浅谈电子式电能表在应用中的问题

1浅谈电子式电能表在应用中的问题郑虹（广东电网汕头澄海供电局广东汕头515800）摘要：随着科学技术的进步，电子技术的不断发展，由于电子式电能表比感应式电能表准确度高、功能全、功耗低、起动电流小、负载范围宽、无机械磨损等诸多优点，越来越广泛地应用,因此被电力系统大力推广使用，但在实际使用中也遇到一些问题，本文就作者在实际工作中遇到的问题提出了几点解决办法。关键词：电子式电能表应用问题解决一、概述自1999年以来，澄海供电局在电网建设与改造中，一直在使用感应式电能表。到2006年农网建设改造后期，才大力推广使用性能好，科技含量高的电子式电能表。然而，在实际使用过程中也遇到了一些问题，有些是使用环境引起的，也有些是产品设计的原因。为此，本人根据我局多年使用电子式电能表的具体情况和本人的工作经验，对电子式电能表的原理及优缺点作一简略介绍，并对在使用过程中遇到的一下问题提出自己的一些看法，供大家参考。二、电子式电能表的特点（1）多功能化,改变了过去感应式电能表传统单一功能、实现一块表多功能化、如；实现正、反向有功、四象限无功、复费、预付费远程抄表。（2）准确度等级高,一般为0.2到1.0级、并且误差稳定性好、而感应式电能表准确度等级一般为0.5到3.0级。（3）启动电流小,日误差趋向平稳。电子式电能表灵敏度高、0.1%电流下就能开始起动进行计量、而且误差曲线好、在全负荷范围内的误差几乎在一条直线上。而感应式电能表的误差曲线变化大、尤其是在低负荷时误差较大。（4）频率响应范围宽、一般在40-1000HZ。而感应式电能表频率响应范围一般为45-55HZ。（5）受外界影响小、主要是通过乘法器来进行运算的、其计量性能受外界影响小。而感应式电能表是依靠移进磁场进行计量的，因此外界磁场对表计的计量性能影响很大。（6）便于安装使用、电子式电能表是采用静止式的计量方式，无机械部件因此不存在倾斜问题。加上体积小、质量轻，便于使用。而感应式电能表安装有严格规定，若悬挂水平倾斜偏差大、稍微倾斜，将造成电能计量不准。（7）过载能力大，全电子式多功能电能表过载6-10倍。而感应式电能表只能过载4倍。（8）防盗能力强，电子式电能表从基本原理上实现了防止窃电行为。而感应式电能表内外部防窃电的能力差。三、电子式电能表的组成电能表一般由输入级、乘法器、U/f变换器、计数显示控制、电能直流电等几部分组成，基本结构如下图：2（1）输入级：是将被测的高电压和大电流转换成电子电路能处理的低电压和小电流，输入到乘法器中。并使乘法器和电网隔离减小干扰。（2）乘法器：是实现被测电压、电流相乘，并输出功率的器件、它是电子式电能表的关键电路。（3）U/f变换器（电压、频率变换器）是把乘法器输出的有功功率的信号变换为标准脉冲，转换成频率正比于有功功率的脉冲串送入计数器进行电能累计、目前采用的U/f变换器大多数是利用积分式实现变换。（4）计数显示控制电路：计数器对U/f变换器的输出脉冲计数是累计电能、从而完成积分运算。显示器、显示电能表的测量的电能。显示器有液晶显示器(LCD)和发光二极管显示器（LED）等控制电路。控制电路用于实现电子式电能表的各种功能。（5）直流电源：为各部分电子电路的工作提供合适的直流电压。直流稳压电源由降压变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等几部分组成。四、电子式电能表的工作原理交流电路中，有功电能是指有功功率与时间的乘积，即交流电路中电压U和电流I与时间的乘积。W的表达方式：W=Pt=UICOSφT电子式电子表的测量是对被测电压和电流经电压输入电路和电流输入电路转换。电压U转换为Uu转换系数Kl、电流I转换为Ui转换系数为Ki然后通过乘法器将输入转换后的Uu和Ui进行相乘，产生一个与Uu和Ui的乘积（有功功率P）成正比的信号E0，E0通过U/f(电压、频率)转换为数字量，再经过计数器计数而测得某段时间T的电能数值。例如单相电子式复费率电能表的工作原理框图如下：五、使用电子式电能表的好处电子式电能表是采用大规模集成电路以及SMT技术制造的高科技含量计量装置，它是通过电子电路采样直接转化为电量。具有准确性高、功耗小，没有每月1kW．h的表损；安全性好、不可调，具有防窃电功能；体积小、重量轻，对3高温、污染、振动等外部环境要求不高；尤其是具有传统机械式电能表无法比拟的优点，即：结构精密，永不磨损，有优良的运行特性以及具有电脑全自动化抄表、计费、校验等功能。这些功能不但可以提高工作效率和工作质量，而且还满足供用电双方权利、利益的需求。由于机械式电能表存在如下缺点：计量准确性差，不符合商品的交易准则；功耗大，无偿损失严重；计量宽度有限，不能胜任计量峰谷特性的用电负荷；运行特性较差，工作条件对误差影响大；安全性较差常引发漏电、火灾等事故；计量方式落后，不适应现代科学管理的需求。所以，随着科学技术的不断发展，目前所使用的机械式电能表，已不能适应用电客户的需求和电力企业改革发展的需要。这样，技术含量高、优点多的电子式电能表也就应运而生，而被电力系统大力推广使用。六、存在问题１、目前我局已投入运行的高、低压三相电子式电能表[附注1]有6000多只、单相电子式电能表有13万多只，而专变的大工业用户，计量的低压三相电子式电能表大部分都是户外悬挂式安装的。随着炎热夏季的来临，外界气温持续上升，正午时分在强烈阳光下的金属表箱表面温度，经现场测量可高达60～70℃，而表箱长期在烈日下曝晒，其内部温度也可高达50～60℃（电子式电能表的液晶显示屏的极限工作温度为50℃）。由于电能表被迫长时间地运行在超高温环境中，这对利用“液晶显示屏”来读取数据的电子式电能表影响较大，因为过高的运行温度会使“显示屏”的数据无法正常显示，也会造成内置电池寿命大减，某些电子元件的参数会变化。就汕头市澄海区已投运的电子式电能表情况而言，2006年５月以来，在户外悬挂式安装并已投运的三相电能表当中，已出现部分液晶显示屏数据无法显示，内部电路因故工作不正常等故障达10多起，直接影响了对部分大工业用户的电能计量的电量统计和电费的正常回收。如果三相电子式电能表的运行环境不加以改进，计量装置的故障率还会有所增加，将会导致故障处理和运行维护工作及电费回收的难度进一步加大。２、有些三相电子式电能表，其产品使用说明书中标注的允许运行温度与实际能承受的运行温度不相符，对于安装使用、运行维护和运行环境条件方面没有提出详尽的要求。３、随着电子式电能表的大量增加，还有集中抄表系统的应用，有些电子式电能表可能由于设计的问题，在同一个采集系统接的表较多时会偶尔出现通信中断而造成远程抄表失败的现象七、问题的解决１、设法改善户外式安装的三相电子式电能表现有运行环境条件，避免因表箱长时间被曝晒导致电能表高温运行，选用设计合理、通风散热效果好，带阳光挡板和内隔热功能的新型电能表箱。２、为减少故障率，可通过试验比对的方法，选用那些质量可靠，功能达到要求的电子式电能表，一般情况下，选用２种左右不同品牌的电能表就已足够，否则会加大日常维护工作的难度。３、对于用电量较大或者比较重要的用电客户，在已装有电子表的基础上再接入一只机械式的电能表，一旦电子表发生故障而无法计费，就可参照机械式电能表中累计的总电量数据进行合理计收电费。4４、每逢雷雨天气和炎热的季节，必须加大对计量装置的巡查和维护力度，发现异常要及时分析处理，以保证大工业用户电能计量装置的正常运行。５、通过合理配置一个采集系统所接的电能表的数量，保证远程抄表系统的通信顺畅，并且与生产厂家进行沟通，改善设计，提高电子式电能表的与配套采集系统的通信能力，减少通信中断的几率，提高远程抄表的成功率。八、几点建议(1)应选用合格产品。必须要选用有计量许可证、生产许可证和产品合格证的正规生产厂家，以保证产品无假冒伪劣。同时在选用产品时，还应有上级计量检测单位出示的检定证书。(2)做好表计的检验工作。对电子表入库前必须要做好表计的首检合格工作，首检率应为100%。由于有些厂家的产品静态工作状态比较稳定，当负荷变化较大时，表计的误差特别不稳，首检时务必要做好表计的走字试验。同时应做好日常运行表计的抽检工作。(3)做好售后维护和服务工作。在电子表的使用过程中，或多或少地会出现这样或那样的问题，如果处理不及时还会引起同客户之间的计量纠纷。因此，无论表计生产厂家(或供电企业)都要十分重视表计的运行维护工作。结束语：通过以上对电子表的特点和工作原理的了解，我局现已开始大面积普及使用电子式电能表。在使用过程中体会到了电子表的可靠性、准确性和经济性，首先是提高了电能计量的准确，大大降低电能损耗，还杜绝和减少了用户的窃电行为。但电子式电能表也存在着许多问题，因此我们在校验过程中一定要探索和研究，在选购上也应注意设备的选型问题。作者介绍：郑虹，1978年出生，助理工程师，汕头澄海供电局市场营销部计量二班校表员，从事电能表的校验及相关工作。联系方式：电子信箱：[e-mail]办公电话：0754—85736119手机：[phone]参考文献来源：[附注1]澄海供电局2011年度电能计量(故障)统计表