电能表[范文]

第一篇：电能表[范文]

终端电能计量表计1 概述

终端电能计量表计采用DIN35mm导轨式安装结构、LCD显示，测量电能及其它电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，并具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。

??? 该电能表具有体积小巧、精度高、可靠性好、安装方便等优点，性能指标符合国标GB/T 17215-2002、GB/T 17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，适用于政府机关和大型公建中对电能的分项计量，也可用于企事业单位作电能管理考核。2 适用环境

正常工作温度：-10℃～+45℃ 极限工作温度：-20℃～+60℃ 储存温度：-40℃～+70℃ 相对湿度：≤95%（无凝露）海拔高度：≤2500m 3 产品选型一览表 产品介绍

4.1 DDS1352计量仪表 4.1.1功能 ● 计量

计量单相有功总电能，反向计入总电能 ● 显示

6位宽温型LCD显示；有功电能脉冲LED指示 ● 输出

有功电能脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 4.1.2技术参数

项 目

性能参数电气 特性

? 参比电压AC220V 工作电压0.7Un~1.2Un 电流规格5(30)A 额定频率50Hz 准确度等级有功1.0级 电压线路功耗≤1W，5VA 电流线路功耗≤1VA 电能脉冲输出光耦隔离，集电极开路输出，脉宽80ms±20ms机械特性外形尺寸 18×91×64mm，1模数最大接线能力6mm2环境 条件工作温度-20℃~+60℃存储温度-40℃~+70℃相对湿度≤95℅（无凝露）

? ? ? ? ? ?

?4.1.3外形尺寸(mm)正视图

侧视图

? 4.1.4接线端子

终端电能计量表计4.2 DDSD1352计量仪表 4.2.1 功能(■代表：标配功能；□代表：可选功能)

4.2.2 技术参数

4.2.3 外形尺寸(mm)??? 4.2.4 接线端子 4.3 DDSY1352计量仪表 4.3.1功能

● 计量双方向有功电能（反向计入正向）? 预付费功能，实现先交费后用电?●

预报警与专用预付费断路器控制信号输出功能?●

?● 采用接触式逻辑加密卡，确保电量、电费等数据安全存储

有功电能脉冲输出，光电隔离?● LCD液晶显示?●

多电参量测量?●

?● RS485通讯，Modbus-RTU协议（可选）?● 配套的IC卡预付费管理系统，采用大型数据库、数据容错和高强度动态加密等先进的技术，操作方便，安全性和可靠性极高。具有完备的售电管理功能功能 4.3.2技术参数

项 目

性能参数电气 特性

? 参比电压AC 220V 工作电压0.9Un~1.1Un 电流规格10(60)A 额定频率50Hz 准确度等级有功1级 时钟准确度日误差≤0.5s/d 电压线路功耗≤2W，10VA 电流线路功耗≤4VA 电能脉冲输出无源输出，外接电源DC+5V-+24V，脉宽80ms±20ms 通讯RS485接口，Modbus-RTU协议（或DL/T645规约）机械特性外形尺寸 72×86×58mm，4模数最大接线能力25mm2环境 条件工作温度-20℃~+60℃存储温度-40℃~+70℃相对湿度≤95℅（无凝露）? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.3外形尺寸(mm)

4.3.4 接线端子 DDSF1352计量仪表 4.4.1功能 ● 计量

计量单相有功总电能，反向计入总电能并单独累计 ● 测量 测量单相电压、电流 ● 分时

百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置3个费率，8时段，时段最小间隔1分钟 ● 结算

电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）● 显示

7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、当前费率LED指示 ● 输出

有功电能脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 ● 通讯

支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）4.4.2技术参数

4.4.3 外形尺寸(mm)

4.4.4 接线端子

4.5 DTSF1352计量仪表 4.5.1功能 ● 计量

计量总有功电能，反向计入总电能 ● 分时

百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置4个费率，8时段，时段最小间隔1分钟 ● 结算

电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）● 显示

7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、当前费率、分相有电、功率反向LED指示 ● 输出

有功电能脉冲输出、时钟脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 ● 通讯

支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）4.5.2 技术参数

4.5.3 外形尺寸(mm)

4.5.4 接线端子

4.6?DTSD1352计量仪表 4.6.1功能 ● 计量

计量总的正反向有功和无功电能（4象限电能）● 测量

测量分相电压、分相电流、分相及总的有功功率、无功功率和视在功率、分相及总的功率因数、电网频率 ● 需量

有功、无功功率最大需量统计 ● 分时

百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置2个年时区、2套时段表、4个费率，8时段，时段最小间隔1分钟 ● 结算

电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）● 显示

7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、无功电能脉冲、报警、相序、失压、当前费率LED指示

● 输出

有功电能脉冲输出、无功电能脉冲输出，无源光电隔离型输出端口 ● 通讯

支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）4.6.2技术参数

4.6.3?外形尺寸(mm)

4.6.4 接线端子

4.7?安装方式 ??? DDS1352、DDSD1352、DDSF1352、DTSF1352、DTSD1352、DDSY1352计量仪表采用35mm标准导轨安装方式，如下图： ??? ? 5 应用方案

???点此处见（详情）

第二篇：电能表相线小结

首先我们先谈一下三相三线制电能表接线孔的布局吧，它是有8个接线柱，2和7接有连接片分别接在1和6接线柱上，接线的地方按顺序为1、3、4、5、6、8，具体接线是这样：将A相电源进线接1，出线接3，B相电源进线既然

4、出线接5(其实这2个接线柱是短接的)，C相电源进线接6，出线接8。具体见图。

三相四线：

“三相电能表”与三相四线电能表"区别于内部电压线圈的额定电压: 三相表的电压线圈额定电压是380V,电流线圈额定电流是5A,要配电流互感器才能使用,其计量负荷电流可以很大(电度是倍率计);三相四线的电压线圈额定电压是220V,电流线圈额定电流5A、10A、20A、30A.....各档或更大些, 可以不配电流互感器使用，(表面行度是实际电度)。

三相三线电表主要是针对三相用电器设备来说，不一定非得380V，10KV电机也可以，只要是三相用电设备就行，比如：10KV三相电动机，在此电路中不能存在每相与中性点之间的用电设备，三相四线不存在这样的局限。

第三篇：国家电网公司电能表技术规范

国家电网公司电能表技术规范 总则

1.1本通用要求适用于国家电网公司系统(以下简称公司系统)计量用单相多功能载波电能表的招标采购，它包括指标、机械性能、适应环境、功能、电气性能、抗干扰及可靠性等方面的技术要求、验收要求以及商务、供货、质保、售后服务等要求。

1.2 本通用要求提出的是最低限度的技术要求。凡本通用要求中未规定，但在相关设备的国家标准或IEC标准中有规定的规范条文，卖方应按相应标准的条文进行设备设计、制造、试验和安装。

1.3 如果卖方没有以书面形式对本技术规范的条文提出异议, 则买方认为卖方提供的设备完全符合本通用要求。如有异议, 都应在投标书中以投标差异表为标题的专门章节中加以详细描述。

1.4 本通用要求所建议使用的标准如与卖方所执行的标准不一致，卖方应按较高标准的条文执行或按双方商定的标准执行。

1.5 本通用要求经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件, 与合同正文具有同等的法律效力。规范性引用文件

下列标准中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款，其最新版本适用于本规范。除本规范中规定的技术参数和要求外,其余均应遵循最新版本的国家标准、电力行业标准，这是对设备的最低要求。如果供方有自已的标准或规范,应提供标准号及其有关内容，并经需方同意后方可采用。但原则上采用更高要求的标准。GB/T 15284-2002 《多费率电能表 特殊要求》

GB/T 17215-2002 《1级和2级静止式交流有功电能表》

GB/T 18460.3-2001 《IC卡预付费售电系统 第3部分：预付费电能表》 DL/T614-2007 《多功能电能表》

DL/T645-2007 《多功能电能表通讯规约》

GB/T 17215.211-2006 《交流电测量设备通用要求 试验和试验条件》第11部分：测量设备 DL/T 830-2002 《静止式单相交流有功电能表使用导则》

GB/T 17442-1998 《1级和2级直接接入静止式交流有功电能表验收检验》 JJG 596-1999 《电子式电能表》 3 术语和定义

3.1静止式载波电能表

应用于低压电网，测量单元由电流和电压作用于固态(电子)器件而产生与电能成比例的输出量，并对该输出量具有记录、存储以及通过电力线进行数据交换能力的电能表。3.2CPU卡

配置有容量很大、类型不同的存储器和逻辑控制电路及微处理(CPU)电路，能多次重复使用的IC卡。

3.3CPU卡预付费电能表

用CPU卡作为预购电费的传输介质实现先付费后用电的电能表。3.4ESAM模块

嵌入式安全存取模块，用于对IC卡进行认证和数据交换的模块，由电力公司发行，安装在仪表中。3.5剩余金额

在电能表中记录的可供用户使用的金额值，该值应大于等于零。3.6累计电量

电能表自使用以来各费率单元及总计单元累计电能值。3.7赊欠金额

用户已使用但未缴纳电费的金额值，该值小于零。3.8赊欠门限金额

允许用户合法使用的最大赊欠电费。3.9报警金额

剩余金额不足的报警值。当剩余金额小于等于报警值时，电表给出声光报警。3.10 阶梯电量

阶梯电量是将一个自然月使用电量分为两段或多段，每一分段用电量范围内都有一个单位电价，单位电价在分段内保持不变，但是单位电价会随着分段而变化。3.11 阶梯电价：

针对不同阶梯电量制定的单位电价。3.12 负荷开关

电能表的组件，用于切断和恢复用户负载，包括继电器以及继电器相联的电子控制部分。4 特殊资质要求

4.1 投标单位资质要求

4.1.1投标人必须是中华人民共和国境内注册的企业法人，并具有在有效期内的企业法人营业执照和税务登记证

4.1.2投标人企业注册资本金须在万元及以上人民币

4.1.3投标企业必须是国家电网公司不信任名单之外的企业，并应有良好的财务状况和商业信誉，具有银行提供的AA级及以上资信证明 表1 样品抽样表 批量范围N 抽样样本 数量n 拒收判定 Ac Re 501～1200 80 2 3 1201～3200 125 3 4 3201～10000 200 5 6 10001～35000 315 7 8 35001～150000 500 10 11 150001～500000 800 14 15 500001 1250 21 22 注： Ａc－接收数； Ｒe－柜收数。1.5 验收结果处理

6.6.1公司系统各验收单位应及时汇总验收结果及相关信息并上报国家电网计量中心，这些内容将作为该供货商的供货品质参数记录在案，作为今后招标过程中的评价依据。6.6.2 对于由供货商产品质量问题造成拒收所产生的损失，买方有权向卖方提出索赔。6.6.3 对于同一批供货连续两次出现拒收，买方有权终止合同，并要求相应赔偿此供货商将被列入不信任名单，在今后的招标中给予考虑。

6.6.4对整批退货的情况，投标人应予赔偿，赔偿费用= 本批次电能表中标单价*本批次到货数量*15%。

6.6.5验收与运行质量问题以买方委托的计量技术机构的判定为准。2 供货与运行质量保证要求

7.1 供方提供的产品必须是全新的，符合国家最新规定的有关技术标准，并满足本项目招标文件及技术协议书的规定。招、投标文件的要求与技术协议的要求不一致时，以较高标准为准。供方发货时应提供出厂检验合格证明。

7.2 供货期限：签订供货合同之日起三个月内。(建议在合同中另行规定)7.3 供方提供的产品和设备经检验和试验不合格或存在缺陷，买方可予以拒收如处理缺陷超过合同的规定期，应按延付交货进度赔款，如处理后设备仍不能满足合同中规定的技术要求时，以供货方违反双方签定的合同论处，买方有权提出索赔甚至退货。

7.4 对于设备的技术指标不满足技术规范书要求但满足国家标准的，买方认为可以接受时，采取赔偿处理，赔偿金额由供需双方协商 不满足技术规范书要求且不满足国家标准的，应予以退货处理。

7.5 供方保证本合同货物中提供的资料正确完整，应至少提供包括原理图、安装图、产品说明书、合格证、出厂报告、配套检验软件光盘、装箱单及其他相应技术资料。

7.6 供方除提供合同所列出的货物之外，还应提供为保护货物的安全、稳定运行及安装维护所必须的备品备件、专用工具等附件。

7.7 交货时供方应提供现场免费培训，使操作人员熟悉仪器使用方法和维护保养知识。7.8 产品制造完成后并通过试验后及时包装，否则应得到切实保护、确保其不受污损。7.8.1 产品部件妥善包装，或装箱后在运输过程中，应采取其他保护措施，以免散失损坏或被盗。

7.8.2 在包装箱外应标明买方订货号、发货号。7.8.3 各种包装应能确保各另件部件在运输过程中不致遭到损坏，丢失、变形、受潮和腐蚀。7.8.4 包装箱上应有明显的包装储运图示标志(CB191)7.8.5 随着产品或分别运输的部件都要适合运输和装载的要求。7.8.6 供货方负责运输至买方指定地点。

7.9 在货物出厂之前，买方可以到供方生产地进行监造和出厂检验，供方应提供方便。监造的时间安排由双方协商确定。

7.10 监造代表在监造过程中如果发现货物或材料存在质量问题，或不符合合同要求时，监造代表有权提出意见，供方须采取相应措施，以保证交货质量。

7.11 不论供方是否参与监造与出厂检验，是否签署了监造检验报告，均不能免除供方对货物质量应付的责任。

7.12 在设备使用期内，因设备质量问题给买方造成的经济等方面损失，供方应承担相应责任。售后服务要求

8.1 供方应协助招标方进行现场试验调试、试运行和验收。

8.2 质量保证期为合同货物通过验收并投运后12个月(或18个月、3年)，如由于买方原因未在最后一批货物到达目的地之日起10个月内完成验收并投运，则为供方发运的最后一批货物到达目的地之日起18个月。

8.3 质量保证期的终止不能视为供方对货物中存在的可能引起合同货物损坏的潜在缺陷所应负的责任的解除，潜在缺陷指在正常情况下不能在质量保证期内被发现的货物的隐患，供方对纠正潜在缺陷应负责任。其时间应保证到质量保证期终止后第一次大修(通常为五年)。8.4 在质量保证期内，对合同货物实行三包，在合同货物的整个寿命周期提供必要的维修及服务负责提供设备接线图以及必要的技术文件及图纸等负责对用户维护人员、运行人员进行必要的培训，并提供培训资料供方应提供上述相关的服务，但不局限于上述陈述的部分。8.5 设备在质量保修期内发生的质量问题，在供方更换或修理后应对相应修理和更换部件的质量保证期予以延长。

8.6 在质量保证期内，如发现供方提供的货物有缺陷，不符合合同规定时，如属供方责任，则买方有权向供方提出索赔。由此产生的到安装现场的换货费用、运费及保险费由供方负担 8.7 在产品长期运行超出质量保质期经鉴定实属产品先天性问题,供方应及时予以处理，对需更换的部件可收取一定的材料成本。

8.8 供方应对软件进行定期更新并提供免费升级。

8.9 在供方接到买方的服务要求后，应在12小时内作出响应，48小时内按要求派人到指定地点提供服务。

3.1.4投标人必须取得权威机关颁发的3C认证证书、ISO9000系列的认证证书或等同的质量保证体系认证证书

4.1.5投标人必须提供具有和招标产品对应、有效的计量器具生产许可证或国家规定的认证机构颁发的认证证书

4.1.6 投标人为同一个人的两个及两个以上法人，母公司、全资子公司及其控股公司，只能有一家参加同一包(或子包)的投标

4.1.7代理国外产品的投标商，必须提供相应的代理及授权证明文件，以证明投标人投标产品的技术服务和售后服务能力，代理产品必须获得有效的国家质检总局的型式批准。4.2 投标单位投标设备生产能力、供货能力及信誉要求

4.2.1投标单位必须具有生产投标产品所需的生产场地、生产设备、产品及元器件检测设备的能力

4.2.2投标单位对外购原材料、配套元件和外部委托加工及进口散装的部件应具备进行进厂验收所需的检测设备，或由生产方提供检测合格证明 4.2.3投标单位投标设备年生产能力达万只及以上 4.2.4投标单位近三年总销售量达万只及以上

4.2.5投标人应充分考虑到本次招标所提交的交货期时最大生产能力，其已承接其他客户的订货和本次若中标后承接的其他订货，不可以大幅度超过自己的饱和生产能力，否则将视为违背商业信用和诚实的原则。

4.2.6投标人应充分预计到：若中标并签订合同，在收到合同规定支付的预付款后，还应具备充足的资金，确保本次中标设备所需设备、材料的生产供货按合同规定顺利进行。任何因资金问题造成推迟供货和其他履约缺陷，投标人不可推卸合同规定其应负的责任。

4.2.7近年投标人在国内设备/材料招投标活动、供货合同履行、售后服务等方面，无严重不良纪录,未受到国家电网公司或各省级电力公司公开通报批评投标人无涉及商业贿赂等相关违规、违纪、违法行为。

1.1 投标设备入网技术条件、运行质量要求

4.3.1国产、合资工厂生产的投标产品应出具由国家电网计量中心出具的有效期内的全性能试验报告(含通信测试)4.3.2投标单位所投标设备或同类产品应运行稳定可靠，宜具有在公司系统年及以上的运行业绩，且未发生因质量问题而引起的退换货或投诉事件，未因该产品原因出现过事故(出现过事故，但已采取了有效的整改措施及善后处理，并得到验证的情况，需提供文件证明)4.3.3所投标产品应有个以上省级电力公司运行记录(附运行证明材料)。2 技术要求 2.1 规格

2.1.1 标准的参比电压220V 2.1.2 标准的参比电流1.5、5、10、15、20A 额定最大电流：为标定电流Ib的4倍及以上，并在1.2Imax运行1h，电能表不应损坏。2.2 机械性能要求 2.2.1 通用要求

电能表的设计和结构应能保证在额定条件下使用时不引起任何危险。2.2.2 表壳

电能表应有能实施铅封的表壳，只有破坏封印后才能触及表内部部件。2.2.2.1 表盖

密封防尘并有一定的强度，由能抗变形、抗腐蚀、抗老化及透明度高的阻燃材料制成。2.2.2.2 底壳、接线端座、接线端盖

应使用绝缘、阻燃、防紫外线的材料制成。具有不燃性(热丝试验温度：960℃15℃)。底壳设计应考虑安装方便。2.2.3 输出装置

电能表应具备与所耗电能成正比的LED脉冲和电量脉冲输出功能。

光测试输出装置的特性应符合GB/T 17215.211的要求。电测试输出装置的特性应符合GB/T15284-2002的要求。

电能表应具备时钟信号输出端子。2.2.4 通信接口

a)具有接触/调制型红外通讯口和载波通讯口(485接口复用)，通讯物理层必须独立，一种通讯信道的损坏不得影响另一信道。

b)通信波特率可灵活设置，标准速率为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps。

c)电能表通信规约以DL/T645为基础，增补部分按《多功能电能表通信协议》备案文件执行。

d)红外通信接口通信距离： 5m，通信角度：15。

e)RS485通信接口抗干扰性能参照DL/T614-2007相关要求执行。

f)为保护电能表，RS485通信接口必须和电能表内部电路实行电气隔离,并有失效保护电路 g)单相载波通讯口具体针脚定义见附录C.2.2.5 铭牌

标志应清晰，能防紫外线辐射，不退色，并符合DL/T830-2002 《静止式单相交流有功电能表使用导则》附录A要求。条形码应符合有关规定。2.2.6 开关、按键

开关、按键等应灵活可靠，无卡死或接触不良现象，各部件应紧固无松动。电能表设计两个按键, 分别为显示键和编程键。编程键应能施加铅封，防止非授权人操作。2.2.7 插口

介质的插口应能防尘、防水。

防尘应达到GB 4208中规定的IP5X防护等级要求，对于防水室内型的应达到IPXl防护等级

2.2.8 卡座

CPU卡在卡座中连续插拔20次后，卡片及触点应无划裂，并能用该卡作正常读写。

电能表在正常工作状态下，将金属片插入卡座5min后拔出，试验后电能表能正常工作，内存数据不丢失。2.2.8.1 触点压力

卡座读写头触点对卡的每一个触点的压力应保证满足接触点不可大于0.6N，在插拔过程中不应损坏卡和集成电路或使之产生划痕。2.2.8.2 接触电阻

干净卡的触点与于净的卡座触点的接触电阻应不大于100 毫欧 2.2.8.3 短路保护

卡座应具有承受触点间短路的能力，不论短路时间长短，短路触点数量多少，均不应损坏卡座或引起功能上的改变。2.2.8.4 电源通断保护

已插入IC卡的卡座出现突然通断电现象时，接触触点上不应出现引起卡误操作的信号。2.2.8.5 工作寿命

在规定的使用条件下，卡座应能承受不小于2万次的IC卡插拔 2.2.9 负荷开关

最大电流在40A及以下的单相电能表，采用内置磁保持继电器，继电器应有消弧措施，其出口回路应有防误动作和便于现场测试的安全措施。触点寿命：通、断上述电流不小于6000次。电能表电压线路施加参比电压，电流线路通过1.2Imax，使继电器通断10次。试验后，电能表应能正常工作。

最大电流大于40A的单相电能表，设计一组继电器开关信号，正常工作时,电能表内部继电器闭合,继电器开关信号输出220V电压至外置微型断路器,允许用户用电，当满足控制条件时，内部继电器断开,继电器开关信号输出0V，控制外置微型断路器动作, 切断用户用电。当满足控制条件时，电能表继电器开关信号应在1s内动作。2.2.10铅封

电能表应有可靠的双铅封位置。铅封具有一次性防撬和防伪功能，并有明显厂家标志。出厂的电能表表壳需具备完整双铅封。1.1.1 接线图

每只电能表应标出接线图。1.1.1 表内配件

表内所有器件均能防锈蚀、防氧化。订货时需方可对各零部件型号、规格等提出具体要求。1.1.2 包装

供方应根据GB/T154641995《仪器仪表包装用通用技术条件》可靠包装。1.2 适应环境要求 1.2.1 温度范围

规定工作温度范围为-25℃～+55℃工作极限温度范围为-40℃～+70℃贮存和运输极限温度范围为-40℃～+70℃。需方可根据实际使用情况对温度范围提出特殊要求。1.2.2 相对湿度

应符合表1的相对湿度要求。表1 相对湿度 年平均 ＜75％

30天(一年内这些天是以自然方式分布)95％

在其他天偶然出现 85％

1.3 功能要求 1.3.1 计量功能

a)计量多时段正向有功电能,并存储其数据。

b)至少存储上12个月的总电能和各费率电能量值，数据存储分界时间为月末24：00或其他(1日～28日)指定日。

c)当出现反向用电时，应能正确计量反向总有功电能，同时将反向电量计入对应时段的正向电量。

d)能够测量电压值及火线、零线的电流、功率因数值。1.3.2 控制功能

应能实现用户先买电后用电的功能：当电能表内剩余金额小于或等于系统所设的报警金额时，应能以声、光或其他方式提醒用户当电能表内剩余金额为零或双方约定的允许的赊欠门限金额时，可发出断电信号控制负荷开关自动切断。如果不能自动切断，应能记录赊欠金额。在电能表输入新购金额后，应首先扣除赊欠金额，剩余金额大于零时，能自动恢复供电(必要时，也可辅以手工恢复)。1.3.3 事件记录

a)永久记录电表清零事件的电量信息

b)至少记录12个月中编程总次数，最近10次编程的时刻、操作者代码 c)至少记录12个月中校时总次数，最近10次校时的时刻、操作者代码 d)记录最近3次发生跳闸时间、日期。e)过负荷记录。1.3.4 费率时段

有日历、时钟，在24h内至少可以任意编程8个时段(最小间隔15分钟)，至少有两个费率显示。

至少具有两套费率时段表，可在指定时间进行切换。至少具有两套电价方案，可在指定时间进行切换。支持通过红外及RS-485通信口修改费率时段表及电价方案，并应有防止非授权人操作的安全措施。

1.3.5 显示功能

a)电能表至少应能显示以下信息： 1)当月月度和上月月度累计电量 2)本次够电金额 3)当前剩余金额 4)当前阶梯电价

5)各费率累计电能值和总累计电量 6)当前时间 7)冻结电量

8)报警代码或提示 9)插卡及通讯状态提示 10)表号和户号。

b)电量显示单位为千瓦时(kWh)，显示位数为8位，含2位小数。c)剩余金额显示单位为元，显示位数为8位，含2位小数。d)LCD背光唤醒方式包括按键唤醒、红外唤醒(任意红外设备均可唤醒)和插卡唤醒，卡片拔出后背光熄灭。显示信息详见附录B 1.3.6 报警功能

当出现下列故障或报警项时,应在循环显示第一项显示报警代码或报警提示，并且LCD背光灯持续点亮：

a)当剩余电费小于报警电费时，提示请购电

b)当电能表出现故障时，提示出错信息码(用ErrXX表示)。1)Err-01 继电器错误 2)Err-02 ESAM错误

3)Err-03 继电器及ESAM故障 4)Err-04 时钟电池电压低 5)Err-08 时钟故障 6)Err-10 认证错误 7)Err-16 修改密钥错误 1.3.7 记忆功能

当供电线路停止供电时，剩余剩余金额以及其他需要保护的信息不应丢失。1.3.8 迭加功能

输入电能表的本次购电金额与电能表内的剩余金额应能迭加，当表内有赊欠金额时，应首先扣除过赊欠金额。1.3.9 辨伪功能

使用非指定介质时，电能表不应接受。1.3.10返写功能

用户将CPU卡插入电能表后，电能表应能自动将当前剩余金额、电能表状态等信息返写至CPU卡中，以供CPU卡预付费售电管理系统查询。1.3.11受检功能

电能表应能接受由售电管理系统制作的检测卡的检查，并能将电能表当前状态的信息反写至检测卡中，以便对电能表运行状态进行检查。1.1.1 补遗功能

当用户原售电卡遗失，通过一定程序补遗后电能表应能接受新补的售电卡。并能拒绝原售电卡。

1.1.1 安全防护功能

当使用非指定介质或进行非法操作时，电能表应有防护功能。在撤销非指定介质或非法操作后，电能表应能正常工作且数据不丢失。1.1.2 响应时间

在售电卡插入后电能表应在2s内读写完毕。1.1.3 冻结功能(正点抄表)定时冻结：按照指定的时间冻结电能量数据，每个冻结量至少保存12次 瞬时冻结：在非正常情况下，冻结当前的所有电量数据、日历和时间、以及重要的测量数据。瞬时冻结量保存最后3次数据

约定冻结：在新老两种费率/时段转换，或电力公司认为有特殊要求时，冻结转换时刻的电量以及其他重要数据保存最后2次冻结数据。

日冻结：连续冻结每日零点的累计总电量和剩余金额，保存60天。1.1.4 计时功能

应有计时功能，时钟电路采用硬件时钟电路，在参比温度(23℃2℃)范围内，时钟准确度优于0.5s/d 在使用温度(-20℃～55℃)范围内，在交流供电和直流电池供电条件下，时钟准确度优于1.0s/d。(每天只允许一次)时间指示偏差5min内的校准功能。1.1.5 停电显示功能

停电时可通过按键唤醒显示，背光灯不点亮6S内不按键显示屏熄灭，不支持红外通讯和485通讯。

1.2 电气性能要求 1.2.1 功率消耗 1.2.1.1 电压线路 在参比电压、参比温度和参比频率下，电能表电压线路的有功功率和视在功率消耗不应超过3W和12VA。1.2.1.2 电流线路

在基本电流、参比温度和参比频率下，电能表电流线路的视在功率消耗不应超过1VA。1.2.2 电源电压影响 1.2.2.1 电压范围 电压范围见表2 表1 电压范围 规定的工作范围 0.9Un～1.1Un 扩展的工作范围 0.8Un～1.15Un 极限工作范围 0.0Un～1.15Un 辅助供电电源规定的工作范围 0.8Un～1.2Un 注： 电压在规定工作范围内变化时引起的允许误差改变量极限应满足GB/T17215.301-2007的相关要求。注： 电压在0.8Un~0.9Un和1.1Un~1.15Un范围内改变时引起(仪表电测量单元)的允许误差改变值，应不超过其规定工作范围内允许误差改变值极限的3倍，当电压低于80%额定电压时仪表的误差可能在+10%~100%的范围内变化。1.2.2.2 短时过电压影响

电能表电压线路施加380V电压1小时,无损坏,试验后电能表应能正常工作。1.2.2.3 电源中断影响

电源中断对电能表无实质性影响。1.2.3 短时过电流影响

电能表应能经受30Imax(允差为+0～-10%)的短时过电流，无损坏，施加时间为额定频率的半个周期。试验后，电能表应能正常工作，误差改变量不超过1.5%(I=Ib, cosj=1.0)。1.2.4 自热影响

由自热引起的误差改变量不应超过表3的规定。表2 自然引起的改变量 电流值 功率因素

电能表误差改变量极限(%)2级表 Imax 1 0.7 0.5L 1.0 1.2.5 温升影响

在正常工作条件下，绝缘不应达到对电能表工作有不利影响的温度。在环境温度不超过40℃时，外表面的温升不超过25K。1.2.6 绝缘

电能表在正常使用条件下应保持足够的介电质量，要考虑到大气影响和在正常使用条件下经受不同的电压。1.2.7 脉冲电压试验

电能表应能经受规定的脉冲电压试验。1.2.8 交流电压试验

电能表应能经受规定的交流电压试验。1.2.9 电池

电池应采用环保产品，电池容量1Ah。断电后可维持电表的表内程序和时钟连续运行5年以上，使用寿命10年。不要求支持停电抄表。不允许使用可充电电池。1.3 准确度要求

1.3.1 电流改变引起的误差极限 1.3.1.1 验收误差极限

验收试验时,电能表在参比条件下,其百分数误差保证在表4误差限的60%以内。1.3.1.2 检定误差极限

经验收试验合格的电能表方可进行检定。电能表检定应按照《电子式电能表》JJG596-1999进行，其百分数误差不应超过规程误差限的60%。1.3.1.3 可靠性验证运行中误差极限 电能表在规定的参比条件下，其百分数误差不应超过表4中规定的误差 表3 百分数误差限 负载电流 功率因素

电能表误差极限(%)2级表

0.05IbI＜0.1Ib 1.0 1.5 0.1IbIImax 1.0 0.1IbI＜0.2Ib 0.5L,0.8C 1.5 0.2IbIImax 1.0 1.3.2 剩余电量递减准确度

电能表累计用电能量增加数与计算剩余电能量减少数之差应不大于计度器的一个最小分辨率值的计量单位。计算剩余电能量减少数由剩余金额减少数与当前电价相除得出。1.1.1 电价切换试验

当累计月用电量超过阶梯电量一个最小分辨率值的计量单位时，应切换到对应电价。1.1.1 费率时段电能示值误差

按照GB/T 15284-2002中5.8.1规定执行。1.1.2 计度示值组合误差

按照GB/T 15284-2002中5.8.2规定执行。1.1.3 由其他影响量引起的误差改变极限

影响量相对于参比条件的变化引起的附加的百分数误差改变不应超过表5规定的极限。表1 影响量 影响量 电流值 功率因数

百分数误差改变极限% 2级表

电压改变10%a Ib 1 0.5L 0.7 1.0 频率改变2% Ib 1 0.5L 0.5 0.7 电压和电流线路中谐波分量 0.5Imax 1.0 0.8 交流线路中直流和偶次谐波 0.707Imax 1.0 3.0 交流线路中奇次谐波 0.5Ib 1.0 3.0 交流线路中次谐波 0.5Ib 1.0 3.0 外部0.5mT磁感强度 Ib 1.0 2.0 外部恒定电磁场 Ib 1 2.0 高频电磁场 Ib 1 2.0 射频场感应的传导骚扰 Ib 1 2.0 a 电压－30%～－10%和+10%～+30%，以百分数误差表示的改变量为本表规定值的3倍 1.1.4 环境温度的影响

平均温度系数不应超过表6规定的极限。表2 温度系数 电流值 功率因数

电能表电能表平均温度系数%/℃ 2级表

0.1Ib～Imax 1 0.05 0.2Ib～Imax 0.5L 0.07 1.1.5 起动和潜动 1.1.5.1 起动

在功率因数为1和电流为0.4%Ib下，电能表应能起动并连续记录。1.1.5.2 潜动

当电能表施加参比电压的115%而电流线路无电流时，电能表测试输出不应产生多于一个的脉冲。

1.1.6 电能表常数

电能表测试输出与计度显示指示之间的关系应与铭牌标志一致。1.1.7 计度示值误差

在试验室条件下，电能表输出脉冲累计值n与计度显示累计值E应符合下式要求: 电子显示计度器： 式中：

E计度器示值误差

N 计数器记录的累计电能表输出脉冲数 C 电能表脉冲常数(imp/kWh)E 电能表计度累计值

电能表计度显示的小数位数。1.2 载波通信模块

1.2.1 载波输出信号要求

频带和电平、使用频带外的干扰电平等指标符合DL/T698.35要求。1.2.2 数据影响要求

在系统内通信时，电能表存贮的计量数据和参数不应受到影响和改变。1.3 电磁兼容性

1.3.1 静电放电抗扰度试验

符合GB/T17215.211-2006 7.5.2规定。1.3.2 射频电磁场抗扰度试验

符合GB/T17215.211-2006 7.5.3规定。1.3.3 快速瞬变脉冲群试验

符合GB/T17215.211-2006 7.5.4规定。1.3.4 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 符合GB/T17215.211-2006 7.5.5规定。1.3.5 浪涌抗扰度试验

符合GB/T17215.211-2006 7.5.6规定。1.3.6 衰减震荡波抗扰度试验

符合GB/T17215.211-2006 7.5.7规定。1.3.7 无线电干扰抑制

符合GB/T17215.211-2006 7.5.8规定。1.4 软件要求

a)电表厂家应提供操作应用软件，并可通过红外接口或RS485等接口将电表内部记录的信息下载到数据载体中。

b)涉及计量准确性的设置要明确提供资料说明，并经过试验验证其稳定可靠。c)表内软件和操作应用软件必须成熟、完整，表内软件出厂后不允许远程及现场升级更改操作应用软件应满足用户要求。d)软件要有良好的向下兼容性。

e)操作应用软件应具有权限和密码保护，采用分级密码体系，并记录操作人员、内容、时间，备份被改写的内容。1.5 可靠性要求

5.10.1在正常工作条件下，电能表的平均寿命不少于10年。产品在正常使用条件下，若5年内因质量问题导致批量失效，则供方应负责无偿更换。5.10.2可靠性特征量

电能表产品的可靠性特征量规定为平均寿命(MTTF)。电能表产品的可靠性特征量MTTF的值为：10年。相对应的下限值m1为：2.19104h 注： 居民用电平均电流值I/基本电流Ib=1/4,2436510=87600h ,87600/4=21900h。2 验收要求

2.1 验收的基本条件

到货产品应符合下列条件买方才开始验收，否则买方有权拒收该批次产品 6.1.1 供货方按照合同要求提供了相应配件、使用说明等。

6.1.2 供货方按照相关要求进行了出厂试验，并能够提供所要验收产品的出厂试验数据。6.1.3 产品外包装未出现可能影响产品性能的损坏。1.1 试验条件

试验时的参比条件应满足所验收产品的相应国标中的要求。1.2 试验方案

6.3.1 试验项目按照试验项目明细表中规定的项目进行。

6.3.2 试验方法参照DL/T614-2007、GB/T 18460.3-2001、GB/T 15284-2002中相应条款的规定进行。

6.3.3被验收设备的技术要求应满足本集中招标通用要求中技术要求部分本要求中未提及的试验的技术要求需满足DL/T 614-2007、GB/T 17215-2002、GB/T 15284-2002及GB/T 17215.211-2006中的相关要求。如果几个标准出现不一样描述时，应采用DL/T 614-2007及GB/T 17215.211-2006中的描述。1.3 检验规则 1.3.1 全性能检验

按6.5.1规定的全性能检验的抽样方案进行检验，确定电能表的特征与本标准的一致性。由与招标中心同级对应的电能计量中心开展抽样全性能试验样品，检验项目见附录A。1.3.2 验收检验

按6.5.2规定的验收检验的抽样方案对每批电能表按本标准规定验收检验项目进行检验，确定批电能表的质量是否可以接收。由由网省级电能计量中心(试验院)或地(市)级电能计量中心开展抽样检验，检验项目见附录A 1.3.3 全检试验

抽样检验通过后，由网省级或地(市)级电能计量中心进行100%验收检验。全检验收基本误差的误差限值按照最新JJG596中要求误差限的60%的要求进行验收。1.3.4 可靠性验证试验

由国网公司电能计量中心负责检验，检验项目参照DL/T830-2002《静止式单相交流有功电能表使用导则》。1.3.5 试验结果判定 6.4.5.1有下列情形之一者则判定验收不合格，买方对本批次产品采取退货处理。

(1)依据投标样品，未经买方有效书面确认，出现元器件不符、工艺简化、软件改动等改动产品的情况

(2)依据本技术规范，抽样全性能试验、抽样验收试验及全检试验样品中出现电磁兼容、功能、通信测试不通过

(3)依据本技术规范，抽样全性能试验、抽样验收试验检测结果不满足判定标准要求(4)全检验收合格率低于98.5%(5)验收检测过程中发现有3只及以上样品存在同类问题，判定该批次产品存在质量隐患。6.4.5.2全检验收合格批次中经检验不合格的电能表卖方应给予免费退换。1.4 抽样检验程序的相应要求 1.4.1 全性能试验的抽样方案

6.5.1.1在供货方确认可以批量供货后，对供货方确认的批量产品采取随机方式进行抽样(买方可选择在供货方库房抽取或到货后抽取)6.5.1.2全性能试验抽样方案按GB2829选择判别水平I、不合格质量水平RQL=30的二次抽样方案。即： 4 0 2 [n Ac Re]= 4 1 2 式中：

n试验样本大小，台 Ac接收数 Re柜收数。

6.5.1.3 如果在第一样本的n个样本量中发现不合格数小于或等于第一接收数Ac，则接收该批而无需检查第二样本如果发现样本不合格数大于或等于第一拒收数Re，则拒收该批而无需检查第二样本。然而如果样本不合格数大于第一接收数Ac且小于第一拒收数Re，则必须进行第二次抽样检验。当需要抽取第二样本时，第二样本也应逐个进行检验，然后把两个样本中发现的不合格数相加，如果累计的不合格数小于或等于第二接收数Ac时，则接收该批如果累计的不合格数大于或等于第二拒收数Re时，则拒收该批。1.4.2 抽样验收试验的抽样方案

6.5.2.1 样本的设定及判定是基于AQL值制定的，对所有试验均选取AQL=1%。6.5.2.2 应保证随机方式进行抽样 6.5.2.3 一次抽样方案在表7中给出

引用网址：http://

第四篇：电能表和电功教案

电能表和电功

一、教学目标

⑴知道电能表是测量电功的仪表；知道电功的概念及其单位。

⑵会根据家用电能表的表头数据初步计算电功。

⑶通过演示实验得出并理解电功公式，发展分析问题、归纳问题的能力。

二、教学重点：电能表作用，电能表表头示数意义，电功公式的得出过程，电功的含义

三、教学难点：电功的含义，电功公式的得出过程。

四、学生知识基础：机械功的知识；能量的概念；初步的能量转化知识；初步的实验观察与分析能力。

五、教学方法：实验认知法、阅读讨论法、练习法。

六、教具准备：电能表、家庭电路示教板、电动机、导线若干、铁架台、钩码、棉线等。

七、教学过程：

㈠课题导入

师：最近一段时间以来，我们一直在学习电学知识。但说到电，其实，我们最熟悉或最关心的还是家庭用电和每月要交多少电费。你们家每个月所交电费相同吗？那是根据什么来收电费的？

生：根据所用电能的多少。

师：谁知道你家用来测量每月消耗多少电能的仪表叫什么？ 生：电能表；

师：用电器在有电流时会消耗电能，转化为它形式的能，是电流能做功吗？从今天开始我们来学习相关的知识。板书标题。㈡引导学习

我们先来了解如何测量家里一段时间消耗的电能；观察电能表及它是如何表示消耗电能多少的。（演示电能表），接着请同学自己看书上P2-3有关电能表上各参数的意义。

一、电能表：测量消耗电能的工具。

正在工作的电度表表盘实物投影，由教师一一解释各个参数。

A、(千瓦时)：电能表示数的单位。1 KW.h=3.6×106焦 Ｂ、电能表示数：四位整数加一位小数。（请同学读出此时电能表的示数）

前后两次读数之差表示一段时间消耗的电能 B、“220V”„„电能表适用的额定电压； C、“10A”„„电能表持续工作时允许通过的最大电流； D、“50Hz”„„我国交流电的频率是５０赫兹； E、“3000r/ KW.h”：每消耗1度电，电能表转盘转动３０００转。

新式电表上“６４００imp/KW.h”表示：„„„„„

P3书上例题

二、电功

前面我们学过做功的知识，知道水流可以对水轮机做功，那么电流是否做功呢？ 演示：电动机提起重物。

（１）电流可以做功：电动机的拉力对钩码做了功。电动机是通了电流才工作的，所以，重物上升实际上是电流做功的结果。

（２）电流做功的表现形式是多种多样的：电流通过电动机可以做功，那么电流通过电

灯时发光，电流通过电炉时发热，算不算做功呢？

在这里我们应把“功”的概念加以扩大。用电动机移动物体，是电流做功的一种表现。电流使导体发热、发光，是电流做功的又一种表现，总之，电流做功的现象很多。凡是通过电流引起的任何变化，都是电流做功的表现

（３）电流做功：电动机转动：电能―――>机械能

电灯发光： 电能―――>内能和光能

电水壶烧水：电能―――>内能

电流做功的实质：电能转化为其它形式的能。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。

（４）电流做功多少与哪些因素有关呢？

演示：当电流通过电动机时，电动机转动对钩码做功(两节、三节电池分别做一次)电动机转动时，电动机两端必须存在什么? 电动机中会有什么通过?据此我们是否可以猜想一下，电功的大小会跟哪些因素有关呢? 猜想：影响电流做功大小的因素有：电流、电压、时间； 下面我们设计实验来证明这些因素是否影响电功的大小。

提问１：桌面上有两只小灯炮，当有电流通过时，如何知道电流做功的大小呢？ 介绍：白炽灯是将电能转化为内能进而转化为光能的装置，在相同时间内，电流做功越多，电能就消耗得越多，电能转化为光能就越多，小灯泡就越亮。所以我们可以根据小灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少。

提问２：应该用什么方法研究各个因素对电功是如何影响的呢？ 答 ：控制变量法，分别研究各个变量对电功的影响。实验１：

提问３：如何设计实验研究电功与电压的关系？

答 ：控制电流、通电时间一定时，电压不同，比较电功大小。

提问４：如何设计电路？（请同学按照上面条件说出小灯泡的连接方式及小灯泡的选择）

师：对照电路图，说明本实验观察亮的灯的两端电压是否较大？下面请同学开始做实验。(５分钟)（投影电路实物连接图）

请同学说出实验现象及结论。

实验２：

提问１：如何设计实验研究电功与电流的关系？

提问２：如何设计电路？（请同学按照上面条件说出小灯泡的连接方式）

师：对照电路图，说明本实验观察亮的灯的通过它的电流是否较大？下面请同学开始做实验。(５分钟)（投影电路实物连接图）

请同学说出实验现象及结论。

根据生活经验，我们知道电功与通电时间有关。所以我们为了节约用电，人离开教室，要随手关灯。白天光线充足时，在家里开灯，爸爸妈妈就会说我们浪费电了。

综上所述，电功与电压、电流、通电时间有关。请同学总结这三个因素是如何影响电功大小的？（电压越大、电流越大、通电时间越大，电流以做功越多。）

指出：上述实验，所得出的电功与电压、电流和通电时间的关系，是定性关系，如果把实验做到精确些，可以得出：电功跟电流、电压、通电时间都是正比关系，如果电压U的单位用伏，电流I的单位用安，时间t的单位用秒，电功W的单位用焦，则有W=UIt

三、电功的计算 公式：W=UIt 注意：一是公式中的W、U、I均指电路中同一段电路（即某个用电器）

二是W、U、I、t必须统一采用国际单位制

例题：一小灯泡接在电压为3V的电路中，通过的电流是0.3A,求工作10min后，电流做了多少功？

（三）小结：

本节课观察了电能表的各技术参数，了解了电能表的用途-----测量电功或消耗的电能； 学习了影响电功的因素----U、I、t；及如何计算电功。下面做达标练习。

第五篇：三项电能表 文献综述2

三相电能表的设计

学校代码：11517 学号：200910710123

HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING

文献综述

题目三相电能表的设计 学生姓名韩天玺

专业班级电气工程及其自动化0941班 学号200910710123

系（部）电气信息工程学院 指导教师(职称)梅杨

完成时间 2013 年 3 月 1 日

三相电能表的设计

文献综述

——三相电能表的设计

摘要：随着我国经济的飞速发展，电能消耗日益增加，电能成为现代社会国民经济和人民生活的重要保障。本文所设计的新型多功能电子式电能表除了提高计量精确度外还实现了分时计量、对异常情况进行实时监控并记录事件等功能；可提高电能的合理利用，为用户提供公正、公平的用电环境。

论文首先综述了多功能电子式电能表的发展现状及电能测量的基本原理，然后给出了系统的设计目标和总体方案，并按功能进行了各个硬件电路单元的设计，包括电源单元、计量单元、功能管理单元、显示单元、通信接口单元等。在软件设计方面，采用模块化软件设计方法实现了有功和无功的能量分时计量、RS485通讯、红外通讯、按键显示、异常检测及记录等功能。文中对三相电能表的抗干扰设计也有很详细的介绍。

本三相多功能电子式电能表具有运行稳定、可靠性高、通用性好和抗干扰能力强等优点，适应电表市场的需求。

关键词：电能计量，多功能电子式电能表，复费率，ATT7022B，时

三相电能表的设计

钟芯片 电能表的发展及现状

1.1感应式电能表（机械表）

自从1831年法拉第发现电磁感应定律以来，人们就不断的探索使用和测量电能。电能表作为测量电能的专用仪表，至今已有100多年的历史。1880年美国人爱迪生研制成功世界上最早的电能表，是基于电解原理的直流电能表。随着交流电的出现和使用，1888年意大利物理学家费拉里斯提出了将旋转磁场理论用于交流电能测量的观点;1889年，匈牙利岗兹公司的布勒泰制成了第一台交流感应式电能表。最早出现的电能表是根据旋转磁场理论制作的感应式电能表，其核心是电磁线圈和转动部件，经过一百多年的不断改进和完善，感应式电能表的制造技术也已相当成熟。

目前普遍使用的感应式电能表是根据交变磁场中金属圆盘的感应电流与有关的磁场形成力的原理制成的，即利用金属铝转盘中感应的电流与通有交流电流的固定线圈的磁场相互作用，产生驱动力矩驱动铝盘旋转，累计消耗的电能。感应式电能表具有制造简单、操作安全、维修方便、可靠性好和价格低廉等特点，因此，至今在包括我国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一种计量工频电能的仪表被广泛使用。[2]

三相电能表的设计

1.2 机电一体式电能表

随着电能开发及利用的加快，对电能管理和电能表性能提出了更高的要求。电力系统的不断扩大以及对电能合理利用的探索，使感应系电能表逐渐暴露出准确度低、适用频率范围窄和功能单一等缺点。感应式电能表由于受其原理和结构等因素的制约，要对它进行较大的改进是很困难的。

基于微电子技术和计算机技术的不断发展，人们开发出了基于感应电能表的机电一体式电能表，这种电能表是利用感应系电能表的测量机构作为工作元件，使用光电传感器完成电能脉冲的采集，经微处理器处理后，对电能脉冲进行计量，从而实现对电能的数字化测量。这种电能表的显著特点是感应式测量机构配以脉冲发生装置，因此也被称为感应式脉冲电能表或机电脉冲式电能表。这种电能表和机械祸合式多费率电能表都是感应式电能表向全电子式电能表过渡过程中的电能计量品种，它们对分时电价、需量电价制度的实施起了积极的推动作用。

1.3 全电子式电能表

机电脉冲式电能表采用感应式测量机构测量电压电流，决定了它同样具有感应式电能表准确度低、适用频率范围窄等缺点。电子式电能计量方案使用乘法器实现功率和电能的测量，在一块集成芯片上完成电能采样和AD转换，比较先进的是∑-⊿AD转换原理。功率是电流与电压的乘积，电能是功率对时间的积分。

20世纪80年代末90年代初，国外著名电测仪表公司相继推出了全电子式多功能电能表，如瑞士兰地斯公司(LANols&oYR)、法国斯伦贝谢公司(Sehlumberger)和美国通用电气公司(GE)等。我国从20世纪90年代初开始研制全电子式电能表，1994年威胜集团、恒通公司等相继推出了全电子式

三相电能表的设计

多功能电能表，随后有多家公司开始小批量生产。经过技术的引进、消化和吸收，我国电子式电能表开发设计和制造技术得到了飞速的发展。全电子式电能表最早用于进行计量鉴定，也就是做标准表，随着元器件性能的提高和价格的下降，全电子式电能表计量精度较高，且能实现复费率及用电控制，便于实现抄表自动化系统，而且生产成本较低，全电子式电能表逐步开始大量民用，目前使用数量已经远远超过机械表。[3]

1.4多功能电能表现状及发展趋势

目前的电能表市场中全电子电能表所占比例逐年增加，机械表由于先天性在通信方面的不足，所以很难在集中自动化抄表方面有发展，机电一体式电能表虽可以进行电能信息的远程通信，但其可提供的用电信息比较少，例如频率，有功，无功等，另外实现复费率计量也比较困难。虽然基于机电一体式的电能表实现了预付费，但鉴于安全性和其他方面的原因，国家并不主张大范围的使用这种电能表。

全电子电能表克服了上面两种表的缺点，可以方便的计量电能的各种信息，并且实现远程通信完成抄表工作和实现配电网络自动化。近年来随着全国用电缺口的急剧扩大，国家发改委决定全面推行峰谷分时电价和避峰电价，鼓励用户合理移峰用电，这一政策的出台，带动了全国各地供电部门对复费率、多功能电表需求的快速上升。

目前，在抄表方式上，存在有RS485、红外、GPRS和电力线载波等多种抄表方式。其中RS485抄表和红外抄表技术比较成熟。各种抄表方式具有各自的特点，RS485需要专门布线，但其抗干扰能力较强；红外抄表由于其通信距离的限制，不能实现远程监控的目的；电力线载波通信抄表

三相电能表的设计

技术无需专门的通信线，利用现有的电力线作为通信信道，信道建设工作量极少，但其技术较为复杂，通信出错率较高。目前还存在着GPRS无线抄表方式，GPRS是通用分组无线业务(General PacketRadio Service)的简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS抄表技术在未来将会有很广的应用。

电能计量技术将会向着智能化、多功能、集中管理及网络化的方向发展。在信息化技术不断发展和成熟的现代社会，高效的电能计量和管理技术将是信息化家庭智能管理系统的一个重要组成部分。[4]

2电能测量原理

2.1三相电路接线方式

三相电源有两种基本连接方式[5]：星形连接和三角形连接。星形连接示意如图2.1（a）。三相对称星形连接时，有如下关系：

Ul3Up，IlIp

(2-1)式中：Ul，Il---线电压和线电流；Up，Ip---相电压和相电流。对称三相电源可以采用三角形连接(△连接)，如果不对称程度比较大，所产生的环路电流将烧坏绕组。三角形连接示意如图2.2(b)。三相对称三角形连接时，有如下关系：

UlUp，Il3Ip

(2-2)

式中：Ul，Il---线电压和线电流；Up，Ip---相电压和相电流。

三相电能表的设计

AAUANUCUBBCCUAUBUCB(a)星形连接(b)三角形连接图2.1三相电源的星形连接和三角形连接

三相负载根据其接线方法一般有三相三线和三相四线之分，以下只讨论电源为Y形连接时的情况。当发电机三相绕组按星形方式连接时，负载接成三角形方式，如图2.2(a)所示，称为三相三线制。当发电机绕组按星形方式连接时，负载也接成星形方式，如图2.2(b)所示，称为三相四线制。三相四线方式时，流过各相负载的电流等于各相电源流过的电流。当电路为对称三相电路时，中线电流为零。此时中线可以去掉，变为三相三线制。

AIAUANZAZUBUCBCIBICICACIABZIBCB

(a)负载三相三线连接

三相电能表的设计

AIAUANZZNUBBCINZN’ ZIBICUC

(b)负载的三线四线连接 图2.2三相负载接法图示

以上讨论了三相电源和负载的接线方法，这些知识有利于理解三相多功能电能表的参数采集电路和外部接线方式。[6]

2.2电能测量原理

电能在物理上可以看成是从电源流向负载的能量流。用户在某一时刻消耗电能的“速度”我们称为瞬时功率，它在数学上等于该时刻瞬时电压值与瞬时电流值的乘积，将所有这样的“瞬间”消耗的电能加在一起就得到了总的用户消耗电能的数量。因此，有功电能的计算可以用电压与电流瞬时值的乘积在时间上做积分得到，其测量可简单地描述如下。[7]

设在t时刻负载两端的交流电压和流过负载的交流电流的表达式为：

u(t)=Umsint2Usint

(2.1)

2Usin(t)

(2.2)i(t)Imsin(t)Um－电压峰值；其中u(t)-t时刻电压瞬时值；i(t)－t时刻电流瞬时值；

三相电能表的设计

Im－电流峰值；U－电压有效值；I－电流有效值；－电压与电流相位差；ω－角频率。

则在一个周期内平均有功功率P为

P1T1T1TTTu(t)i(t)dt0mU0TsintIm(t)dt

(2.3)UIcos(2t)cosdt0UIcos一个周期内的电能W为

TWu(t)i(t)dtTUIcos

(2.4)

0对于三相电路，总能量可以表示为三个分相能量之和：

WWAWBWC(2-5)在实际电网中，电压电流信号基本上都不是只包含50Hz频率分量的正弦信号，而是含有很多谐波信号。事实上我们可以发现瞬时功率信号Pui本身是一个含有直流分量和高频分量的信号，而任何频率不为0的频率分量从长期来看对于时间积分都没有贡献，因此电能计量数学上就相当于计算瞬时功率P的直流分量在时间上的积分。为了得到有功功率分量（即直流分量），需要对瞬时功率信号进行低通滤波处理。[9]

2.3三相有功电能的计量[8]

三相电路分为三相三线制和三相四线制两种接法，下边分别讨论这两

三相电能表的设计

种电路的测量方法。测量三相三线电路有功电能可以采用一表法和二表法。一表法只能用于三相对称电路，实际中一般不会采用；工程中经常采用二表法计量三相电能。

三相三线电路的瞬时功率可表示为：

PuAiAuBiBuCiCuABiAuCBiC

(2.6)

式中：uABuAuB；uCBuCuB；uAB、uCB——线电压的瞬时值。由式(2.6)，用两只单相电能表测量三相三线电路的总电能，称为二表法，用这种方法测量三相三线有功电能的接线和原理如图2.4。两只单相电能表计量值相加即为三相总能量。

ABC图2.3二表法测三相能量接线原理图

三相四线电路可看成由三个单相电路组成的。其平均功率P等于各相有功功率之和，即

PPAPBPCUAIAcosAUBIBcosBUCICcosC

(2.7)

无论三相电路是否对称，上述公式都成立。

测量三相四线电路的有功电能经常用三只单相有功电能表（DD型）,即三表法或三相四线式有功电能表（DT型），三表法就是在三根相线与零线之间分别跨接一只单相有功电能表，总能量即为三只单相表计量值之和，三相电能表的设计

三相四线式有功电能表可以直接通过外部接线计量三相电能。三相四线电路因为零线电流一般不为零，所以用二表法测量时会存在较大的测量误差。

以上介绍了传统的三相电能测量方法，分别考虑了三相三线和三相四线方式，在电子式电能表成为主流的今天，越来越多的设计方案开始采用专用的三相电能IC芯片，例如ADE7752、ATT7022、TM7752等，这类芯片一般具有测量精度高、外围电路简单、校表容易等特点，并且在不改变电路设计的前提下，可同时适用于三相三线和三相四线方式，专用电能IC芯片已经成为三相电子式电能表设计的首选。

2.4电子式电能表的测量原理

电能表测量电能的基本方法是将电压、电流相乘，然后在时间上累加起来，即积分。电子式电能表实现积分的方法，是将功率转换为脉冲频率输出，该脉冲称为电能计量标准脉冲fH（或fL），其频率正比于负荷功率。

电子式电能表中起主要作用的是电能测量单元，而乘法器是该单元的核心组成部分，乘法器是实现被测电压、电流相乘，输出为功率的器件。常用的乘法器可分为模拟乘法器和数字乘法器两类，[2]模拟乘法器的又分为霍尔效应型、时分割型等；数字乘法器又分为硬件乘法器和软件乘法器。目前的电子式电能表多以数字乘法器为主。

2.4.1模拟乘法器

2.4.1.1 霍尔乘法器

[10]霍尔元件是如图2.6所示的半导体薄片，当它处于磁场感应强度为B的磁场中时，如果在它相对的两端通以控制电流I，则在半导体另外两端将

三相电能表的设计

会产生一个大小与控制电流和磁感应强度乘积成正比的电势UH。如式(2.8)所示。

UHKHIB(2.8)式中KH-霍尔元件的灵敏度；UH-霍尔电势。

图2.4霍尔元件示意图

由被测电压u产生磁场，其磁感应强度为Bu；被测电流i通过霍尔电动势就能反映被测电压、电流的相乘积。霍尔乘法器是一个四象限乘法器，其相乘精度甚佳，可达0.3%左右。工作频率在10kHz以内。根据霍尔乘法原理实现的静止式电能表可用图2.7表示。

电压电流霍尔乘法器积分器V/F变换脉冲输出图2.5霍尔乘法器型静止式电能表霍尔乘法器输出的是瞬态功率信号。瞬态功率信号通过变换很容易产生有

三相电能表的设计

功电能、无功电能等所需的数据。图2.7所示的属于直接检测式霍尔乘法器。这种结构在轻载时误差较大。

霍尔乘法器实现的静止电能表主要优点是频率响应宽，准确度能长期保证；抗干扰能力强；可以不需要电流互感器，不存在引入互感器误差。电压电流回路彼此独立，检测和校准相对容易，且线性也较好。主要缺点是工艺复杂，精度也不容易达到很高。2.4.1.2 时分割乘法器[11]

时分割乘法器的工作基于计算式

WT0mmKKuidttlimmuk1ituKiKk

1(2.11)式中m：在一个周期内电流、电压的采样次数。

由式(2.11)可知，负载在一个周期内消耗的电能近似等于m个电压、电流相乘再求和。m取值越大，上述近似计算产生的误差越小。由此，时分割乘法器的基本思想有两个，即分割和相乘。

时分割乘法器分为电压型和电流型时分割乘法器，电压型由于尖峰电压的干扰现在已基本不用，现在使用的多为电流型时分割乘法器。所谓电流型时分割乘法器是指被测电压、电流都变成电流形式后相乘，其乘积即功率大小也以电流形式表示。

时分割电能测量方法的特点有：(1)时分割乘法器构成的电能仪表电路简单、成本低；(2)时分割方法测量工频范围内的电能线性度高；(3)时分割方法频率测量范围窄，大多数不适于畸变波形下的功率测量；(4)电能测量准确度级别一般为2.0～1.0级。

2.4.2数字乘法器

三相电能表的设计

数字乘法器是将数字量相乘，首先将被测电压、电流的模拟量变为数字量，然后相乘。实现数字量相乘有两中方法：

1）采用硬件乘法电路。硬件乘法电路是由移位寄存器、加法器和时序控制电路组成，在时序电路控制下，根据每位乘数是“1”或是“0”，来决定是否累加被乘数，每进行一位运算后需要将累加和（即乘积）右移一位。采用硬件乘法器运算速度高，但需提供硬件电路。

2）采用软件乘法器。利用计算机的乘法指令实现数字量相乘，这实际是利用一系列的累加和移位完成运算的，采用这种方法运算速度较慢，但可以节约硬件。若CPU里含有硬件乘法器或采用专用的芯片作控制器，运算速度仍非常快。

总之，采用数字乘法器来实现电能计量时，电路里必须有A/D转换器，这是数字乘法器与模拟乘法器最根本的区别。本设计所采用了专用的三相电能计量芯片ATT7022B,该芯片不仅内置7路A/D转换器，而且A/D转换采用的是较普通A/D转换器更为先进的 A/D转换器。其主要采用了增量调制、噪声整形、数字滤波、和采样抽取等技术，使其在测量精度、线性度、稳定性和抗干扰能力等方面得到显著改善，具有更好的发展前景。

三相电能表的设计

参考文献

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学，2003 [9] 刘建民.电测仪表与电能计量.北京：中国电力出版社，1998 [10] TLC1543C/I/Q10-Bit Analog-TO-Digital Converter with Serial Control and 11 Analog Inputs [11] 汪国林.基于MSP430的数字电能表的设计技术研究：[合肥工业大学硕士学位论文].合肥：合肥工业大学，2004

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