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以往選用表計(jì)的技術(shù)原因
以前居民單相電能表基本上是862型表，前幾年開始主要選用機(jī)械式長壽命技術(shù)電能表(設(shè)計(jì)壽命25～30 a)。當(dāng)時(shí)單相全電子電能表已經(jīng)出現(xiàn)，但對于大面積使用爭議很大，主要在壽命和可靠性方面。經(jīng)過調(diào)查和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)廠在元器件和材料選擇、工藝上隨意性較大，質(zhì)量波動明顯，另外缺乏實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)也未形成規(guī)模，售后服務(wù)和技術(shù)支持投入力量都不足，大面積使用風(fēng)險(xiǎn)較大。而機(jī)械式長壽命技術(shù)電能表國外已有幾十年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)引進(jìn)和消化這項(xiàng)技術(shù)后生產(chǎn)的表計(jì)經(jīng)過中國電力科學(xué)研究院的長壽命試驗(yàn)，表現(xiàn)不錯(cuò)。最主要的是全電子表出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致不計(jì)電量，故障可能僅因?yàn)閮?nèi)部一個(gè)元件失效。而機(jī)械表出現(xiàn)故障，可能只是計(jì)量不準(zhǔn)，影響相對較小。所以當(dāng)時(shí)在單相全電子電能表不太成熟的情況下，河北省選用了機(jī)械式長壽命技術(shù)電能表進(jìn)行推廣。
單相全電子電能表發(fā)展簡介
70年代，國外就開始開發(fā)電子式電能表，但由于受當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)水平制約，全電子電能表首先用于標(biāo)準(zhǔn)表。全電子電能表最大的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，而機(jī)械表很難做到較高的精度。所以標(biāo)準(zhǔn)表很快都采用了全電子電能表。在安裝表領(lǐng)域，由于當(dāng)時(shí)電子表可靠性較差，對環(huán)境要求較高，價(jià)格貴，它的準(zhǔn)確度優(yōu)勢無法顯現(xiàn)，一直很難和機(jī)械表競爭。 隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子器件的性能在80年代有了質(zhì)的飛躍，國外電子表的生產(chǎn)有了長足的進(jìn)步。我國90年代初研制出了電子表，隨后有廠家開始批量生產(chǎn)。目前國內(nèi)研制生產(chǎn)專用集成電路的廠家近十家，品種很多。原先爭議較大的可靠性和壽命問題，隨著新器件的應(yīng)用和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，也開始得到大家的認(rèn)可。近兩年，單相全電子電能表的器件選擇和工藝控制基本成熟，廠家的生產(chǎn)規(guī)模和服務(wù)能力經(jīng)過市場的選擇也分出了層次，產(chǎn)品的質(zhì)量和價(jià)格達(dá)到了合理的水平。另外經(jīng)過幾年的技術(shù)準(zhǔn)備，也積累了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，所以這時(shí)在河北省推廣使用全單相電子電能表，風(fēng)險(xiǎn)降到了最低。
單相全電子電能表的原理簡介和特點(diǎn)分析
單相全電子電能表功能單一。其核心部分是一只計(jì)量芯片，配以一些外圍器件實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量功能。電流回路為錳銅片電阻，阻值很低;電壓回路為固定阻容降壓網(wǎng)絡(luò);兩個(gè)回路電流取樣、降壓所得的小電壓信號由計(jì)量芯片采集來計(jì)量電能。可輸出電脈沖用于校驗(yàn)或動抄表等功能的擴(kuò)展;驅(qū)動計(jì)度器顯示電能值;還有的芯片有接口與外界通訊。全部元器件只有五、六十個(gè)。
單相電子表的主要特點(diǎn)為：
a. 誤差穩(wěn)定，線性好這是機(jī)械表無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。全單相電子電能表電流回路采用錳銅分流器，無相移、磁飽和等因素制約，因而在測量范圍內(nèi)線性大大優(yōu)于機(jī)械表。誤差調(diào)整機(jī)構(gòu)采用固定電阻網(wǎng)絡(luò)，無可動器件，在工藝上采用抗老化措施，使整表誤差穩(wěn)定性很好。
b. 輕負(fù)載特性好表計(jì)內(nèi)的計(jì)量芯片動態(tài)測量范圍很寬，在1 000∶1范圍內(nèi)可保證測量精度，這就保證了小負(fù)載時(shí)的誤差特性。
c. 過載能力強(qiáng)測量范圍寬的特點(diǎn)同時(shí)還體現(xiàn)在極強(qiáng)的過載能力上。由于電流回路使用錳銅電阻，阻值很小，內(nèi)部電路取的是一個(gè)小電壓信號，即使外部大電流通過，取樣電阻不會產(chǎn)生很大功耗，不會燒表。
d. 功耗低電子技術(shù)的發(fā)展使電阻器件的功耗變得很低。電流回路的分流電阻只有幾百微歐，可以忽略。電壓回路功耗0.5 W左右，遠(yuǎn)小于感應(yīng)式電能表的1.2 W左右，是節(jié)能型儀表，對于降低線損很有好處。
e. 溫度特性好由于電流采樣所用的錳銅分流器有極好的溫度特性，所以采樣部分的溫度影響可忽略不計(jì)。在電路中電流和電壓輸入回路采用相互補(bǔ)償技術(shù)，因此表計(jì)整體的溫度特性很好。
f. 防竊電功能強(qiáng)由于電流回路的分流器只有幾百微歐，小于一般導(dǎo)線電阻，更小于導(dǎo)線接觸電阻，因此在機(jī)械表上常用的外部短路方式竊電對電子電能表沒什么效果。另外電子電能表采取雙向計(jì)度原理，通過反接倒轉(zhuǎn)的竊電方式無效。因而在不必外加措施的情況下，表計(jì)本身就具有一定的防竊電能力。
g. 運(yùn)輸安裝條件要求低由于電子電能表無轉(zhuǎn)動元件，安裝不受位置影響。重量輕、體積小，運(yùn)輸方便。
h. 便于校驗(yàn)直接輸出電脈沖，便于校驗(yàn)和實(shí)現(xiàn)自動抄表等功能的擴(kuò)展。
i. 可以幫助改變原來的檢修、管理流程由于電子電能表不用清洗、調(diào)整、維修，故可以根據(jù)形勢需要，改革現(xiàn)有的檢修流程，拿出精力搞好校驗(yàn)和定期抽檢，改變原來的輪換方式。
選表時(shí)需考慮的因素
1計(jì)量芯片
單相全電子電能表的主要功能和優(yōu)勢在于計(jì)量芯片的質(zhì)量。前幾年我國的生產(chǎn)廠大多采用上海貝嶺出產(chǎn)的BL0932或相似的芯片。它是基于模擬乘法器和頻率變換原理的第一代芯片。1999年以后許多廠家已換用美國AD公司的AD7755系列芯片。它是基于A/D轉(zhuǎn)換原理包含16位A/D轉(zhuǎn)換全數(shù)字處理芯片。電能測量精度0.1%，測量范圍1 000∶1，運(yùn)行環(huán)境溫度-40 ℃～+85 ℃，內(nèi)部考慮了電磁兼容設(shè)計(jì)，使用后效果良好。
2電解電容
電解電容是影響電子表壽命的最主要因素。以往的顧慮也大多在此。目前公認(rèn)的電解電容壽命計(jì)算公式是工作溫度每低10 ℃ 壽命增加1倍。選用105 ℃工作壽命2 000 h的電容，95 ℃時(shí)壽命為4 000 h，35～45 ℃時(shí)壽命達(dá)14～29 a，可以滿足目前要求。使用時(shí)還可考慮選用名牌產(chǎn)品以提高可靠程度，河北省在招標(biāo)時(shí)提出選用日本RUBYCON(紅寶石)公司產(chǎn)品，這也是業(yè)內(nèi)公認(rèn)比較好的廠家。
3聚酯電容
內(nèi)部電阻器件的5 V電源是采用阻容降壓網(wǎng)絡(luò)提供的，外部電源電壓的90%以上要施加在聚酯電容上?，F(xiàn)在產(chǎn)品中一般有兩種選擇：一是耐壓400～630 V的普通聚酯電容;二是X2級275 V電容。X2級電容符合IEC384-14標(biāo)準(zhǔn)，耐壓2 000 V以上不擊穿，對于抵抗電源中的尖峰、沖擊有好處。但價(jià)格稍貴，需要時(shí)可以要求使用這種電容以提高可靠性。
4計(jì)度器
計(jì)度器是單相全電子電能表的關(guān)鍵器件之一，目前國內(nèi)單相表的設(shè)計(jì)采用了保留機(jī)械式計(jì)度器的方案，防止萬一表計(jì)失靈丟失電量。計(jì)度器的最大問題是卡字現(xiàn)象，國內(nèi)目前公認(rèn)較好的是北京科翔和南京申能公司的產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)及生產(chǎn)水平的進(jìn)一步提高，發(fā)展趨勢可能是采用液晶顯示，數(shù)據(jù)由內(nèi)部存儲器保存。
5結(jié)束語
本文介紹了單相全電子電能表的特點(diǎn)和影響其質(zhì)量的主要器件。但在實(shí)際考察時(shí)，還要注意選擇有實(shí)力的廠家。因?yàn)閱蜗啾淼纳a(chǎn)對生產(chǎn)廠家的技術(shù)能力要求相對較低，生產(chǎn)較容易，所以現(xiàn)在生產(chǎn)廠家眾多，魚龍混雜，因而要考慮生產(chǎn)規(guī)模、售后服務(wù)及技術(shù)支持的力量。在招標(biāo)時(shí)提出生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品給出10年包換的承諾。如果生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品壽命可以達(dá)到要求，失效率又低，應(yīng)該可以承受。這樣還可進(jìn)一步減輕供電局維護(hù)工作量，提高工作效率。
