電能表已有超過(guò)100年的歷史。從感應(yīng)式電能表到電子式電能表，進(jìn)入21世紀(jì)后，更是進(jìn)入了智能電能表時(shí)代。智能電能表除了具有電力客戶(hù)和電力公司電能計(jì)量計(jì)費(fèi)的傳統(tǒng)功能之外，也是用電信息溝通和供電服務(wù)交互的有效工具，是智能電網(wǎng)和智能用電的基礎(chǔ)。本版今起開(kāi)設(shè)“認(rèn)識(shí)智能電能表”系列報(bào)道。讓我們一起來(lái)了解、熟悉智能電能表的發(fā)展歷程、生產(chǎn)過(guò)程、工作機(jī)理、實(shí)用功能，做到科學(xué)用電、節(jié)約用電。

　　什么是電能表？

　　電能表實(shí)現(xiàn)有功電能的測(cè)量，也稱(chēng)千瓦時(shí)表、電度表、火表，電能表是專(zhuān)用計(jì)量器具，用于計(jì)量某一段時(shí)間內(nèi)的電量累積值，單位是千瓦時(shí)，俗稱(chēng)度。

　　按準(zhǔn)確度等級(jí)劃分，電能表可分為普通安裝式電能表（分為2，1，0.5S，0.2S級(jí)），標(biāo)準(zhǔn)電能表（分為0.2，0.1，0.05，0.02級(jí)）；按相數(shù)分類(lèi)，電能表分為單相電能表、三相三線電能表和三相四線電能表；按工作原理分類(lèi)，電能表分為感應(yīng)式電能表和電子式電能表，電子式電能表又分為普通電子式電能表、多功能電能表和智能電能表等；按接入方式分類(lèi)，電能表分為直接接入式和經(jīng)互感器接入式，直接接入式用于電壓220伏的場(chǎng)合，間接式用于電壓等級(jí)高、必須通過(guò)互感器接入的場(chǎng)合。

　　什么是感應(yīng)式電能表？

　　感應(yīng)式電能表也稱(chēng)為機(jī)械式電能表。感應(yīng)式電能表雖然種類(lèi)、型號(hào)多，但基本結(jié)構(gòu)相似，都由測(cè)量機(jī)構(gòu)和輔助部件兩部分組成。測(cè)量機(jī)構(gòu)是電能表實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量的核心部分，包括電磁驅(qū)動(dòng)元件、轉(zhuǎn)動(dòng)元件、制動(dòng)元件、軸承和計(jì)度器等。電磁驅(qū)動(dòng)元件包括電壓元件和電流元件，轉(zhuǎn)動(dòng)元件由轉(zhuǎn)盤(pán)和轉(zhuǎn)軸組成，制動(dòng)元件由永久磁鐵和調(diào)整裝置組成，軸承的質(zhì)量好壞對(duì)電能表的準(zhǔn)確度和使用壽命有重要影響。輔助部件包括基架、底座、表蓋、銘牌等。

　　感應(yīng)式電能表的工作原理是通過(guò)電壓元件和電流元件，將交變電壓、電流轉(zhuǎn)變?yōu)榇┻^(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)的交變磁通，該磁通與其在轉(zhuǎn)盤(pán)中感應(yīng)的電流相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)元件產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與被測(cè)電路的功率成正比。轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)傳給計(jì)度器，計(jì)度器是電能表的指示部分。與單相感應(yīng)式電能表相比，三相感應(yīng)式電能表有兩組或三組電磁驅(qū)動(dòng)元件，它們產(chǎn)生的電磁驅(qū)動(dòng)力矩共同作用在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)元件上，由一個(gè)計(jì)度器指示總電能量。

　　由于感應(yīng)式電能表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全耐用，又便于批量生產(chǎn)和維修，因此，得到了快速發(fā)展，在交流電能計(jì)量領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。但隨著用電量的迅速增長(zhǎng)和逐漸加劇的能源供需矛盾，要求電能表具有更多功能，不僅能夠進(jìn)行電能計(jì)量，也能夠應(yīng)用于管理，感應(yīng)式電能表顯得功能單一，難以適應(yīng)現(xiàn)代電能管理要求。

　　什么是電子式電能表？

　　隨著微電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，科技人員不斷尋求交流電能計(jì)量的新途徑。20世紀(jì)80年代初，國(guó)際上出現(xiàn)了全部由電子元器件組成的交流電能表。由于這類(lèi)電能表沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)元件，因此，IEC標(biāo)準(zhǔn)把它定義為靜止式電能表，以區(qū)別于感應(yīng)式電能表，國(guó)內(nèi)稱(chēng)它為電子式電能表。

　　電子式電能表結(jié)構(gòu)與感應(yīng)式電能表類(lèi)似，也是由測(cè)量機(jī)構(gòu)和輔助部件兩部分組成。測(cè)量機(jī)構(gòu)以電子電路為主，測(cè)量元件由乘法器、轉(zhuǎn)換器和計(jì)數(shù)器構(gòu)成；輔助部件與感應(yīng)式相同。電子式電能表運(yùn)用模擬或數(shù)字電路得到電壓和電流向量的乘積，然后通過(guò)數(shù)字電路對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分來(lái)實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量功能。電能的測(cè)量完全靠電子線路和電子模塊來(lái)完成，計(jì)算結(jié)果和測(cè)量參數(shù)由軟件來(lái)控制完成，表現(xiàn)出了較大的靈活性。

　　20世紀(jì)80年代中后期，靜止式電能表（電子式電能表）在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些壽命長(zhǎng)、可靠性高、適合現(xiàn)場(chǎng)使用要求的表計(jì)，有的表計(jì)可以在很寬的電壓、電流范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換。電子式電能表可以用一個(gè)計(jì)量單元同時(shí)實(shí)現(xiàn)有功電能、無(wú)功電能和視在電能的測(cè)量，另外，還可以方便地實(shí)現(xiàn)最大需量、預(yù)付費(fèi)、復(fù)費(fèi)率（分時(shí)）、通信等功能。電子式電能表的這些特點(diǎn)，推動(dòng)了自動(dòng)抄表技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始電子式電能表的研發(fā)，發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)械時(shí)鐘、電子時(shí)鐘、微處理器分時(shí)開(kāi)關(guān)及自主研發(fā)專(zhuān)用計(jì)量芯片等階段。

　　什么是智能電能表？

　　智能電能表是智能電網(wǎng)高級(jí)量測(cè)體系（AMI）的基礎(chǔ)元件之一，承擔(dān)電能數(shù)據(jù)采集、計(jì)量、傳輸和處理，支持智能電網(wǎng)對(duì)用電負(fù)荷管理、分布式能源計(jì)量、電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度、電力市場(chǎng)交易和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等方面要求。智能電能表具備綜合數(shù)據(jù)采集能力，包括電壓、電流、有功電量、無(wú)功電量、功率；支持預(yù)付費(fèi)和遠(yuǎn)程管理，支持遠(yuǎn)程負(fù)荷控制；支持雙向通信，為未來(lái)家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。

　　與傳統(tǒng)電子式電能表相比，智能電能表除了基本計(jì)量功能外，還具備如下功能特點(diǎn)：具有寬量程的電流、電壓等電氣參數(shù)測(cè)量功能，滿足不同現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的運(yùn)行監(jiān)測(cè)需要。具有需量和分時(shí)、分段計(jì)量功能，滿足分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)執(zhí)行需要。具備電能雙向計(jì)量功能，支持分布式能源用戶(hù)的接入。配置硬時(shí)鐘、約定試點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和凍結(jié)、停斷電等事件記錄、負(fù)荷記錄、停電抄表、事件報(bào)警等功能，滿足停斷電結(jié)算、計(jì)量差錯(cuò)鑒定和糾紛處理。具有異常用電狀況在線監(jiān)測(cè)、診斷、報(bào)警及智能化處理功能，滿足計(jì)量裝置故障處理和在線監(jiān)測(cè)的需求�？蓪�(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或本地費(fèi)控功能，并通過(guò)信息安全認(rèn)證措施，滿足欠費(fèi)控制、防竊電、負(fù)荷管理等需要。具有多種通信接口，可實(shí)現(xiàn)用電信息采集、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、負(fù)荷控制、事件上報(bào)等數(shù)據(jù)交互功能。