淺議三相多功能電能表/的發展趨勢

    隨著中國的城市和農村電網進行大規模改造、建設之后，電力系統對三相多功能電能表的需求量迅速增長， 2004年產量估計約70萬臺，以不足全國電能表總產量1%的份額，創造11%的電能表總產值。由此，、國內電表企業紛紛看好商機，抓緊新技術開發，不斷推出三相多功能電能表的新產品，以滿足電能表市場的應用需求。

    與傳統的機械表相比，采用電子計量原理的三相多功能電能表，具有高精度、多參數測量、諧波功率電能計量等優勢。從總體評價，三相多功能電能表還是穩態電力負荷計量產品，由于其應用領域擴大，電力系統對電表不斷提出新的技術要求。現有的三相多功能電能表性能和品質，都不能*適應電力系統的需求。因此，如何正確把握產品技術發展趨勢，改進產品設計，將三相多功能電能表技術水準推向一個新的高度，無疑是電表行業和電力系統共同關注的課題。

一、引進的三相多功能電能/表新技術

    引進的三相多功能電能表新技術，代表目前上電能表技術的zui高水平：
1、高精度、長壽命計量
準確度為0.1%的有功電能計量，超過IEC在線計量的zui高準確度要求，其誤差曲線的帶寬為+/-0.05%；
0.2 S級三相基波表，具有分相的2—50次諧波有功功率計量；
0.2S級長壽命的電網關口表，具有電能質量計量模塊。

2、高速率、實時測量
交流采樣速率為256點/周波，記錄周期zui短為10毫秒；
電能質量計量：63次諧波、電壓閃變、故障錄波78微秒的瞬變，供電可靠性指標的記錄為99.9999999%。

3、開放式、高速率通信技術應用
開放式通信協議IEC62056-61/62/53/46/42，抄表、費率、負荷控制數據交換；
互聯網通信，自動發送報警信號、系統運行狀態刷新、數據記錄，通過以太網連接到某些的電量計費系統的關口表，Web服務器可直接讀取電表各種實際數據、電能質量參數，無需任何軟件。

4、三相電能計量芯片
采用低頻濾波法計量諧波無功功率的三相計量芯片，高位∑-△A/D，負荷動態范圍1000：1，線性度0.1%，具有溫度測量功能，片上接口可直接與微分電流互感器連接；精度優于0.1%的三相SOC單芯片，21位2階∑-△A/D，32位可編程的電能量計算引擎，負荷動態范圍2000 ：1，片內集成：高速8051單片機、硬實時鐘、LCD驅動電路、看門狗電路、定時器、多種存儲器、多種通信接口等。

5、諧波功率電能計量標準
在歐洲：三相0.01級標準表，具有諧波功率計量功能；建立起諧波有功功率、諧波視在功率的計量傳遞標準；
在美國：電能表自動校準系統，在任意波形諧波總含量30%以下，計量準確度為+/-0.005%—0.05%；高精度三相標準表，在功率因數低于0.5（60°—90°），計量準確度為+/-0.02%/功率因數；電能功率標準源，提供七種非正弦信號的無功功率計算方法。
需要指出：盡管IT產業新技術的應用，推動了進口電能表技術的快速發展，但是現在進口的在線電能表產品技術不規范，0.1級電能表、任意波形功率和電能計量、0—360°計量等關注的問題正在探索，電能表誤差穩定性、可靠性指標尚未量化，器件損壞、數據丟失、自檢有誤的情況時有發生，這些情況說明進口電能表技術走向成熟還有一個很長的過程。

二、國產三相多功能電能表/新技術

國產電子式三相多功能電能表技術開發起步較晚，近幾年，注重吸收計量技術與管理經驗，強化自主開發，取得了許多新的技術成果：

1、三相多功能電能表
0.2S級有功功率計量，16位∑-△A/D，160M IPS的DSP，交流采樣速率256點/周波，運行和備用兩套費率時段，負荷曲線記錄和容量為4M字節的存儲器，寬電源電壓范圍，互感器合成誤差補償，變壓器銅損、鐵損計算；
三、未來三相多功能電能表技術的走向

正視現狀，展望未來，需要超前預測電表應用領域和技術要求的不斷變化，才能正確把握今后產品技術的走向。

1、應用領域的拓展：近幾年，中國的社會用電量迅速增長，全國聯網，特高壓電網建設，百萬千瓦級發電機并網，家居網絡化進程，電網經營管理改進和計量新技術應用等要素，推進電表應用領域的擴展，主要是：
從用電計量計費擴大到配電變壓器、變電站的經濟管理和用電需求側管理的計量；
從用戶計費擴大到發電廠上網電量、跨省電網聯絡線交換電量的計費；
從315千伏安及以上的大工業用戶計費擴大到100千伏安及以上的商業、非工業、普通工業戶的計費，以上電表應用領域的擴大，引起計量點總量估計由60萬個擴大到400萬個，電表應用需求量前景看好。

2、技術要求的更新：隨著電表應用范圍擴大，電力系統提出許多具有專業特點的計量要求
傳統計費電表的通用要求，有功、無功電能計量，zui大需量計量，費率時段，單方向、雙方向和不完整的四象限計量，多參數測量，多種計時要求，多種通信方式，自檢、報警，停電抄表，失壓、斷相、停電、失流、三相不對稱、編程預置、需量復位等事件記錄；
新提出的通用要求，運行和備用兩套費率時段，0-360°計量，具有時標的視在電能計量，zui小需量計量，Qh計量，溫度誤差自動補償，諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度測量，防竊電基礎技術，同時，計費電表要準確可靠，功能簡單、實用；
關口表的特殊要求，zui高準確度提高到0.1級，電表穩定性和可靠性指標要量化，低負荷計量，需量周期、費率時段的同步和主、副表實時比對，電表遠程校準等；
大工業戶計量的特殊要求，諧波、沖擊負荷計量，功率越限報警，主變壓器損耗計量，互感器合成誤差補償，電能質量計量等；
中等容量戶計量的特殊要求，大電流計量，半波通過電流互感器計量，三相不平衡、不對稱計量；
變電站進線、出線計量的特殊要求，主變壓器損耗計量，變電站的有功、無功、視在電能平衡計量，無功功率控制信號輸出，用戶線路的特殊要求，參照大工業戶計量的特殊要求內容；
配電變壓器計量的特殊要求，停電采集，三相不平衡、不對稱測量，中性線電流測量，變壓器油溫測量，變壓器損耗計量和有功、無功、視在電能平衡，電力線路損耗電量的核實, 等；
用電需求側管理系統終端的特殊要求，功率越限報警和主動上報，電力負荷開關投切信號輸出等。
同時，為整頓與抑制目前出現的對三相多功能電能表功能要求過多，技術條件出臺無序的情況，建議電力系統按不同應用領域制訂統一的技術規范。
注：諧波污染程度，暫定義為：非基波視在功率/基波視在功率

3、產品技術的發展趨向
三相多功能電能表技術要跟蹤應用需求的不斷變化，也就明示了今后產品技術的發展趨向：
電表多門類：由單一的計費產品發展到關口計量、配電變壓器計量、變電站計量、大工業戶計量、中等容量戶計量、用電需求側管理系統及終端6類產品，分別制訂產品技術規范；
關口電能表，要發展高精度、高穩定性、高可靠性、快速測量、0-360°計量、多通信方式和協議，經、國內同類電表的比較，提出量化指標和測試方法；
計費用三相多功能電能表要計量準確、簡單可靠、講求實用，逐步發展三相SOC單芯片，開發具有諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度的測量技術，研究溫度、電壓、頻率、相位改變的自適應計量；
諧波有功、無功、視在功率電能計量實用化產品，改進諧波下的功率因數計算方法，推進電能質量市場建立與發展，也為提高冶煉企業、電氣化鐵路的計量準確度做準備；
早期三相多功能電能表需要更新換代，要通過調查研究，提出新一代電表技術規范；
基于GPRS通信網的用電需求側管理系統及終端，要改進實時性和安全性技術，從長遠看，即使將來電力不緊張，用于配電變壓器計量與抄表、居民用電遠程抄表，其發展前景也很好；
電力網損耗計量與防竊電基礎技術，包括：電量具有時標，電量波動分析軟件，電量異常報警與主動上報，變壓器、電力線路損耗計量，電力系統節點、母線和電力線路的電量平衡計量；
全國聯網、省網的總電量計量、計算和電能量數據組網，要提到議事日程；
加強國內電能質量和電能計量標準建設，包括：基波、諧波功率電能計量標準的建設，進口急需而國內缺門的新型計量標準設備，滿足在線電表新產品計量溯源的要求；
zui后是研究制訂三相多功能電能表質量評價標準與測試方法，提高在電網上運行電表的整體技術品質。