第一篇：【田亞莉】電子式電能表計量準確的性能分析

電子式電能表與機械式電能表計量準確性性能分析

田亞莉

（白水供電分公司）

【摘要】隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展，電子式電能表逐漸替代了機械式電能表，由于電子式電能表靈敏度高，性能穩(wěn)定，誤差小等原因，使好多用電客戶感到新電子式電能表比原機械式電能表走的快，每月用電量多。本文著重從原理和性能方面對表計的計量準確性加以分析比較。

關鍵詞：電子式電能表；機械式電能表；準確性；原理；性能

【前言】

電能計量作為計量工作的一個重要組成部分，是電力企業(yè)生產經營管理及電網安全運行的一個重要環(huán)節(jié)，其技術水平和管理水平不僅關系電力工業(yè)的發(fā)展和電力企業(yè)的形象，而且影響電能貿易結算的公平．公正和準確．可靠。電能表是測量電能計量的專用儀表，是電能計量最基礎的設備，正確計量電量使電能計量準確、公平、公正十分重要，它直接影響到發(fā)、供、用三方的經濟利益。電能表按其工作原理可分為機械式電能表和電子式電能表，隨著社會的進步和技術的發(fā)展，新的計量器具層出不窮，新的計量手段不斷更新，加之兩網改造和“一戶一表”工程的實施，使得過去的普通感應式機械電能表逐漸被電子式電能表所替代。但問題接踵而來，很多客戶反映電子式電能表比過去機械電能表 “跑”的 快，電費交的多，真是這樣嗎?下面我將從以下幾個方面加以分析討論。

一：原理比較感應式機械電能表，它是利用三個不同空間和相位的磁通建立起來的交變移進磁場，在這個磁場的作用下，轉盤上產生了感應電流，根據楞次定律，這個感應電流使得轉盤總是朝一個方向旋轉。轉盤的轉動經蝸桿傳遞到計數器，累計轉盤的轉數，從而達到計量電能的目的。而電子式電能表是利用電流和電壓作用于固態(tài)電子器件而產生瓦時輸出量的電能計量儀表。

二 電子式電能表與機械電能表的缺點比較

2.1 機械電能表存在以下缺點：①使用的制動阻尼磁鐵受溫度影響較大，高

溫狀態(tài)下容易失磁，使得表計走慢，給供電部門造成電能損失；②機械式電能表由于受磁場對稱性和發(fā)熱影響，容易發(fā)生潛動即空走；③感應式電能表在輕負荷運行時，往往出現過補償現象；④ 機械磨損嚴重，長時間使用后合格率降低，超差嚴重。

2.2 電子式電能表存在以下缺點：①生產技術有待于進一步提高；②價格較貴，維修較復雜；③對外部環(huán)境要求較高，④若質量不過關，表記容易死機，造成極其嚴重的計量數據混亂。

三 電子式電能表與機械電能表的性能比較

3.1 功能范圍機械式電能表在用途中可分為有功電能表、無功電能表等，根據用途不同分別安裝。而電子式電能表可實現正、反向有功、四象限無功、復費率等功能，有時裝一塊電子式電能表可相當于幾塊感應式電能表，表記數量的減少，有效地降低了二次回路的壓降，提高了整個計量裝置的可靠性和準確性。

3.2準確度等級高且穩(wěn)定性能好感應式電能表的準確度等級一般為0.5級到3級，并且由于機械磨損，誤差很容易發(fā)生變化，而電子式電能表可方便的利用各種補償達到較高的準確度等級，且誤差穩(wěn)定性好，在5%Ib-400%Ib范圍中測量兩種單相電能表的誤差，我們發(fā)現：

（1）電子式電能表誤差變動小，感應式電能表誤差變動較大。

（2）低負荷時，電子式電能表的誤差偏正，感應式電能表而出現較大的負誤差。所以電子式電能表準確度等級一般為0.2級到1級。由于電子表總體的穩(wěn)定性很好，用戶在安裝前可以實現免調，避免出現人為的誤差。

3.3 靈敏度：

電子式電能表的電子線路本身靈敏度極高，可比機械表高一個數量級，而且可以長時間保持這種高靈敏度。機械表的機械摩擦阻力是原理性的問題目前無法克服，特別是在低轉速時，機械摩擦力接近靜態(tài)摩擦力，數值明顯提高，因而計量漏洞將增大，長時間工作后尤其如此。

3.4 功耗：

由于電子式電能表采用的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，機械表的功耗每月0.8～1kWh。根據GB/T17215-98規(guī)定的參比條件下，通過整機功耗的測試和起動試驗可得出電子式電能表功耗通常為感應式電能表的三分之一;電子式電能表由于采用了電子線路原理使得起動功率僅為感應電能表的十分之一上下且靈敏度可做得較高。所以較小的功耗和良好的起動功率靈敏度對公平收取電費有積極作用。

3.5 防竊電效果：

由于電子線路內部在設計上很容易實現對付各種竊電行為防范措施，因此電子式電能表在防竊電功能上要比機械表強得多。

3.6 精度：

電子式電能表電路中的A/D變換器的精度可達2-14以上，因此分辯力和精度很高，可以設計0.5級以上的高精度電能表。機械表由于采用磁路結構非線性失真大，一致性差，因此要采用各種補償機構，采用補償機構又降低了穩(wěn)定性，也不利于生產使用中的調校。

我們做了電壓、頻率、功率因數、諧波變化等指標對表計誤差影響的實驗。從對比實驗中可看出：

（1）感應式電能表在低電壓時誤差偏正，高電壓時誤差偏負。

（2）感應式電能表在感性負荷時誤差偏正，容性負荷時誤差偏負。

（3）諧波對電能表誤差影響較大，其中三次、五次、七次諧波對表計誤差影響較大。當用戶向電網送出諧波時，感應式電能表的誤差偏正，且變化較明顯；電子式電能表的誤差偏負，但受影響較小。諧波用戶與非諧波用戶表計誤差變化正好相反。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態(tài)范圍較大，適應性很強。機械表的線性動態(tài)范圍小，原因是非線性因素太多，當用電量變化很大時計量精度將受到很大、影響。

總之，電壓、頻率、功率因數以及諧波等的變化，對電子式電能表誤差影響較小，對感應式電能表影響較大。同時從實驗數據和負載線性的對比中可明顯看到，電子式電能表的線性較好，誤差調整容易，而感應式電能表由于電磁感應原理和結構的原因，其工作線性較窄，而且由于元器件之間的相互影響，各個負荷點的誤差數據差距較大，使得調整時較難同時滿足各個負荷點的要求。

3.7啟動電流小，誤差曲線平整機械式電能表要在0.3％Ib下才能啟動，進行計量，而電子式電能表非常靈敏，在0.1％Ib電流下就開始啟動進行計量，且誤差曲線好，在全負荷范圍內誤差幾乎為一條直線，而機械式電能表的誤差曲線變化較大，尤其在低負荷時誤差較大。

通過在現場對慢31.3%的某用戶進行了換表前后用電量比較,機械表平均每月為23 kW·h,新裝電子式電能表后兩個月平均為31.4 kW·h。通過計算用電客戶聽后,客戶點頭夸贊電子式電能表具有計量準確,能達到降損、降價的目的,而不是憑以前所想的電子式電能表跑得快。

【結束語】隨著電子式電能表的推廣應用，大家逐漸感覺到電子式電能表優(yōu)越的性能，逐漸體會到電子式電能表不是比原來的機械式電能表“跑”的快，而是因為電子式電能表靈敏度高，機械摩擦小，受外界因素影響小，防竊電能力強，計量準確。相信隨著電力企業(yè)自動化管理水平的提高，電子式電能表在今后的電能計量工作中發(fā)揮更大的作用