電能表是電能計量的儀表，正確計量電量使電能計量準確、公平、公正十分重要，它直接影響到發(fā)、供、用三方的經(jīng)濟利益。由于它的應用面大量廣，除要求安全可靠、性能穩(wěn)定外，提高計量性能減少自身電量損耗、防止電力用戶私自改動接線、降低計量成本、安裝使用維護方便成為從業(yè)人員關(guān)注的重點。

　　1 電能表的現(xiàn)狀

　　目前，使用的電能表在低電壓（0.5 kV）和小電流（< 40 A）的情況下，電能表可直接接入電路進行測量,而在大電流或高電壓的情況下，電能表不能直接接入線路，需配合電流互感器或電流、電壓互感器使用。對于直接接入線路的電能表，要根據(jù)負載電壓和電流選擇合適的規(guī)格，使電能表的額定電壓和額定電流，等于或稍大于負載的電壓或電流。另外，負載的用電量要在電能表額定值的10%以上，否則，引起計量誤差超標造成線損增大。由于機械式電能表、電子式電能表結(jié)構(gòu)的原因，使用一段時間后，電能表誤差會逐漸變化，所以供電部門規(guī)定每五年對電能表輪校一次，否則誤差會增大，造成電量損失。傳統(tǒng)的機械式電能表、電子式電能表是將負載導線接入或負載導線通過電流互感器轉(zhuǎn)換的二次電流，接入電能表尾部的端子盒，通過端子盒內(nèi)的錳銅電阻進行采樣，長時間使用后易出現(xiàn)接點接觸電阻增大而引起誤差增加，嚴重時會出現(xiàn)“燒表尾”和防竊電困難。另外，電能表的電流實際工作范圍，特別是戶用電能表大多工作在額定工作電流的30%以下，處于低負荷運行狀態(tài)，這時的計量誤差大多偏負，經(jīng)常出現(xiàn)總表計量電量大于分表計量電量的現(xiàn)象。為解決電能表存在的上述問題，具有寬負載、防竊電、節(jié)能降損、不用配互感器的貫穿電子式電能表，提高了高供低計、低供低計供電方式的電能計量性能，使電能計量更加準確、運行更為可靠。

　　2 的工作原理及結(jié)構(gòu)

　　近年來，電子式電能表因其有較好的線性度和穩(wěn)定度，具有功耗小，電壓和頻率響應速度快，測量精度高等優(yōu)點被電力系統(tǒng)廣泛應用。更是利用了電子式電能表的特點，并針對電子式電能表的不足之處，對電流輸入回路進行了改革，即“表尾”部分進行了改革。正是由于這種改革，解決了普通電子式電能表解決不了的問題，使電子式電能表的特性更為*。與普通電子式電能表的基本原理相同，是在功率表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，也是采用乘法器實現(xiàn)對功率的測量。同普通電子式電能表一樣，必須有電壓和電流輸入電路。上百伏的（100~220 V）的被測電壓經(jīng)電阻分壓器或電壓互感器轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃У男‰妷盒盘?，方可送入乘法器。幾十安乃至上百安的交流電流值，要將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃У男⌒盘柦涣麟妷海ɑ螂娏鳎?，才能進行測量。與普通電子式電能表的電壓輸入電路原理*相同，電流輸入電路不同于普通電子式電能表，它不用錳銅電阻片進行分流，而是采用特殊設計的大變比小電流電磁式電流互感器，替代錳銅電阻分流電阻Rs，作為電能表的電流輸入回路。它zui大優(yōu)點是被測電能的主回路與二次回路、電壓和電流回路可以隔離，并可提高電能表的抗*力。其原理圖如圖1所示。

 

　　電流輸入回路采用特殊設計的大變比小電流電磁式電流互感器，替代錳銅分流電阻，作為電能表的電流輸入回路。它zui大優(yōu)點是被測電能的主回路與二次回路、電壓和電流回路可以隔離，并可提高電能表的抗*力。其電器原理圖如圖2所示。

 

　　i（t） = kiiT（t）

　　式中 i （t）——流過電能表主回路的電流；

　　　　iT（t）——流過電流互感器二次測的電流；

　　　　ki——電流互感器的變比。

　　u（t） = i（t）RL = RL

　　式中 u（t）——送入電能計量單元的電流等效電壓；

　　RL——負載電阻。

　　應用了貫穿式互感器作為電流輸入回路，被測電流穿過特殊設計的大變比小電流互感器，把幾十安乃至幾百安的交流電流變換成毫安級的電流送入乘法器，作為可供電能計量的標準信號。它是電能表與被測電路的接口，也就是俗稱的電能表的“表尾”，由于應用了貫穿式互感器替代了錳銅電阻分流器，改變了被測回路的接入方式，電流輸入原理的不同使與傳統(tǒng)的電能表的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化（見圖3）。它沒有俗稱“標尾”的接線盒，只有被測線路穿線孔，單相表有兩個孔；三相三線表有三個孔 ；三相四線表有四個孔。每個孔內(nèi)有一個尖錐螺栓，孔內(nèi)設有電流采樣的貫穿式電流互感器，互感器的二次接入電能計量單元，電壓輸入回路的電壓信號，則由穿透負荷導線絕緣層的鎖定螺栓，通過螺栓固定嵌件接入計量單元。接入的采樣電流、電壓信號通過電能計量芯片轉(zhuǎn)換成與所計量負荷電流、電壓成正比的脈沖輸出，驅(qū)動計數(shù)器（或LCD、LED）顯示電量或配合微機進行集中抄表，結(jié)構(gòu)簡單可靠。

　　3 的特點

　　結(jié)構(gòu)的變化、電流輸入方式的不同改變了電能表的結(jié)構(gòu)，同時補足了普通電子式電能表的缺點，使得性能更為*。電流互感器采用了特殊的磁性材料，通過合理設計，使互感器在額定工作電流0.005 Ib至12 Ib的電流范圍內(nèi)誤差曲線平直，誤差的線性度非常好，保證了的寬負載計量特性，產(chǎn)品通過了山東省計量科學研究院的的形式評價，誤差曲線圖見圖4。

 

　　在（0.05~12） Ib電流范圍內(nèi)誤差幾乎不變，線性度非常好，近乎一條直線，整個范圍內(nèi)誤差不超0.5%，而且，功率因數(shù)分別為1.0、 0.8（C）、 0.5（L）時誤差變化很小，不超 0.1%，充分展示出了優(yōu)良的寬負載特性。經(jīng)過合理調(diào)整誤差曲線可以調(diào)在零附近，提高的計量精度變得非常簡單。使在額定工作電流至12倍的額定工作電流范圍內(nèi)，誤差曲線平直，滿足標稱精度的要求。利用貫穿式電流互感器作為電能表的電流輸入單元進行電流采樣，替代錳銅電阻分流器的電流輸入單元，使得負載導線不用斷開進行觸點式連接，而是貫穿電能表的穿線孔既可進行電能計量。這一*設計減少了電流回路多個接點，即決定了除具有普通電子式電能表的特點外，還有許多有利于電能計量的優(yōu)點。

　　負載導線貫穿電能表，電流回路無接點。運行電流取決于負載導線截面，不“燒表尾”。延長了電能表的使用壽命，并可有效防止短接電能表電流回路、斷開電能表電壓回路的竊電現(xiàn)象。

　　不用配互感器、電量直讀。不但減少投資，減少二次回路接點，從而減少了人為的計量誤差，避免人為造成電量損失及配互感器帶來的計量死角段、偏負段引起的漏計電量問題，降損效果明顯，并有效地避免了錯變比、錯接線、錯匝數(shù)等多種漏記電量和竊電手段的實施。

　　靈敏度高誤差曲線特性好。啟動電流Iq小，無計量死角，實踐證明，與普通電子式電能表誤差相同的情況下，比普通電子式電能表多計1.5%~2%的電量，減少了因電能表的計量性能引起的漏計電量，提高了計量性能。

　　寬負載。從額定電流0.5Ib至12Ib的電流范圍內(nèi)，誤差曲線平直，優(yōu)于國標精度要求。有利于提高電能表的計量精度，12倍的負載寬度是目前高水平。

　　接線無方向，無相序要求。電量計數(shù)器均為正轉(zhuǎn)，避免人為引起粗大誤差又可有效防止電表“倒轉(zhuǎn)”，也是防竊電的有效措施。

　　節(jié)能。電流取樣回路幾乎無功耗，與普通電子電能表相比，每支單相表年節(jié)電約2.8 kWh。三相表年節(jié)電約8.4 kWh。若用每年可節(jié)省大量電量損耗，從而節(jié)省計量成本。

　　防震、防水、防干擾、防過電壓、過電流性能好，誤差穩(wěn)定免修調(diào)，可戶外應用。

　　有脈沖輸出接口，可用于集抄。