能有效杜绝了这些恶性负载的使用,达到宿舍安全用电管理的要求。

    2.3 商场、店面、办公楼等场所的选用

     与前面所述住宅和宿舍用电相比,商业场所在用电性质有较大不同。首先商业用户都是以租赁的方式使用,因此用户流动性大,这样一方面在电费收取上显得尤为不便,另一方面,碰上一些恶意欠费的用户,这样会给出租方带来一定的损失。其次,有些商业场所用电计量表就装设在用户一侧,甚至为了方便用户的用电管理,表箱都未上锁。而传统感应式电表由于采用接线端子外露设计,一些用户就私自改动接线等非法手段进行窃电,据统计我国每年因窃电造成的经济损失就有好几个亿元。

     针对上述商业场所用电收费难、窃电等现象,目前的智能电表就相应地开发出预付费、反窃电功能的电能表。

    2.3.1 预付费功能

    预付费用电有磁卡式、电卡式、直接购电等方式,目前普遍采用的是直接购电式的预付费方式。所谓直接购电预付费就是用户到供电部门或物业管理部门去买电,而供电部门或物业管理部门则采用远控或手持售电机将电量直接注入用户电表内。这样当用户表内用电量减少到设定值时,可通过声光报警等手段提示用户购电,而当电量用完时,就可以通过管理软件上预先的设定,实现断电或其它控制手段,这样就能有效地避免了欠费用电现象的出现。

    2.3.2 窃电功能

    与传统的感应式电表外形设计相比,目前的智能电表上都采用了接线端子内置的设置方法,即把接线端子封在整个表壳内,并加强了外壳结构,使电表难以被打开,或打开表后有明显痕迹,并有永久性记录。同时,采用屏蔽和抗干扰性强的电子元件,并具有异常接线检测能力。所以目前智能电表具有反反向窃电、火线短路窃电、强磁场窃电等多种反窃电功能,这就在一定程度上杜绝了偷电、漏电的现象。

     总结前面所述,可以看出,与传统感应式电表相比,智能电表不仅有高可靠性、高准确度等优点,而且还有适应现代在多样化用电要求的各种功能。同时由于采用软硬件结合的操作方式,这就使得智能电表在控制和使用上更加灵活,同时还可以通过软件的进一步开发适应不断变化的市场需求。相信在未来的几年里,随着产品进一步的应用推广和技术上的更成熟完善,这种现代化的电能计量产品,将更多地被用户(包括电业职能部门)认可和选用。
    信息来源：《建筑电气》