电子式电度表知识

机械式电能表和电子式电能表比较一、工作原理：目前使用的电能表有两种：一种是机械式电能表（又称感应式电能表），一种是电子式电能表。

它们由于出现的年代不一样，因而其工作原理截然不同。

机械式电能表的工作原理是：当电能表接入电路时，电压线圈和电流线圈产生的磁通穿过圆盘，这些磁通在时间和空间上不同相，分别在圆盘上感应出涡流，由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动，因磁钢的制动作用，使圆盘的转速达到匀速运动，由于磁通与电路中的电压和电流成正比例，使圆盘在其作用下以正比于负载电流的转速运动，圆盘的转动经蜗杆传动到计度器，计度器的示数就是电路中实际所使用的电能。

电子式电能表是近几年随着电子工业的发展而出现的，它是利用电子电路/芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号，利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微计算机处理后进行数码显示。

二、电能表简单分类：电能表是专门用来测量电能累积值的仪表，电力企业用以计量发电量，用电量、供电量、损耗电量、销售电量等数值均依赖于电能表。

所以有人也把电能表比作电力工业销售产品的一杆秤。

上面所说的机械式电能表与电子式电能表是按照电能表的结构原理进行分类的，也是最常用的分类方法。

除了这种分类之外，电能表还可以按以下标准进行分类：1、按照所测不同电流种类可分为：直流式和交流式二种。

2、按照电能表的用途可分为：单相电能表、三相有功电能表、三相无功电能表、最大需量表、复费率电能表、损耗电能表。

3、按电能表的接线方式不同可分为：直接接入式、经互感器接入式、经万用互感器接入式；同时也分为单相、三相三线和三相四线等。

4、按照电能表的等级划分为：普通有功电能表（0.2或0.2S级、0.5或0.5S级、1.0级、2.0级），普通无功电能表（2.0级、3.0级）。

标准电能表分为（0.5级、0.2级、0.05级、0.02级、0.01级）。

三、机械式电能表与电子式电能表的比较机械式电能表与电子式电能表诞生于不同的年代，原理也大不相同，为什么这两种电能表还能并存呢？这是由它们各自的优缺点所决定的。

这两种电能表在性能上有什么样的优缺点呢？1、稳定性电子表因采用高稳定性材料制作电流采样元件，高质量的电路作运算处理元件，因此总体的稳定性很好，用户在安装前可以实现免调，工作中的调校周期也可以大大延长，从而节省了人工。

机械表因采用机械转动方式工作，摩擦力不稳定，因此稳定性与电子表相比显得较差，经运输后准确度就可能更差，在安装之前必须重新调校。

安装运行后的表由于上述原因，稳定性又会逐渐变差。

2、精度电子表电路中的A/D模数变换器的精度可达2-14以上，因此分辨力和精度很高，可以设计0.5级以上的高精度电能表。

因此，电网管理中计量精度可大大提高，线损统计也可以更为准确。

机械表由于采用磁路结构非线性失真大，一致性差，因此要采用各种补偿机构，采用补偿机构又降低了稳定性，也不利于生产使用中的调校，因此要生产精度高的机械电能表的难度相当大。

3、灵敏度电子表的电子线路本身灵敏度极高，可比机械表高一个数量级，而且可以长时间保持这种高灵敏度。

机械表的机械摩擦阻力是原理性的问题，目前无法克服，特别是在低转速时，机械摩擦力接近静态摩擦力，数值明显提高，因而计量漏洞将增大，长时间工作后尤其如此。

4、线性动态范围与计量准确度由于电子表的采样元件、A/D变换元件、放大电路等的线性好，使得电子表的线性动态范围较大，适应性很强，特别适合于用电量变化大的地方，能保证大小电流时计量精度不变。

机械表的线性动态范围小，原因是非线性因素太多，如小电流低转速时受制于摩擦力上升、磁阻上升等因素，大电流时磁路容易产生磁路饱和，因此当用电量变化很大时计量精度将受到很大影响。

5、功耗由于电子表采用的CMOS元件，自身功耗很小，例如一只单相电子表的每月功耗约为0.3～0.5kW·h。

而机械表的功耗约为每月0.8～1kW·h。

不要小看了这0.5kW·h左右的差别，对一个拥有几十万只甚至上百万只电能表的大电网而言，这个总数是十分庞大的，对电网的节能效果及电网的管理成本影响十分巨大。

6、防窃电效果由于电子线路内部在设计上很容易实现对付各种窃电行为防范措施，因此电子表在防窃电功能上要比机械表强得多IC卡预付费电度表小知识1. 什么是IC卡预付费电度表？简单来说IC卡预付费电度表是以IC卡作为电能量值数据传输介质，在电度表（电子式电度表或机械式电度表）中加入负荷控制部分等功能模块，从而实现电量抄收和电量结算的智能型电度表。

管理售电系统包括用户信息管理子系统、IC卡初始化系统、统计分析子系统和售电子系统。

2. 近几年IC卡预付费电度表发展状态95年前，主要为电钥匙IC卡，以93C46和24C01为主IC卡为可擦写存储芯片（EEPROM）或一般存储卡，IC卡存储方便、使用简单、价格便宜，安全性不高，存在被破解的可能性，用户以物业小区为主。

95年~99年，主要为电话卡式IC卡，以存储卡（24C01）和逻辑加密卡（4442、4428）为主，其中逻辑加密卡（4442、4428）的安全性得到进一步提高，内嵌芯片在存储区外增加了控制逻辑，在访问存储区之前需要核对密码，只有密码正确，才能进行操作。

用户从单纯物业小区扩展到电力行业管理部门，开始大规模普及使用98年~至今，主要为金融级IC卡，以CPU卡（CPU卡和SAM模块为加密介质）为主CPU卡内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机，内部除了带有控制器，存储器，时序控制逻辑等外，还带有算法单元和操作系统，存储容量大，处理能力强，信息存储安全等特性。

率先在北京供电局全面推广，并在河南、湖南等城市开始推广。

IC卡预付费电度表为电力部门的收费及抄表带来了极大的方便和收益，也为生产厂商带来了利润；作为IC卡预付费电度表各生产厂家应充分借鉴该案件所带来的众多思考，积极进行自我反思，防微杜渐，积极淘汰问题产品，做到对企业自身负责、对行业发展负责、对社会负责！共同维护电度表行业的健康发展！特点：（１）不需要人工抄表，有利于现代化管理。

IC卡电表的使用避免人工抄表上门收费给客户带来的诸多不便，且历史购电数据均可以保存，便于客户查询。

（２）充分体现了电力的商品属性。

实行先买电后用电，客户可以根据自己的实际需要有计划地购电、用电，不会因欠费而发生滞纳金，增加不必要的开支。

（３）解决了收费难的问题。

能很好地解决零散居民客户、临时用电客户、经常欠费客户的收费问题。

IC卡电表具有多种防窃电功能，启动电流小、无潜动、宽负荷、低功耗，误差曲线平直、长期运行时稳定性好，外形美观、体积小、重量轻、安装方便。

准确度高：全电子式设计，内置进口专用芯片，精度不受频率、温度、电压，高次谐波影响。

长寿命：采用SMT技术，优化的电路设计，整机出厂后无需调整电路。

功耗低：采用低功耗设计，降低电网线损。

预购电量；IC卡传递数据，实现数据回读，包括：回读总电量，剩余电量，表内累积购电量，总购电次数等信息。

储存表常数、初始值、用户住址、姓名等信息。

超负荷报警断电、剩余电量报警，提醒用户及时购电。

技术参数：采用长寿命基表，延长使用周期DDSY-51-E 单相IC卡预付费集抄电能表技术分析（深圳龙电电气有限公司）单相电子式预付费电能表和单相电子式集抄电能表的报道，已在各种刊物上陆续见到，且有些厂家已批量生产。

本文介绍的产品将两种功能合二为一，而且在抗干扰方面提出了独到的见解。

一、前言目前，国内生产的各种型号的单相预付费电能表约有几十种，基本功能为：先买电后用电，剩余电量为零时跳闸断电。

但由于实现预付费后取消了每月的抄表工作，电力局就无法知道用户每月的实际用电量，也就无法计算其线损，而线损是电力管理部门的一项重要考核指标。

单相集抄式电能表是为了解决传统抄表工作量大、易错抄、漏抄而设计的，但它对用户不交、欠交电费的情况却很难处理。

我们将两者的优点结合起来设计了DDSY51-E单相电子式预付费集抄电能表。

二、工作原理该表主要由两大功能模块组成（图1）：其一是信号采样和电能计量部分（图中虚线所示）。

采用大规模专用集成电路，将输入的电流、电压取样信号经过模拟乘法器产生一个与输入功率成正比的电压，再经过V/F变换、分频电路，得到一个与输入电能成正比的电能脉冲，其常数为1600imp/kWh。

其二为数据处理和控制部分，采用专用掩膜微处理器，完成电能计度、数据处理、IC卡操作、LED显示、负荷控制及485接口通讯功能。

三、主要功能介绍DDSY51—E型电能表采用一户一卡制。

1需先持卡到供电局购电，然后将卡插入电表，电表方能合闸供电。

电表每隔30秒钟显示一次剩余电量（显示时间为2秒钟）。

当剩余电量等于报警电量时，电表跳闸并显示“BEEP”，提醒用户购电。

当用户负荷超过最大允许负荷时，LED显示“SUP”并跳闸，5分钟后恢复供电。

当用户卡插入时，电表将累计用电量、超负荷次数、剩余电量等信息回写至用户卡上。

当用户持IC卡购电时，售电系统将IC卡上的内容读入计算机数据库。

该表具有485通讯接口，便于集中抄表和负荷监控。

四、可靠性分析装有微处理器的电子产品其可靠性指标通常指两个方面，一是选取高可靠性的元器件，采用合理的生产工艺及老化工艺，保证产品在其预期的生命周期内元器件的失效率满足技术指标；二是工作程序尽可能不受干扰，即使受到干扰，微处理器不会“死机”，寄存器的数据不错、不丢。

这两方面缺一不可，尤其是后者，由于电表的外界影响量是随机的，难以捕捉，其解决的方案是否正确也就难以确认，往往要通过批量的试用，才能验证该产品的抗干扰设计是否完善，这就给设计工作带来了相当大的难度。

下面就DDSY51-E电子式单相预付费电能表的抗干扰设计谈一谈我们的体会。

3电能表的微处理器的工作内容主要包括：对电能脉冲进行计数，对E2PROM进行读写操作，上电、下电的处理，IC卡内容的读取。

干扰源主要以传导和辐射两种方式对微处理器进行干扰，而且干扰的强度和时间都是随机的。

我们采取了如下的软硬件抗干扰措施：①在电源变压器前装高电感的共轭滤波器，配以吸收电容，有效地抑制传导干扰；②采用德州公司的T17705A电源检测电路，该电路的特点是响应速度只有1μs，可以在干扰引起微处理器误动作之前，使微处理器处于复位状态，将其“屏蔽”起来，待干扰过去之后，微处理器恢复正常工作；③PCB板采用大面积屏蔽地可以有效地抑制幅射干扰；④IC卡的插座与微处理器的连接导线较多也较长，这就相当于有多根接受高频信号的“天线”。