電能表的工作原理

當把電能表接入被測電路時，電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通；交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應(yīng)出渦流；渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉(zhuǎn)矩（主動力矩）而轉(zhuǎn)動。負載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應(yīng)出的渦流也越大，使鋁盤轉(zhuǎn)動的力矩就越大。即轉(zhuǎn)矩的大小跟負載消耗的功率成正比。功率越大，轉(zhuǎn)矩也越大，鋁盤轉(zhuǎn)動也就越快。鋁盤轉(zhuǎn)動時，又受到永久磁鐵產(chǎn)生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反；制動力矩的大小與鋁盤的轉(zhuǎn)速成正比，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快，制動力矩也越大。當主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉(zhuǎn)動。負載所消耗的電能與鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)成正比。鋁盤轉(zhuǎn)動時，帶動計數(shù)器，把所消耗的電能指示出來。這就是電能表工作的簡單過程。

常用電能表簡介

機械電能表

機械電能表（也叫感應(yīng)式電能表）的種類、型號盡管很多，但它們的結(jié)構(gòu)基本相似，都是由測量機構(gòu)、補償調(diào)整裝置和輔助部件（外殼、機架、端鈕盒、銘牌）組成。以下是幾種常用機械電能表。

（1）長壽命電能表。正常使用的機械式電能表的壽命主要取決其下軸承的磨損程度。那么從投入使用到由于下軸承磨損使電能表的基本誤差超差，其間所持續(xù)的時間就是電能表的壽命。電能表的下軸承對電能表的使用壽命有很大影響。

現(xiàn)代電能表的軸承結(jié)構(gòu)主要有：鋼珠寶石軸承、石墨軸承和磁力軸承等。寶石軸承它可分為單寶石軸承和雙寶石軸承。雙寶石軸承的摩擦力較小，耐磨性能更好。磁力軸承主要靠同極性磁鐵之間的排斥力將轉(zhuǎn)動元件懸浮于空間。磁力軸承由于減少了機械磨損，延長了電能表的使用壽命。目前逐步推廣應(yīng)用的長壽命電能表，大多是在軸承上采用了磁力結(jié)構(gòu)。

普通機械電能表采用單寶石軸承，使用壽命一般是5年。長壽命電能表的軸承由于采用了或磁力軸承或石墨軸承或雙寶石軸承等新材料、新技術(shù)，使其壽命可延長至10年左右。

（2）寬量程電能表。近年來，由于居民生活水平的提高，裝設(shè)的家用電器日益增多，容量很大，但同時使用的可能性較小。如果選用舊式的單量程電能表，額定電流選擇偏大，在實際負荷很小時，運行電流可能低于電能表額定電流的10%而使計量不準；反之若電能表額定電流選擇偏小，一旦家用電器同時使用，電能表就可能因過負載而燒毀。而寬量程電能表就能克服以上問題，只要所使用家用電器的電流總和在電能表的額定電流范圍之

內(nèi)，都可以安全準確的計量。因此農(nóng)網(wǎng)和城網(wǎng)改造中居民安裝的電能表一般為長壽命、寬量程電能表。寬量程電能表又叫高過載倍數(shù)電能表，其過載能力可達2～4倍。即這種電能表的額定電流并非一個固定值，而是一個彈性范圍。如單相表銘牌標有：2.0級，220V，10（40）A，則說明該表過載能力為4倍；電能表的額定電流在10～40A以內(nèi)時，準確性仍能滿足2.0級的要求。而2.0級，220V，10A的普通電能表，其過載能力一般只有1.5～2倍。 [4]

電子式電能表

具有單一電能計量功能的機械電能表難以同時勝任分時計量、負荷控制、參數(shù)預置、測量數(shù)據(jù)的采集、存儲及實時傳輸?shù)榷喾N功能，因此全電子式新型計量器具應(yīng)運而生。

多功能電能表。無論什么電能表，要完成電能的計量至少要具備兩項功能，一是產(chǎn)生與實際功率相符的功率信號；二是將該功率信號進行累加從而獲得電能數(shù)值。

電子式電能表也不例外。它首先對實際線路的電壓、電流進行采樣，并通過UI乘法器產(chǎn)生功率信號；其次利用U/f（壓/頻）轉(zhuǎn)換器將功率信號變?yōu)榫哂幸欢l率的脈沖信號，并由計數(shù)器將脈沖信號累計而得電能量。多功能電能表的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 電子式多功能電能表結(jié)構(gòu)圖

圖1中計量芯片W是高度集成的專用三相計量芯片，它完成功率信號P（即UI乘積）的產(chǎn)生；P—f的頻率轉(zhuǎn)換。而脈沖累計、分時計量、缺相處理、液晶顯示、RS485通信等功能則由微處理器CPU控制完成。

多功能電能表一般具有以下幾種功能：

1）計量及存儲功能。能計量多種時段的單、雙向有功、無功電能；能完成當前功率、需量、功率因數(shù)等參數(shù)的測量和顯示。能至少儲存上一個抄表周期的數(shù)據(jù)。

2）監(jiān)視功能。能監(jiān)視客戶功率及最大需量，并通過分析客戶電力負荷曲線防止其竊電行為。

3）控制功能。能對客戶實行時段控制和負荷控制。前者用于多費率分時計費；后者是指通過通信接口接收遠方控制指令或通過表計內(nèi)部的編程(考慮時段和負荷定額)控制負荷。帶IC卡接口的電子式電能表不僅能完成預付費功能，還具有所購電能將用盡時的報警延時、拉閘停電的控制功能。

4）管理功能。電子式電能表通過通信接口，與電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)或抄表系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)與外界的遠程數(shù)據(jù)交換。電力網(wǎng)絡(luò)中具有權(quán)限的客戶服務(wù)器利用電能表的地址編碼（一般為12位十進制數(shù)字），可準確無誤地對其完成時段、時段費率、時段功率限額、剩余電量報警限額、代表日、凍結(jié)日、需量的方式、時間和滑差等的設(shè)置；調(diào)用、查看客戶的實時功率；抄讀其相關(guān)用電量，并將電能計量信息按需要傳送給相應(yīng)的部門，供系統(tǒng)調(diào)度、電能控制、電能交換和營業(yè)計費等使用。