感应式电能表和电子式电能表优劣探讨

【摘 要】目前电力行业的电费计量方式正在从单一电价向多种形式电价过渡。变革的电费计量方式,要求电能表能适应新形势的要求。与传统的感应式电能表相比,电子式电能表具有更多的优点,特别是易于实现多功能计量,正在逐渐替代感应式电能表,成为电能计量的主流。

【关键词】电能计量,感应式,电子式

一、引言

電力行业是国民经济发展的重要行业,电能计量直接关系电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的计算,电能计量管理在供电公司中具有非常重要的作用,所以一直以来是供电公司和用电用户关注的焦点。电能表是电能计量管理的基础仪表,其性能直接影响着电能管理的效率和科学化水平。100多年来,随着电力系统的发展及其电能管理系统的不断完善,电能表的结构和性能也经历了不断完善、不断更新的发展过程。目前主要的电能表有感应式(机械式)和电子式(静止式)两种。本文对上述两种电能表进行分析,说明在随着科学技术和电力行业的发展,电子式电能表必将替感应式电能计量表成为电能计量的主流。

二、感应式电能表的构成及缺陷

感应式电能表具有制造简便、运行可靠、价格便宜等优点。经过近100年的不断改进与完善,感应式电能表的制作技术己经成熟。通过双重绝缘、加强绝缘和采用高质量双宝石轴承甚至磁悬浮(推)轴承等技术手段,其结构和磁路的稳定性得以提高,电磁振动被削弱,使用寿命大大延长,且过载能力明显增强。因此,至今在包括我国在内的许多发展中国家甚至是一些发达国家里,感应式电能表仍作为主要的电能计量表被广泛使用。

但是,在现代电力系统中,感应式电能表暴露出许多缺陷:

(l)由于受工作原理和结构等因素的制约,一般感应式电能表的所能达到的准确度为2.0级和1.0级,最高达0.5级,但对大用户和大电网的电能管理,要求电能计量仪器仪表应具有更高的准确度。在市场体系下,高准确度对电能计量管理十分必要。

(2)感应式电能表是针对很低且十分狭窄的频率范围的正弦电压和正弦电流而设计的,但现代电力系统中采用硅整流与换流技术,这些非线性负荷产生大量高次谐波并引起不平衡,致使电网电压波形产生畸变、波动及三相不平衡,同样受工作原理和结构等因素的制约,使感应式电能表计量不正确。

(3)随着电力系统的发展而引发的电能供需矛盾的加剧,许多工业大国日益重视电能管理,都在通过技术改造等各种手段加强对电力负荷的监控,以实现计划用电与合理配电,从而提高电网负荷率。现代电能管理强调自动化、智能化,要求以高新技术手段确保经济杠杆调配电能的使用,以求更高的供用电效率。这便对电能计量仪器仪表提出更多功能化的要求,希望它不仅能计量电能,而且也能应用于管理。因此功能单一的感应式电能表不适应现代电能管理的要求。

三、电子式电能表的优势分析

相对感应式电能表,电子式电能表是国外在70年代发展起来的一种产品,它是应用现代电能测量技术、微电子技术及通信技术构成的一类全新的电能表。2005年,电子式电能表在技术上从模拟乘法器到数字乘法器,性能越来越好,设计水平和生产工艺不断提高,而价格越来越低,大规模批量生产工艺也非常成熟为使电能计量仪表适应工业现代化和电能管理。电子式电能表通常具有计量、监视、控制、管理等四类功能:

(1)计量功能。主要包括双向显示并累计输入和输出的有功电能、无功电能和视在电能。先进的电子式电能表还能对谐波电能计量。

(2)监视功能。主要的监视功能为:最大需量和防窃电监视、缺相指示、停电和恢复供电的时间记录、电压异常报警及预付费表在用户所购电能将用尽时的报警等。

(3)控制功能。主要的控制功能为时段控制与负荷控制。时段控制用于多费率分时计费;负荷控制则是指通过通信接口接收远方控制指令或通过表计内部的编程,按时段和负荷定额控制负荷。预付费电能表还具有所购电能将用尽时的报警及延时跳闸停电的控制功能。

(4)管理功能。电子式电能表的管理功能包括按时段/费率进行计费、预付费提示、为抄表提供必要信息数据、可参与组网进入电能管理系统等。在电子式电能表中,费率的转换由内部钟控或外部触发实现,季节、星期、日或节假日等不同的具体电价,统一由供电部门设定。上述管理功能的实现,对电能管理部门推进综合配电自动化工作产生了很大的促进作用。

四、小结

随着电力行业的大发展和国家对电力行业的改革,传统的感应式电能表由于其工作原理和结构等因素的制约,已经不能适应电力行业峰谷电价、阶梯电价等电能计量要求;电子式电能表的高技术、高工艺、高效益和高可扩展性,使其能不断适应电能计量方式变革的需要,将电能计量及核算从传统的劳动密集型转变为技术密集型,具有高度的生命力,并将最终完全替代感应式电能计量表。

参考文献:

[l]黄伟.电能计量技术[M].北京:中国电力出版社,2005

[2]赵伟,吕鸿莉.电子式电能表及其在现代用电管理中的应用[J].北京:中国电力出版社,1999

[3]刘玉明.提高电能计量准确性的方法研究[D].重庆:重庆大学,2002

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