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摘要：简叙了电能表的概念，具体阐述智能电能表的技术特点、结构原理和功能及其优越性，指出智能电能表正朝着信息互动化、用电智能化的方向发展。
关键词：智能电能表 技术特点 功能原理 应用前景
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-562-01
前言：电能表是一种累计发出或消耗电能量的计量仪表，主要用于供电企业与电力客户、各大电网关口或发电厂与电网变电所之间结算有功和无功电能量，以及用于供电企业统计线损、网损。电能表的出现和发展已有一百多年历史，随着科学技术的飞跃发展，电能表已从感应式交流电能表发展到电子式交流电能表，再到电子式多功能电能表，截止目前到智能电能表，我国电能表正朝着信息互动化、用电智能化的方向发展。
一、智能电能表的概念
智能电能表是应用计算机技术、通讯技术等，形成以智能芯片为核心，具有准确计量客户使用的电能外，还具备信息传输、远程停送电、异常报警等功能的电子式电能表。智能电能表是先对用户供电电流和电压进行收集，再通过智能表的集成电路对收集到的电流信号进行分析和处理，将处理后的电流和电压信号转换成与电能一致的脉冲进行电能输出。
二、智能电能表技术特点
1、功能强大
通过对单片机程序的软件开发，智能电能表可实现正、反向有功、四象限无功、复费率、预付费、远程集中抄表等功能。有时装用一块电子式电能表可相当于七块感应式电能表（即二块正向有功表、二块正向无功表、二块最大需量表，一块失压计时仪），并能实现这七块表所不能实现的分时计量，数据自动抄读等功能。同时，表计数量的减少，有效地降低了二次回路的压降，提高了整个计量装置的可靠性和准确性。
2、准确度等级高且稳定
感应式电能表的准确度等级一般为 0.5 级到 3 级，并且由于机械磨损，误差很容易发生变化。 智能电能表采用精密电子元器件，准确度高，可靠性好，可方便地利用各种补偿轻易地达到较高的准确度等级， 并且误差稳定性很好，智能电能表的准确度等级一般为 0.2 级到 2 级。
3、起动电流小且误差曲线平整
感应式电能表要在0.3%Ib下才能起动并进行计量，而智能电能表非常灵敏，在 0.l%Ib
电流下就能开始起动进行计量，且误差曲线很好，在全负荷范围内误差几乎为一条直线，而感应表的误差曲线变化很大，尤其在低负荷时误差较大。以居民常用的220V、5A 电能表为例，感应式电能表在3.3W才起动，而智能电能表在1.1W 就会起动。 智能电能表在轻负载、小电流的情况下（如手机充电、电视机和空调使用遥控器关闭处于待机状态等）也能正常计量，该特点虽不会引起电量大幅增加，但建议养成电器不用拔插头的良好用电习惯，避免不必要的电费支出。
4、过载能力强
感应电能表是利用线圈进行工作的，为保证其计量准确度，一般只能过载四倍，而智能电能表可过载六至十倍。
5、信息交互功能强大
智能电能表具有 RS485 和 RS232 接口，可实现与其它设备的通信，配套应用用电信息采集系统，可实现表内用电信息的采集，对用电情况进行实时智能分析，智能电能表也能接受其它设备指令，进行停送电操作等。
6、频率响应范围宽、受外磁场影响小
感应式电能表是依靠移进磁场的原理进行计量的，因此外界磁场对表计的计量性能影响很大，而智能电能表主要是通过乘法器进行运算的，其计量性能受外磁场影响小。
7、表损小
智能电能表本身的功耗比感应式电能表小（表计的功耗没有计入用电量，由供电企业承担），智能电能表运行电能消耗比机械表每月减少 0.5kWh 左右。
8、便于安装使用
感应式电能表的安装有严格的要求，若悬挂水平倾度偏差大，甚至明显倾斜，则造成电能计量不准。 而电子式电能表采用的是静止式的计量方式，无机械旋转部件，因此不存在上述问题，加上体积小，重量轻，便于安装使用。
三、智能电能表的计量的优越性及其功能
1、优越性
智能电能表与普通电能表相比， 在计量准确性要求上是相同的。 智能电能表是电子式电能表的一种，与普通电子式电能表相比，增加了一个通讯模块，不会对电能表的计量性能产生影响，同时通讯模块所需的电源取自电网侧，其消耗的能量由供电企业承担，不会计入客户的用电量。通过理论计算和各种试验表明，不存在智能电能表较普通表快的现象。
智能电能表与传统机械式电能表相比，机械式电能表仅具备单一电量计量功能，表计自身能耗高（约为智能电能表的2 倍多），不能实现信息传输。 机械式电能表随着使用年限的增加，磨损增大，性能下降。 智能电能表采用精密元件，在轻负载、小电流的情况下（如电视机和空调使用遥控器关闭处于待机状态等）也能正常计量，该特点不会引起客户电量大幅增加， 但建议客户养成良好的用电习惯，避免不必要的电费支出，保证你的用电安全。
2、功能
1） 分时计量功能
具有正向有功电能、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功。 具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计，存储总、尖、峰、平、谷电能量。 至少存储上 12 个月的总电能量和各费率电能量；数据存储分界时刻可以为每月 1 号至 28 号内的整点时刻。
2）费控功能
费控功能的实现分为本地和远程 2 种方式。 本地方式通过 CPU 卡、射频卡等固态介质实现，远程方式通过载波等虚拟介质和远程售电系统实现。 本地费控在电能表内进行电费实时计算，其主要功能包括：当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表应能以声、光或其他方式提醒用户。远程费控其电费计算在远程售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、ESAM 数据抄读指令时，需通过严格的密码验证及安全认证。通过固态介质或虚拟介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证或 ESAM 模块等安全认证，以确保数据传输安全可靠。
3） 测量及监测功能
能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流（包括零线电流）、功率、功率因数等运行参数。
4） 事件记录功能
永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。 能记录编程总次数，编程时的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。 掉电的总次数，掉电发生及结束的时刻。 远程控制拉闸和远程控制合闸事件，记录拉、合闸事件发生时刻和电能量等数据。
5） 费率、时段方案
具有2套费率时段表， 可在约定的时刻自动转换；每套费率应至少支持4个费率。 具有日历、时钟，全年应至少可设置2个时区，在24h 内至少可以任意编程8个时段；时段的最小间隔为15min；时段可跨越零点设置。
6）报警功能
当出现故障或报警项时，电能表停留在该代码上或报警提示，背光灯持续点亮；当剩余电费小于报警电费时，提示“请购电”，当电能表出现故障时，显示出错信息码。
7）冻结功能
包括定时、瞬时、约定、日、整点冻结等。 定时冻结是指按照约定的时间及间隔冻结电能量数据；瞬时冻结是指在非正常情况下，冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据；约定冻结是指在新老 2 套费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊需要时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据；日冻结是指存储每天零点时刻的电能量；整点冻结是指存储整点时刻或半点时刻的有功总电能。
此外，智能电能表还具有显示、计时、通信等功能。
四、结语
智能电能表提高了抄表数据的准确性，避免了人工错抄、漏抄、抄表不及时给客户造成的不便。配合智能电能表应用的采集系统每天可自动定时抄表，提高了抄表的实时性，为准確查询、方便缴费、余额提醒等服务措施提供技术支撑。同时作为智能电网的智能终端设备，智能电能表为了适应智能电网和新能源的使用，已经不再是传统意义上的电能表，它代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。
关键词：智能电能表 技术特点 功能原理 应用前景
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-562-01
前言：电能表是一种累计发出或消耗电能量的计量仪表，主要用于供电企业与电力客户、各大电网关口或发电厂与电网变电所之间结算有功和无功电能量，以及用于供电企业统计线损、网损。电能表的出现和发展已有一百多年历史，随着科学技术的飞跃发展，电能表已从感应式交流电能表发展到电子式交流电能表，再到电子式多功能电能表，截止目前到智能电能表，我国电能表正朝着信息互动化、用电智能化的方向发展。
一、智能电能表的概念
智能电能表是应用计算机技术、通讯技术等，形成以智能芯片为核心，具有准确计量客户使用的电能外，还具备信息传输、远程停送电、异常报警等功能的电子式电能表。智能电能表是先对用户供电电流和电压进行收集，再通过智能表的集成电路对收集到的电流信号进行分析和处理，将处理后的电流和电压信号转换成与电能一致的脉冲进行电能输出。
二、智能电能表技术特点
1、功能强大
通过对单片机程序的软件开发，智能电能表可实现正、反向有功、四象限无功、复费率、预付费、远程集中抄表等功能。有时装用一块电子式电能表可相当于七块感应式电能表（即二块正向有功表、二块正向无功表、二块最大需量表，一块失压计时仪），并能实现这七块表所不能实现的分时计量，数据自动抄读等功能。同时，表计数量的减少，有效地降低了二次回路的压降，提高了整个计量装置的可靠性和准确性。
2、准确度等级高且稳定
感应式电能表的准确度等级一般为 0.5 级到 3 级，并且由于机械磨损，误差很容易发生变化。 智能电能表采用精密电子元器件，准确度高，可靠性好，可方便地利用各种补偿轻易地达到较高的准确度等级， 并且误差稳定性很好，智能电能表的准确度等级一般为 0.2 级到 2 级。
3、起动电流小且误差曲线平整
感应式电能表要在0.3%Ib下才能起动并进行计量，而智能电能表非常灵敏，在 0.l%Ib
电流下就能开始起动进行计量，且误差曲线很好，在全负荷范围内误差几乎为一条直线，而感应表的误差曲线变化很大，尤其在低负荷时误差较大。以居民常用的220V、5A 电能表为例，感应式电能表在3.3W才起动，而智能电能表在1.1W 就会起动。 智能电能表在轻负载、小电流的情况下（如手机充电、电视机和空调使用遥控器关闭处于待机状态等）也能正常计量，该特点虽不会引起电量大幅增加，但建议养成电器不用拔插头的良好用电习惯，避免不必要的电费支出。
4、过载能力强
感应电能表是利用线圈进行工作的，为保证其计量准确度，一般只能过载四倍，而智能电能表可过载六至十倍。
5、信息交互功能强大
智能电能表具有 RS485 和 RS232 接口，可实现与其它设备的通信，配套应用用电信息采集系统，可实现表内用电信息的采集，对用电情况进行实时智能分析，智能电能表也能接受其它设备指令，进行停送电操作等。
6、频率响应范围宽、受外磁场影响小
感应式电能表是依靠移进磁场的原理进行计量的，因此外界磁场对表计的计量性能影响很大，而智能电能表主要是通过乘法器进行运算的，其计量性能受外磁场影响小。
7、表损小
智能电能表本身的功耗比感应式电能表小（表计的功耗没有计入用电量，由供电企业承担），智能电能表运行电能消耗比机械表每月减少 0.5kWh 左右。
8、便于安装使用
感应式电能表的安装有严格的要求，若悬挂水平倾度偏差大，甚至明显倾斜，则造成电能计量不准。 而电子式电能表采用的是静止式的计量方式，无机械旋转部件，因此不存在上述问题，加上体积小，重量轻，便于安装使用。
三、智能电能表的计量的优越性及其功能
1、优越性
智能电能表与普通电能表相比， 在计量准确性要求上是相同的。 智能电能表是电子式电能表的一种，与普通电子式电能表相比，增加了一个通讯模块，不会对电能表的计量性能产生影响，同时通讯模块所需的电源取自电网侧，其消耗的能量由供电企业承担，不会计入客户的用电量。通过理论计算和各种试验表明，不存在智能电能表较普通表快的现象。
智能电能表与传统机械式电能表相比，机械式电能表仅具备单一电量计量功能，表计自身能耗高（约为智能电能表的2 倍多），不能实现信息传输。 机械式电能表随着使用年限的增加，磨损增大，性能下降。 智能电能表采用精密元件，在轻负载、小电流的情况下（如电视机和空调使用遥控器关闭处于待机状态等）也能正常计量，该特点不会引起客户电量大幅增加， 但建议客户养成良好的用电习惯，避免不必要的电费支出，保证你的用电安全。
2、功能
1） 分时计量功能
具有正向有功电能、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功。 具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计，存储总、尖、峰、平、谷电能量。 至少存储上 12 个月的总电能量和各费率电能量；数据存储分界时刻可以为每月 1 号至 28 号内的整点时刻。
2）费控功能
费控功能的实现分为本地和远程 2 种方式。 本地方式通过 CPU 卡、射频卡等固态介质实现，远程方式通过载波等虚拟介质和远程售电系统实现。 本地费控在电能表内进行电费实时计算，其主要功能包括：当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表应能以声、光或其他方式提醒用户。远程费控其电费计算在远程售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、ESAM 数据抄读指令时，需通过严格的密码验证及安全认证。通过固态介质或虚拟介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证或 ESAM 模块等安全认证，以确保数据传输安全可靠。
3） 测量及监测功能
能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流（包括零线电流）、功率、功率因数等运行参数。
4） 事件记录功能
永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。 能记录编程总次数，编程时的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。 掉电的总次数，掉电发生及结束的时刻。 远程控制拉闸和远程控制合闸事件，记录拉、合闸事件发生时刻和电能量等数据。
5） 费率、时段方案
具有2套费率时段表， 可在约定的时刻自动转换；每套费率应至少支持4个费率。 具有日历、时钟，全年应至少可设置2个时区，在24h 内至少可以任意编程8个时段；时段的最小间隔为15min；时段可跨越零点设置。
6）报警功能
当出现故障或报警项时，电能表停留在该代码上或报警提示，背光灯持续点亮；当剩余电费小于报警电费时，提示“请购电”，当电能表出现故障时，显示出错信息码。
7）冻结功能
包括定时、瞬时、约定、日、整点冻结等。 定时冻结是指按照约定的时间及间隔冻结电能量数据；瞬时冻结是指在非正常情况下，冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据；约定冻结是指在新老 2 套费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊需要时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据；日冻结是指存储每天零点时刻的电能量；整点冻结是指存储整点时刻或半点时刻的有功总电能。
此外，智能电能表还具有显示、计时、通信等功能。
四、结语
智能电能表提高了抄表数据的准确性，避免了人工错抄、漏抄、抄表不及时给客户造成的不便。配合智能电能表应用的采集系统每天可自动定时抄表，提高了抄表的实时性，为准確查询、方便缴费、余额提醒等服务措施提供技术支撑。同时作为智能电网的智能终端设备，智能电能表为了适应智能电网和新能源的使用，已经不再是传统意义上的电能表，它代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。