電能表已有超過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),。本版今起開設(shè)“認(rèn)識智能電能表”系列報(bào)道,。讓我們一起來了解、熟悉智能電能表的發(fā)展歷程,、生產(chǎn)過程,、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)有功電能的測量,，也稱千瓦時(shí)表,、電度表、火表,，電能表是專用計(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),，俗稱度,。

　　按準(zhǔn)確度等級劃分，電能表可分為普通安裝式電能表（分為2,，1,，0.5S，0.2S級）,，標(biāo)準(zhǔn)電能表（分為0.2,，0.1，0.05,，0.02級）,；按相數(shù)分類，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，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,，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伏的場合，間接式用于電壓等級高,、必須通過互感器接入的場合,。

　　什么是感應(yīng)式電能表？

　　感應(yīng)式電能表也稱為機(jī)械式電能表,。感應(yīng)式電能表雖然種類,、型號多，但基本結(jié)構(gòu)相似,，都由測量機(jī)構(gòu)和輔助部件兩部分組成,。測量機(jī)構(gòu)是電能表實(shí)現(xiàn)電能測量的核心部分，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電壓元件和電流元件,，將交變電壓,、電流轉(zhuǎn)變?yōu)榇┻^轉(zhuǎn)盤的交變磁通，該磁通與其在轉(zhuǎn)盤中感應(yīng)的電流相互作用,，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩,，使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)元件產(chǎn)生的制動(dòng)力矩,，使轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與被測電路的功率成正比,。轉(zhuǎn)盤轉(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,。由于這類電能表沒有轉(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,，國內(nèi)稱它為電子式電能表。

　　電子式電能表結(jié)構(gòu)與感應(yīng)式電能表類似,，也是由測量機(jī)構(gòu)和輔助部件兩部分組成,。測量機(jī)構(gòu)以電子電路為主，測量元件由乘法器,、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,，然后通過數(shù)字電路對時(shí)間進(jìn)行積分來實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量功能,。電能的測量完全靠電子線路和電子模塊來完成，計(jì)算結(jié)果和測量參數(shù)由軟件來控制完成,，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)國家得到了迅速發(fā)展,，相繼出現(xiàn)了一些壽命長,、可靠性高、適合現(xiàn)場使用要求的表計(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,、無功電能和視在電能的測量,，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。我國于20世紀(jì)80年代初開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)開關(guān)及自主研發(fā)專用計(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)高級量測體系（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,、電力市場交易和電能質(zhì)量監(jiān)測等方面要求。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)測量功能，滿足不同現(xiàn)場環(huán)境的運(yùn)行監(jiān)測需要,。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、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)測的需求,。可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或本地費(fèi)控功能,，并通過信息安全認(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,。

　　本版內(nèi)容來源于國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院,、中國電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)上海市電力公司,、江蘇林洋能源股份有限公司,、《智能電能表》《中國電力百科全書》，戴鵬飛,、張健,、孫婷、羅冉冉,、段曉萌,、張東岳、肖爽,、任娟娟等對本文有貢獻(xiàn),。