论文部分内容阅读
摘 要：随着电子技术的不断发展，由于电子式电能表在准确度、多功能、运行功耗、起动电流、负载范围等方面较机械式电能表存在着明显优势，故目前正处于电子式电能表全面取代长寿命机械式电能表的热潮当中，本文将对电子式电能表的功能及其应用与长寿命机械式电能表相比较分析，总结电子式电能表的特点，并针对电子式电能表在运行中应注意的问题做出分析。
关键词：电子式电能表；运行特点；存在问题；解决办法
中图分类号：TM0 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-12-0-02
一、概述
2003年以前，我网区内在电网建设与改造中，单相电能表还基本上全部使用感应式电能表，三相电能表使用了少量的全电子是电能表（但所占比率极少，一般用于变电站、大用户等）。到2003以后，随着电子技术的不断发展，由于全电子式电能表与机械式电能表比较存在运行功耗低、起动电流小、准确度等级高、电量功能齐全、工作频率范围宽、过载能力强等方面存在着明显优势，上级管理部门开始大力推广使用电子式电能表。随着电子式电能表的推广使用，近些年在此基础上实现了预付电费功能（IC卡式预付费电能表）、需求侧管理功能（通过终端实现电子式电能表数据采集与控制）、低压居民载波集中抄表等机械式电能表不能实现的功能。然而随着电子式电能表的运行时间和运行数量的增长，产生的问题也逐渐增多，例如较容易出现黑屏和死机等现象导致运行时间短、多功能方面的影响广泛使用导致存在计量功能的不稳定因素等。为此，本文将针对全电子式电能表在推广和应用中应注意的问题做出分析，有利于更进一步全电子式电能表在推广和应用。
二、推广使用的必要性
电子式电能表的工作原理如下：交流电路中，有功电能是指有功功率与时间的乘积既交流电路中电压U和电流I在某一段与时间的乘积供电路。即W=P·t=UICOS€%O·t，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出电路转换，输出与输入量成正比的电压信号，即将输入电压U转换为Uu，设转换系数为Ku，输入电流I转换为Ui，设转换系数为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乘积（有功功率P）成正比的信号电压信号Up。Up通过伏频转换电量将其转换为频率信号（即脉冲信号），再经过计数器量对脉冲信号进行计数而测得某段时间的电能数值。
电子式电能表采用微电子技术，将单相或三相交流功率转换为脉冲或数字量，并结合单片机应用技术实现各种运算与数据处理以及扩展功能。与普通感应式电能表相比，在功能上具有很大的优势。具有准确性高且稳定、启动电流小、过载能力强、安装方便、防窃电能力强、便于抄表和缴费等；尤其是具有结构精密，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、校验等传统机械式电能表无法实现的功能。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：首检合格率低，不合格的需要进行人工调整；安装运行的电能表几年后超差严重，且一般为负误差，造成供电企业线损虚高；抄表方式只能采用落后的人工抄表；功耗大，每月功耗电量可达越1千瓦时电量吗，造成无偿损失严重；计量宽度有限，一般只能过载4倍，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。
三、实际运行中存在的问题分析
目前本区域已投入运行的高、低压三相多功能、预付费等电子式电能表有4700多只、单相普通、载波电子式电能表有52000多只，而这其中大部分电子式电能表都是户外悬挂式安装的。由于地处南方，外界温度高、湿度大（特别是在夏季），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℃）；在每年的3-5月份回南天时相对湿度60%～100%。由于长时间地运行高温、高湿度环境中，这对利用“液晶显示屏”来读取数据、大量采用高温高湿情况下更容易老化的电子元器件的电子式电能表影响较大。经常导致液晶显示屏无法正常显示、内置电池寿命缩短、某些电子元件老化导致参数会变化进而影响误差和功能等。就地区已投入运行的电子式电能表情况而言，已陆续出现液晶显示屏数据无法显示电量，内部电压取样变压器因故导致电能表不正常工作，运行4-5年度的电能表误差严重超差的10多起，运行中频繁死机的10多起，运行中招雷击爆炸故障达20多起。通过分析总结可以归纳为以下几种问题：
（一）运行稳定、可靠性问题。电子式电能表尽管在测量精度高，基本误差稳定度方面优于感应式电能表，但抗干扰能力比感应式电能表要差得多，而且维护较复杂。在雷雨季节，容易烧毁表计，还易受外界及通讯信号的干扰，造成数据改变。为此，制造厂家应提高电子式电能表的抗干扰能力，做好数据保护措施，在设计上加以改进。
（二）恶劣环境导致寿命缩短问题。对于液晶显示器的电子式电能表使用时要防止高低温，不能受太阳光或其他紫外光辐射，否则会加速失效。电子式电能表液晶显示屏极限工作温度为(-20℃～150℃)，大部分电能表箱是户外悬挂式安装的，炎热夏季电能表长期在烈日下曝晒，其内部温度有时会高达(50℃～160℃)，过高的温度会使液晶显示屏损坏，导致数据无法正常显示。也会造成内置电池寿命大减，一些电子元件的参数会变化。建议改善户外电子表运行环境条件，避免因表箱长时间被曝晒导致电能表高温运行，选用散热效果好有内隔热功能的新型电能表箱。
（三）故障后电量数据恢复难度大问题。全电子式表的电能量一般寄存在存储器中，再通过LCD或LED显示器显示电量等。一旦发生电能表电源模块损害、严重烧表、雷击爆炸等故障时，就有可能发生有存储器有电量数据但不能显示、存储器丢失电量数据记录等问题。所以在发生故障后经常由于用户不能直接确认电能表当前电量值而导致电量追补等后期工作无法顺利开展。
四、存在问题的解决办法
（一）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。在遇到新款电能表准备大批量投入使用前，应该有各省级计量检定单位出具的型式试验报告，型式试验的内容应该包含以上极可能出现问题的情况下运行报告等。通过加强使用前的管理来减少此为问题的发生率。对于已投入使用的电能表应该针对电子式电能表在抄表、周期检定等方面进行检查，还可以尽量利用线损、变损、总分计量损耗等数据排查较隐藏的故障。
（二）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。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。
（三）对所有电子式电能表采用电能计量自动化系统进行电量采集，采集得到的电量存储在系统中，当发生故障后电量数据可以从系统中调用，可以采用的方式有变电站电能量采集终端采集、大用户负荷管理终端采集、公变配电管理终端采集、居民用户载波抄表终端采集等。
五、结束语
由于电子表的可靠性、准确性和经济性，目前个地方都在普遍使用电子式电能表。但电子式电能表的运行也存在着许多新问题，因此我们在使用前和使用中要采用针对电子式电能表特点的工作和管理方法，利用电能计量自动化系统等新技术进一步提高电子式电能表的运行稳定性。
参考文献：
[1]陈向群.电能计量技能考核培训教材[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]雷文.用电检查资格考核培训教材-电能计量[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]黄奇峰.电测仪表技术问答[M].北京:中国电力出版社,2003.
[4]电力行业职业技能鉴定指导中心[M].电能表修校,北京:中国电力出版社,2007.
关键词：电子式电能表；运行特点；存在问题；解决办法
中图分类号：TM0 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-12-0-02
一、概述
2003年以前，我网区内在电网建设与改造中，单相电能表还基本上全部使用感应式电能表，三相电能表使用了少量的全电子是电能表（但所占比率极少，一般用于变电站、大用户等）。到2003以后，随着电子技术的不断发展，由于全电子式电能表与机械式电能表比较存在运行功耗低、起动电流小、准确度等级高、电量功能齐全、工作频率范围宽、过载能力强等方面存在着明显优势，上级管理部门开始大力推广使用电子式电能表。随着电子式电能表的推广使用，近些年在此基础上实现了预付电费功能（IC卡式预付费电能表）、需求侧管理功能（通过终端实现电子式电能表数据采集与控制）、低压居民载波集中抄表等机械式电能表不能实现的功能。然而随着电子式电能表的运行时间和运行数量的增长，产生的问题也逐渐增多，例如较容易出现黑屏和死机等现象导致运行时间短、多功能方面的影响广泛使用导致存在计量功能的不稳定因素等。为此，本文将针对全电子式电能表在推广和应用中应注意的问题做出分析，有利于更进一步全电子式电能表在推广和应用。
二、推广使用的必要性
电子式电能表的工作原理如下：交流电路中，有功电能是指有功功率与时间的乘积既交流电路中电压U和电流I在某一段与时间的乘积供电路。即W=P·t=UICOS€%O·t，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出电路转换，输出与输入量成正比的电压信号，即将输入电压U转换为Uu，设转换系数为Ku，输入电流I转换为Ui，设转换系数为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乘积（有功功率P）成正比的信号电压信号Up。Up通过伏频转换电量将其转换为频率信号（即脉冲信号），再经过计数器量对脉冲信号进行计数而测得某段时间的电能数值。
电子式电能表采用微电子技术，将单相或三相交流功率转换为脉冲或数字量，并结合单片机应用技术实现各种运算与数据处理以及扩展功能。与普通感应式电能表相比，在功能上具有很大的优势。具有准确性高且稳定、启动电流小、过载能力强、安装方便、防窃电能力强、便于抄表和缴费等；尤其是具有结构精密，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、校验等传统机械式电能表无法实现的功能。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：首检合格率低，不合格的需要进行人工调整；安装运行的电能表几年后超差严重，且一般为负误差，造成供电企业线损虚高；抄表方式只能采用落后的人工抄表；功耗大，每月功耗电量可达越1千瓦时电量吗，造成无偿损失严重；计量宽度有限，一般只能过载4倍，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。
三、实际运行中存在的问题分析
目前本区域已投入运行的高、低压三相多功能、预付费等电子式电能表有4700多只、单相普通、载波电子式电能表有52000多只，而这其中大部分电子式电能表都是户外悬挂式安装的。由于地处南方，外界温度高、湿度大（特别是在夏季），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℃）；在每年的3-5月份回南天时相对湿度60%～100%。由于长时间地运行高温、高湿度环境中，这对利用“液晶显示屏”来读取数据、大量采用高温高湿情况下更容易老化的电子元器件的电子式电能表影响较大。经常导致液晶显示屏无法正常显示、内置电池寿命缩短、某些电子元件老化导致参数会变化进而影响误差和功能等。就地区已投入运行的电子式电能表情况而言，已陆续出现液晶显示屏数据无法显示电量，内部电压取样变压器因故导致电能表不正常工作，运行4-5年度的电能表误差严重超差的10多起，运行中频繁死机的10多起，运行中招雷击爆炸故障达20多起。通过分析总结可以归纳为以下几种问题：
（一）运行稳定、可靠性问题。电子式电能表尽管在测量精度高，基本误差稳定度方面优于感应式电能表，但抗干扰能力比感应式电能表要差得多，而且维护较复杂。在雷雨季节，容易烧毁表计，还易受外界及通讯信号的干扰，造成数据改变。为此，制造厂家应提高电子式电能表的抗干扰能力，做好数据保护措施，在设计上加以改进。
（二）恶劣环境导致寿命缩短问题。对于液晶显示器的电子式电能表使用时要防止高低温，不能受太阳光或其他紫外光辐射，否则会加速失效。电子式电能表液晶显示屏极限工作温度为(-20℃～150℃)，大部分电能表箱是户外悬挂式安装的，炎热夏季电能表长期在烈日下曝晒，其内部温度有时会高达(50℃～160℃)，过高的温度会使液晶显示屏损坏，导致数据无法正常显示。也会造成内置电池寿命大减，一些电子元件的参数会变化。建议改善户外电子表运行环境条件，避免因表箱长时间被曝晒导致电能表高温运行，选用散热效果好有内隔热功能的新型电能表箱。
（三）故障后电量数据恢复难度大问题。全电子式表的电能量一般寄存在存储器中，再通过LCD或LED显示器显示电量等。一旦发生电能表电源模块损害、严重烧表、雷击爆炸等故障时，就有可能发生有存储器有电量数据但不能显示、存储器丢失电量数据记录等问题。所以在发生故障后经常由于用户不能直接确认电能表当前电量值而导致电量追补等后期工作无法顺利开展。
四、存在问题的解决办法
（一）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。在遇到新款电能表准备大批量投入使用前，应该有各省级计量检定单位出具的型式试验报告，型式试验的内容应该包含以上极可能出现问题的情况下运行报告等。通过加强使用前的管理来减少此为问题的发生率。对于已投入使用的电能表应该针对电子式电能表在抄表、周期检定等方面进行检查，还可以尽量利用线损、变损、总分计量损耗等数据排查较隐藏的故障。
（二）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。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。
（三）对所有电子式电能表采用电能计量自动化系统进行电量采集，采集得到的电量存储在系统中，当发生故障后电量数据可以从系统中调用，可以采用的方式有变电站电能量采集终端采集、大用户负荷管理终端采集、公变配电管理终端采集、居民用户载波抄表终端采集等。
五、结束语
由于电子表的可靠性、准确性和经济性，目前个地方都在普遍使用电子式电能表。但电子式电能表的运行也存在着许多新问题，因此我们在使用前和使用中要采用针对电子式电能表特点的工作和管理方法，利用电能计量自动化系统等新技术进一步提高电子式电能表的运行稳定性。
参考文献：
[1]陈向群.电能计量技能考核培训教材[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]雷文.用电检查资格考核培训教材-电能计量[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]黄奇峰.电测仪表技术问答[M].北京:中国电力出版社,2003.
[4]电力行业职业技能鉴定指导中心[M].电能表修校,北京:中国电力出版社,2007.