发布时间：2023-09-22 18:14:00
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电子式电能表有两部分构成规模较大的集成电路，分别是数据处理单元以及电能测量单元。电子式电能表除了具有普通电能表中的计量功能之外，还拥有测量、分时等多种功能，同时它还能够显示、输出以及储存数据。电子式电能表与机电式电能表相比具有较大的优势，电子式电能表准确率高、故障率低、误差曲线平直、功能消耗低、功率因数补偿较强、符合性能好，防窃电强、有预付费功能、应用领域广发等优势。电子式电能表根据自身的特征可分为：基波电能表、单相预付费电能表、多用户电能表、单相电子式电能表、防窃电电能表、单相复费率电能表。
一、电表概述
随着电力工业的到来以及发展，都需要对发电、配电以及输电等管理进行准确的计量。电表的使用迄今为止已有一百多年的历史了，早期使用的感应式电表较多，但是该电表的功能简单，而且准确度较低，已经逐渐不适应现今时代的需求了。在八十年代国外就有很多公司已经开始研发全能电表了，而我国是在90年代后才开始引进电表研发技术。到90年代后期，才出现相对较为成熟的技术。在1994年江苏省开始使用三相电子电表，但是这些电表主要是国外生产的，之后随着我国电表技术的成熟，国产电子式电表才在我国进行推行使用。1993年在苏州开始有单相电子式表的出现，之后全省在投入使用。
二、电子式电能表的特点及原理
（一）基波电能表
由于电气化铁道使用的大功率整流的现象普遍存在，以及电弧炉在钢铁行业的普遍使用现象，造成大量的谐波在电网中存在。大量谐波的存在对电力系统造成较低的经济效益，而且还影响电网的安全运行等。基波表可以通过软件和硬件的结合使用，实现滤波的功能，只进行计量电能，这样很好的解决了谐波带来的影响。基波电能表中的软件实现滤波功能是通过傅式算法进行完成的，在这里需要DSP的强大功能；其中的硬件则是利用低通滤波器，对谐波进行合理的筛选，进而选择正确的频率。
与一般的电能表相比，基波表增加了低通滤波器有关的电路，在实际应用时，就要在原来的电能表中，将电源黑板中的电压输送通道中的电阻进行分压，还有要将电流放大电路中的数值进行合理的调整。基波表的主要特点就是对谐波进行过滤，只进行计量。
（二）单相预付费电能表
预付电能表主是在普通的电能表基础上，添加了表内跳闸继电器、数码显示器和微处理器、IC卡接口等。单相预付费电能表可以利用IC卡接口将与IC卡连接，然后进行预购电费和电量数据传输功能的实现，然后实现欠费自动跳闸。
预付费电能表的测量功能与一般的电能表类似，该电能表主要是通过微处理器来接收测量模块传来的功率脉冲，然后进行电能记录，同时储存该信息，对已交电费实施递减剩余电费，直到用户出现欠费情况就会发出报警信号，然后实现电能表的跳闸功能。而且我们可以通过IC卡接口，来判断用户使用的卡是否有效，是否具有购电信息的合法性。使用预付费电表，可以解决流动性人口电费收取情况，改变了以往的人工抄表方式，这样也可以增强用户对电属于商品的意识，同时也提高了用电管理机构工作的效率，减少可防窃电现象。但是该表的使用也具有一定的局限性，使用该电表需要增加配电管理营业厅，这样需要投入较大的资金，相比长寿电表具有较大的功能消耗，由于电表计量的设计因素会影响对线路损坏想象无法统计现象。
（三）多用户电能表
多用户电表具有测量输入途径较多，实现循环显示功能，它是共用电能模块，这些功能的实现主要是由于该电表采用的中央处理器是单片计算机。
多用户电表利用多个电能模板进行多个用户电量测试，然后通过单片机进行处理，然后发送数据，通过显示器显示。
（四）单相电子式电能表
单相普通电表主要在居民用户中使用，进行收费和电量计算，该电表的使用范围比较广泛。
该电表主要有一下几个部分组成：（1）测量模块。该模块由电流电压乘法器、电流和电压交换器等组成；（2）电源回路。该部分主要是为整个电表计量直流提供电源；（3）显示器。该显示器可以利用液晶显示器或是机械计量器等。对于其他部分的构成就需要根据用户需求进行配置了。该电表的主要特点是结构简单以及成本很低，同时还能进行定量计数显示、能够输出光耦功率脉冲，还有LED等功能。
（五）防窃电电能表
防窃电电表主要是在原有的电子表上进行一定的改进，从而实现了防窃电功能。（1）防止接电流线进行窃电。该表同普通的电能表一样都具有对反向用电现象进行沮洳正向的功能；（2）防止表外短线路接电线窃电。该表通过锰铜片的使用，使得该电表的电流回路中的电阻较小。当进行表外短路电线接流时，通过降低分流来预防窃电现象，同时该表还采用了回路判别功能。（3）加入了防窃电计量专用芯片；（4）防断TV偷电。该电表利用全失压记录时间以及全失压的次数记录功能，通过两个数据的显示，让电量追补功能有了实现的可能。（5）防软件偷电。该电能表可以通过利用硬件加密、“安全认证”以及软件加密等方式进行防偷电现象；（6）通过远方通信功能实现窃电现象监控功能。该电表可以通过利用三路信息以及两路信息比较法防止窃电。
当电流正常流通时通过L（相）线，向N（零）线进行流入，此时的电流是相等的，S点就代表的是高电平。一旦出现接线偷电情况，那么L（相）线与N线中的电流就会出现不相等现象，此时的S点就是低电平，这样就可以判断出是否有“跨接”偷电现象。
（六）单相复费率电能表
与普通的电子表相比，复费电能表安装的有时钟处理器、微处理器、显示器以及通信接口路线等，其中的可以利用液晶或是数码管等作为显示器。该电表主要是通过对每时段的参数进行设置，然后进行计量。该电表主要是对居民用户的用电情况进行分时计费。
在该电表中的串行通信接口主要有RS485接口，以及远红外线。而时钟模块就是提供对应的时间。在实际应用中都是用黑白表的，它是复费率表中的特例，黑白表顾名思义，只分白天和黑夜这两个时段，费率也是如此，在黑夜中的电价没有白天的电价高，这引导用户在晚上多用电。
结语
随着电价制度的不断改革，电子式电能表的使用很好的适应了现代对电能用量管理的需求，根据上文分析，可以看出电子式电表的功能较多，而且种类丰富。电子式电表功能能够实现自动化计表、适应能力强，而且也实现了计算机操作，这些都有利于提高电能的管理工作效率。同时电子式表的出现，满足了不同用户的需求。通过本文对电子式电表的特点及原理的分析，希望能够有助于大家对电子式电表的了解。
参考文献：
随着科学技术的发展，电子式电能表逐渐替代了感应式机械电能表，而电子式电能表的窃电手段更加隐蔽，给查处带来了很大的难度。供电企业一方面要加强管理，加大宣传力度，完善相关法律法规，还要在技术上堵塞漏洞。
下面就窃电现象形成的特点和对策作简要分析。
1 窃电行为的类型
窃电行为的种类很多，主要有以下几种类型：由于表壳或电表箱的原因导致窃电者有机可乘而发生的窃电行为；磁场干扰的窃电行为；增加额外的导线、旁路部分电流的窃电行为；移动或移除电能表接线的窃电行为；增加额外的器件，如二极管、电容、电阻及其组合，改变电压回路的波形、相位，降低电压回路电压的窃电行为。
2 常规电子式电能表在防窃电方面的缺陷
在传统的电子式电能表设计中，由于以下几种原因，导致它们不能较完善的检测或处理窃电行为。仅使用进线端的电压和火线的进出端所流经的电流作为电能计量的依据；大多数没有使用很可靠的铅封；一些窃电方式很容易操作，但是很难检测，对于即使是非常简单的窃电行为也无能为力。
3 电子式电能表的防窃电功能研究
3.1表壳和电表箱的防窃电技术
表壳是对付窃电的第一道防线。这就要求电力系统的管理人员加强自身管理的同时，也要对使用的电能表提出要求：采用聚碳酸酯的表壳或者金属的表壳，电表有出厂铅封，把电能表表壳通过焊接胶合，要打开电表就必须损坏它，以此来对抗窃电行为。
使用特制的电表箱也能抑制一些窃电行为的发生。如铅封电表箱，尽量减小导线周围的间隙，增加旁路电流、反接电能表等窃电行为的难度。如果必要，还可以在电表箱内添加检测设备，以检测窃电者对电表箱箱门的非法打开。
3.2防磁场干扰窃电
永久磁场和电磁场都会影响电表的正常计量。窃电者在电表附近放置强磁磁铁或大线圈都能干扰电表的正确计量，达到窃电的目的。强磁磁铁还能使电源变换的变压器铁心饱和，导致电能表的工作直流电压降低或者消失。强磁磁铁靠近表壳将减小功率的测量值，甚至能将功率减小到0。由于磁铁的影响范围比较小，所以电流互感器在表壳内的位置对抵御磁铁的干扰是相当有帮助的。大线圈产生的电磁场会影响电能表中大多数的元器件，例如，锰铜电阻、电流互感器、核心的电子器件等。为防止磁场干扰，电能表内部元器件的位置及其安装位置是非常重要的。应把易受磁场影响的敏感器件尽量放置在贴近电能表背面的地方，因为通常窃电者很难从电能表背后干预电表的正确计量；应保持易受磁场影响的敏感器件远离电能表的顶部和两边，因为顶部和两边是容易粘附磁铁的地方。
磁屏蔽是一种非常有效的防止磁场干扰的做法，首先我们可以使用金属外壳的电流互感器，屏蔽磁场对它的影响。其次我们可以在表壳内衬薄层金属，以屏蔽整个电能表模块。但是这种做法将增大原材料、生产及安装的成本。
3.3防电流不平衡窃电
正常的电流不平衡体现为接地现象的存在，窃电时的电流不平衡包括任何的火线和零线的测量所得到的负载电流不相等的情况，这是由于窃电者旁路部分电流，导致电表的测量值小于真实值。窃电者可能用简单的短接进出电表的接线端，这种窃电行为比较容易实施。窃电者可以在几秒内移除短路线，所以很难查处这种窃电。
要检测电流的不平衡就不可避免增加电表的成本，必须要额外增加一个电流传感器，以实现零线的电流检测；由于隔离原因，可以在第一路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，但是另一路就必须使用成本相对较高的电流互感器。对于单相表，可以同时测量火线和零线的电流来检测电流是否不平衡。此外，还要求电能表的计量芯片具有两个独立的ADC来进行两个电流通道(火线、零线)和一个电压通道的采样，并自动比较两个电流通道的电流大小，实现电流不平衡时的检测和防窃电测量。
3.4防电流反向窃电
调换进出线或者利用变压器施加低压反向大电流是窃电者经常采取的窃电行为。窃电者企图让电表负计量，使汁量值向后退，这种窃电行为比接地或旁路电流的窃电行为更具侵害性。
电流反接时的防窃电，要求计量模块有自动检测电流反向功能，不需要任何的辅助元器件就能实现电流反向的检测。同时，可以给电能计量模块预置电流反向时的处理方式，如电流反向时取功率或电能的绝对值为测量值等等。
对于电流反接时的防窃电，有一点需要注意，当负载电流非常小的时候，可能会出现错误的电流反向警告。可以设定一个电流反向检测的最小电流极限，当小于这个最小电流极限时，关闭电流反向检测功能，防止错误的电流反向警告。
3.5防移除电压窃电
移除电压表现为移除电表接线中的一路，通常窃电者移除零线，使得电表没有电网电压的进入，导致电表不能正常计量或不能工作。对付这种窃电行为，可用一个低成本的电流互感器CT，从其余的连接电表导线中流经的电流上窃取很小的电能给电能表供电，使电能表实现防窃电测量。由于受到电能表成本、电能表表壳的尺寸以及电子元器件能够承受的最大电流等诸多因素的影响，选择从电流上窃电的CT是受限制的，因此能从电流上窃电给电能表供电的电能也受限制。当负载电流大于1A-2A时应能实现电能表的防窃电测量，而当负载电流很小时，能从电流上窃取的电能将不能胜任电能表供电，因此，需要采用低功耗计量芯片。
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)07-0307-02
电工电子技能教学是中职学校理工类专业培养学生能力的一个非常重要环节，而技能的形成则由学生通过观察、模仿、实践的反复练习来实现。根据教学目标，电工电子专业的学生在2年或3年内要掌握技能和达到中级工应知、应会标准，都要通过技能教学来完成。在电工电子技能教学实践中，笔者主要运用激发学生的兴趣，分阶段实施教学目标的方法，取得了较好的效果。
1 激发兴趣，促进学生的求知欲
兴趣是最好的老师，技能训练必须先让学生觉得有趣而乐意去做。有趣是乐趣和志趣形成的起点，而乐趣是有趣的升华，只要对自己的学习和训练产生了浓厚的乐趣，就会乐此不疲地学习和参加训练。有一次，在练习日光灯电路的安装的过程中，一名学生进行通电试验时，出现灯管两头发红，中间不亮的情况。于是，笔者把学生们组织起来，问他们在家是否也遇到过这种现象。学生都说有，可谁也不知道为什么。就此，笔者把启辉器中的小电容去掉，日光灯又亮起来了，学生们高兴极了。从此之后，学生学习技能课热情高涨，有些还主动要求参加电工兴趣小组。
2 改革技能教学方法，促进理论知识和实际技能的结合
传统的电工电子技能训练一般是安排在理论教学之后进行，技能训练和理论互相脱节，学生难以确切了解所学内容，知识得不到及时巩固，教学效果不显着。为此，笔者采取理论实践一体化教学方法，以提高学生学习效果。如在讲授元器件的识别方法时，笔者将课堂教学搬到了实训室。尽管电阻、电容、电感都是最普通、最常用的电子元件，但对于没见过、没用过这些元器件的学生来说，课堂上的理论教学只能是纸上谈兵，学生很难有感性认识，很难想象真正的元器件是怎样的。笔者把这些内容放到实验室里对照实物进行讲解，让学生边听边识别色环，并用仪表进行测量，这样学生就比较容易识别元器件，学会万用表、示波器、信号发生器等仪器仪表的使用方法。又如，电机控制中电动机按钮连锁控制正反转电路，工作原理分析难度较大，但在实训室中让学生看演示效果，然后参与操作练习训练，学生便很快掌握了其工作原理。把技能教学自然地渗透理论教学中，不仅节省了时间，而且激发了学生的学习热情，教学效果非常显着。
3 分阶段实施技能教学目标
对于中职电工电子类专业来说，笔者认为学生应掌握的技能目标主要是:①仪器仪表的正确使用;②元器件的测量与识别;③电子线路和机床控制线路的安装、设计与调试;④对不正常电路进行故障分析且排除故障等。
根据学生知识和技能掌握的程度不同，在实际操作教学中可以把整个教学目标分阶段实现
第一阶段，以最基本、最简单仪器仪表及元器件的一识别和熟识为教学目标，要求学生能熟练使用仪器仪表测试电路正常与否，会对元器件极性、管脚进行判别性的测量，会对元器件性能的好坏进行测试。
第二阶段，要求学生安装及检测实际电路，使学生掌握规范操作的基本要领及借助仪器仪表检测的方法步骤。
第三阶段，设置故障教学，锻炼学生实践能力，以此来实现学生综合能力的提高。
第四阶段，采用模拟考核形式，训练学生的实战能力。
这样有利于提高学生学习效率。如果教师不能在训练环节上严格管理和要求，不能根据学生的情况做到因材施教、循序渐进，学生就会无从下手，久而久之就会产生厌学的念头。
4 重视学生观察能力的培养
大量的感性知识是由观察后思维而获得的，理性知识由此而发展起来。因此，技能教学中应注意把培养学生的观察能力贯穿其中。例如，在电容器充放电实验中，要求学生用指针式万用表先练习对电容器质量的判断，让学生具体观察电容器短路、断路、质量不佳(漏电)，以及容量是否减少等方面的情况，引导学生思考，从各种示数中观察相对的变化与区别，即透过现象看到事物的本质，然后再用经自己判断容量合格的电容器做充放电实验，由此开拓学生的思维。
5 改革实践性教学，培养学生的创新意识和创新能力
在传统的电工电子实践教学中，一般开展的是验证性实验，实验内容、步骤、电路和仪器的选择都是教师安排好的，学生只需要按照实验步骤进行操作即可完成实验。通过实验，虽然能巩固一些理论知识，掌握一些仪器仪表的使用和一些操作技能，但学生不必过多地动脑，更谈不上创新意识的培养。为了提高实验质量和培养创新型人才，笔者对实验内容作了一些修改。除了要求学生做过去的一些验证性实验之外，还增加了一些设计性实验让学生开展。具体的要求是，学生进实验室做实验之前，要对实验过程进行认真的预习，写出预习报告设计，画出初步的实验电路。预习报告包括方案选择、电路分析、参数计算、实验步骤和测试方法等。仪器、设备的这;择均由学生自己选定，教师只需检查学生电路设计是否合理，操作结果是否符合设计要求。这样，学生由被动变为主动，教师只起到引导的作用，充分调动了学生的学习积极性、主动性和创造性、加强了学生的自学能力、思维能力和创新能力的培养。加强学习乐趣培养，帮助学生树立学好技能课的信心。
