电能计量基础及新技术 郭艳娟
电力系统中电能计量技术的应用研究进展
电力系统中电能计量技术的应用研究进展电能作为现代社会的重要能源形式，其计量的准确性和可靠性对于电力系统的稳定运行、电力市场的公平交易以及用户的合理用电都具有至关重要的意义。
随着电力技术的不断发展和进步，电能计量技术也在不断创新和完善。
本文将对电力系统中电能计量技术的应用研究进展进行详细阐述。
一、传统电能计量技术传统的电能计量技术主要基于电磁感应原理，通过电磁式电能表来实现电能的计量。
电磁式电能表由电流互感器、电压互感器、乘法器和计数器等部分组成。
电流互感器和电压互感器将大电流和高电压转换为适合测量的小电流和低电压，乘法器对电流和电压信号进行乘法运算，得到功率信号，最后计数器对功率信号进行积分，从而计算出电能的消耗量。
然而，传统电磁式电能表存在一些局限性。
例如，精度容易受到温度、频率、谐波等因素的影响；长期使用后会出现机械磨损，导致精度下降；对于非线性负载产生的谐波电能无法准确计量等。
二、电子式电能计量技术为了克服传统电磁式电能表的不足，电子式电能计量技术应运而生。
电子式电能表采用电子电路来实现电能的测量和计算，具有精度高、稳定性好、响应速度快等优点。
电子式电能表的核心部件是电能计量芯片，它能够对电流和电压信号进行数字化采样和处理，并通过内置的算法计算出电能值。
与传统电磁式电能表相比，电子式电能表不仅能够准确计量基波电能，还能够对谐波电能进行计量，从而更全面地反映用户的用电情况。
此外，电子式电能表还具有强大的通信功能，可以与电力系统中的其他设备进行数据交换，实现远程抄表、实时监测和负荷控制等功能，大大提高了电力系统的自动化管理水平。
三、智能电能计量技术随着智能电网的发展，智能电能计量技术成为了研究的热点。
智能电能表是智能电能计量技术的核心设备，它融合了多种先进技术，如传感技术、通信技术、计算机技术和电力电子技术等。
智能电能表除了具备传统电能表的计量功能外，还具有以下特点：1、多费率计量能够根据不同的时间段设置不同的电价，鼓励用户合理安排用电时间，实现电力负荷的削峰填谷，提高电力系统的运行效率。
电能计量基础及新技术(第二版)》-吴安岚.
电能计量装置的分类
按所计量电能量和计量对象的重要程度分为五类
电能计 量装置
I类
Ⅱ类 Ⅲ类
Ⅳ类 V类
月平均用 变压器容量 电量
· 500kW h
及以上
10000kVA 及以上
· 100kW h
及以上
2000kVA 及以上
· 10万kW h
及以上
315kVA 及以上
315kVA 以下
发电机、发电企业 与电网经营企业之 间的电量交换 200MW及以上
互感器检定人员
接 有
现场检定人员
关
班组技术员
的 工
微机管理专责
作
资产管理人员
电能计量基础及相关法律法规
• 电电能计量有关法律、法规主要有以下几个： –电力供应与使用条例 –电力装置的电测量仪表装置设计规范 –电能计量装置技术管理规程 –功率因数调整电费办法 –供电营业规则
电能计量基础及相关法律法规
试 验 接 线 电压信号传输线 盒
失 压 断 流 计 时
TV二次回路
仪
用户配电变压器
高压电能计量装置的示意图
电能量
采样 测量 计算 显示 存储
电能计量装置的作用
1 电力市场中作为电能量贸易结算依据 2 发电厂用于计量厂用电量 3 供电公司用于测量每条线路的实际线损 4 工农业客户用于核算产品的电能成本 51 各单位用于计量下属部门的分电量
电能计量基础及新技术
电能计量基础及新技术摘要；随着社会的发展和科学技术在电能计量领域的广泛应用，我国的电网建设规模不断扩大，对电能有了更高的要求。
为满足人民群众对电能的需求，实现企业和社会的经济效益，电能计量中新技术的应用，不仅提高了电能计量的工作效率，而且提高了电能计量的准确性。
文章通过对我国电能计量基础及新技术在电能计量中的应用现状进行分析，提出一些意见和建议。
关键词：电能计量；基础；智能技术；应用电能计量是否精准有效，直接关系到人们的切身利益，关系到社会稳定发展，更直接影响着电力企业的经济效益，为了更好地提高供电效益，提升电网应用能力，就需要通过现代化智能建设，使电力运营更加科学有效，在当前发展常态下，计算机应用技术已经得到了普遍推广，电力运营也要引入互联网思维与方式，精确嫁接到各个流程环节，充分发挥智能技术优势推动电力行业发展。
可以说，智能技术是时代的必然，也是社会的迫切需求，在对电能计量中应用能够得到良好的开发，智能应用是当前我国电网改革需求。
本文首先从电能计量装置管理及智能电表的应用情况介绍了电能计量相关基础知识，随后通过对新技术在电能计量中的应用做详细分析探讨，进一步提出提高电能计量管理水平的方法措施。
1电能计量装置管理及智能电表介绍1.1电能计量装置管理对电能计量进行管理包括：计量方案的确定；计量器具的选用、订货验收、抽检、周期轮换、周期检定、耐压走字、检修、保管、报废；电能计量装置的数据安全与闭锁；电能计量装置的线路设计及审查、设备安装及竣工验收；现场运行维护巡视，现场接线检查。
现场误差检验，故障处理，查获跨越或围绕计量装置实施的窃电事件；异常电量的退补计算；电能计量资产及账务管理；电能计量数据的分析与统计；有时还要涉及到与电能计量有关的失压计时器、失流计时器、防窃电器，电能量抄核收计费系统，远方集中抄表系统，变电站的自动监测系统等相关内容。
在供电公司，以上内容牵涉到的工种或班组有：客户代表、营业接洽、资产采购、用户配电装置设计审查及施工、反窃电稽查大队、装表接电工、电能表校验工、电能麦修理工、计量内外勤工、互感器校验工、计量器具资产管理员、电能计量数据统计员、用电监察员、营业普查员、计量微机管理员、电量电费抄核收入员、变电运行人员等等。
电能计量
a b c
. . . U U U. . . .U .U UU
bc c b C ca
. U
A
B
Ua
ab
可见:Uab=Uca=100/√3V，Ubc=100V。 与反接相有关的线电压降低了√3 倍，与反接相无关的线电压仍为100V。
4、检查接地点、判别 b 相
（1）对于 b 相接地的电压互感器：
A B C
A B C
* * * * * *
a b c
A BC
* *
*
*
a b c
Uab=0V， Uac=0V， Ubc=100V
Uac=0V， Ubc=0V， Uab=100V
与断线相有关的线电压变为零。与断线相无关的线电压仍为100V。
2、电压互感器一次回路断线时： ①对于V/V接线的电压互感器一次回路B相断线时： A B C * * a 相当于两台电压互感器串联工作， b 二次电压Uca=100V。b 端只相当于 * * c 一个中间抽头。所以Uab=Ubc=50V.
*
*
* *
*
A相 B相 C相 零线
*
*
*
*
*
*
*
3、三相四线制有功电能表接线注意事项
1）、应按正相序接线。 2）、相线与中线不能对换。 3）、若三相四线制电能表是总表，中线不能剪断。
*
*
* *
*
零线
*
C相
*
*
B相
*
*
A相
*
*
三、三相三线制电路中电能计量装置正确接线 UAB 1、三相三线制有功电能表直接接入式
*
*
原理接线
A相
B相 C相
电能计量基础理论ppt课件
因时间和水平所限，错误和不全面之处在所难免，故请 指正。
3
第一章 电能计量概述
4
1.1 瞬时功率、瞬时有功功率、瞬时无功功率
1.1.1 瞬时功率
电源 u(t) 给负载 Z供 电，则有电流 i(t) 流过负 载，并对负载做功，在某
1） 三相四线电路有功电能的计量
三相四线电 路可看成由三个 单相电路组成， 所以总的电能为 各相电能之和。
因为电能与
功率仅差一个时 间因子，所以为 方便起见，以下 用功率表示单位 时间内的电能。
P U a I a ca o U b s I b cb o U c I s c cc o
22
1） 三相四线制有功电能计量
电能计量基础理论
梁原华
1
前言
电能表是连接电力部门与电能用户的最终计量器具，关 系到双方的切身利益，因此要求必须具备高精度、长寿命、 低功耗等特点，为了适应用户不断变化的需要和便于用电的 管理，还要求电能表具有高过载、多功能、智能化、防窃电 等功能。
随着我国经济的腾飞和城乡电网改造工程的进行，巨大 的电能表需求市场为电能表行业的发展带来了机遇，提供了 广阔的发展空间，特别是近年来，电子技术的飞速发展，使 电能表行业跨上了跳跃式发展的快速道路，高新技术产品不 断涌现，服务领域不断拓宽 。同时行业的竞争也日趋激烈 ，对行业企业、行业的从业人员特别是工程技术人员的素质 也提出了更高的要求。行业培训是提高从业人员素质的一个 重要途径。
定义：视在功率 SUI
表示负载可吸收（ 消耗）的最大功率，也 表示电源可供给的最大 功率。
单位为伏安（VA）。
河北省市场监督管理局关于公布国家计量标准二级考评员名单的通告
河北省市场监督管理局关于公布国家计量标准二级考
评员名单的通告
文章属性
•【制定机关】河北省市场监督管理局
•【公布日期】2020.08.20
•【字号】2020年第47号
•【施行日期】2020.08.20
•【效力等级】地方规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】人力资源综合规定
正文
河北省市场监督管理局关于公布国家计量标准二级考评员名
单的通告
根据《计量标准考核办法》和《计量标准考评员管理规定》有关规定，对我省计量标准二级考评员进行了重新确认。
现将重新确认合格的202名国家计量标准二级考评员及可开展考评的专业项目予以公布。
特此通告。
附件：国家计量标准二级考评员名单
河北省市场监督管理局
2020年8月20日附件。
电能计量基础及新技术吴安岚电子教案第7章2
7.6 电能计量现场接线模拟装置的应用 ----六角图法判断电能表错误接线
电能计量现场接线模拟装置
HY7371型“电能计量现场接线模拟装置”可以方便地模拟 出三相三线有功、无功电能表在10kV计量现场的各种运 行状态。其电流回路由移相器、电流调节器、升流器、 TA及各种状态选择开关构成，用来产生数值和相位均可 连续变化三相平衡电流；电压回路由电压调节器、升压器 、TV及各种状态选择开关构成，用来产生数值可连续变 化的三相对称电压。
功率因数角为 对地 2→地 0
30° ，二次电流 电压 4→地 100 、电压为额定值。 (V) 6→地 100
相序表 铝盘慢 反转 速正转
超前其它相量 的角度（°）
60
30
300 0 60
7.6 绘制相量图判断 三相三线有功电能计量装置的错误接线
电压相序 bac
改正接线，需 将a相TA二次 线圈的两个出 线端对调，同 时将2、4端 子的进线对调 。
测量开始前先检查设备的接地线，合上电源开关之前，将电 压调节器、电流调节器调到初始位置，即旋至最左边。
后面板上有一个相位控制开关，可每隔30调节输出信号的 功率因数角，是相位角的粗调，前面板上的相位微调器是相位角 的细调，可通过外接的数字相位伏安表在正确接线组合时准确调 节每相电压、电流信号间的相位差角。调节时应将两个计量元件 上的电流对各个线电压间的相位都调准确，否则会出现角度测量 误差，影响绘制相量图的准确性。
ūca
-ūa
ūba
，这是找相量间角度的参照系。
超前与滞后的规定
求更正系数实例 一
求更正系数实例 二
求更正系数实例 三
求更正系数实例 四
判断三相三线有功电能计量 装置错误接线的最简方法
中国计量学院2012级本科生本硕创新计划项目
中国计量学院2012级本科生本硕创新计划项目机电工程学院（教师：26人，学生：47人）
计量测试工程学院（教师：44人，学生：69人）
信息工程学院（教师：7人，学生：12人）
光学与电子科技学院（教师：35人，学生：35人）
材料科学与工程学院（教师：22人，学生：22人）
质量与安全工程学院（教师：7人，学生：9人）
经济与管理学院（教师：6人，学生：11人）
理学院（教师：10人，学生：16人）
注释：曹飞龙导师组*成员有“曹飞龙，赵建伟，张永全”。
生命科学学院（教师：9人，学生：16人）
法学院（教师：1人，学生：2 人）
人文学院（教师：5人，学生：5人）
马克思主义学院（教师：1人，学生：2人）。
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电能计量基础及新技术郭艳娟
摘要；随着社会的发展和科学技术在电能计量领域的广泛应用，我国的电网建
设规模不断扩大，对电能有了更高的要求。
为满足人民群众对电能的需求，实现
企业和社会的经济效益，电能计量中新技术的应用，不仅提高了电能计量的工作
效率，而且提高了电能计量的准确性。
文章通过对我国电能计量基础及新技术在
电能计量中的应用现状进行分析，提出一些意见和建议。
关键词：电能计量；基础；智能技术；应用
电能计量是否精准有效，直接关系到人们的切身利益，关系到社会稳定发展，更直接影响着电力企业的经济效益，为了更好地提高供电效益，提升电网应用能力，就需要通过现代化智能建设，使电力运营更加科学有效，在当前发展常态下，计算机应用技术已经得到了普遍推广，电力运营也要引入互联网思维与方式，精
确嫁接到各个流程环节，充分发挥智能技术优势推动电力行业发展。
可以说，智
能技术是时代的必然，也是社会的迫切需求，在对电能计量中应用能够得到良好
的开发，智能应用是当前我国电网改革需求。
本文首先从电能计量装置管理及智
能电表的应用情况介绍了电能计量相关基础知识，随后通过对新技术在电能计量
中的应用做详细分析探讨，进一步提出提高电能计量管理水平的方法措施。
1电能计量装置管理及智能电表介绍
1.1电能计量装置管理
对电能计量进行管理包括：计量方案的确定；计量器具的选用、订货验收、
抽检、周期轮换、周期检定、耐压走字、检修、保管、报废；电能计量装置的数
据安全与闭锁；电能计量装置的线路设计及审查、设备安装及竣工验收；现场运
行维护巡视，现场接线检查。
现场误差检验，故障处理，查获跨越或围绕计量装
置实施的窃电事件；异常电量的退补计算；电能计量资产及账务管理；电能计量
数据的分析与统计；有时还要涉及到与电能计量有关的失压计时器、失流计时器、防窃电器，电能量抄核收计费系统，远方集中抄表系统，变电站的自动监测系统
等相关内容。
在供电公司，以上内容牵涉到的工种或班组有：客户代表、营业接洽、资产
采购、用户配电装置设计审查及施工、反窃电稽查大队、装表接电工、电能表校
验工、电能麦修理工、计量内外勤工、互感器校验工、计量器具资产管理员、电
能计量数据统计员、用电监察员、营业普查员、计量微机管理员、电量电费抄核
收入员、变电运行人员等等。
1.2智能电表介绍
（1）智能电表的应用
智能电表主要采用了电子集成电路的设计，不论在使用性能上还是操作功能
上智能电表都具有极大的优势它不仅体积小的特点、还可以进行远程操控、有效
防止窃电、及时预付用电费用等功能，而且可以通过修改智能电表的控制软件中
参数，来实现对智能电表各种使用功能的控制。
智能电表还具有功耗低、精度高、过载和工频范围广等优越性。
智能电表应用主要包括：电能的计量；用户用电极限需求量的预测；）用电
数据的管理；电能表运行异常的监控；智能化需求侧管理；提高配电网负荷预测
的准确性的应用；费用控制功能的应用；）服务电力客户等。
（2）智能电表的分类及功能
目前，从全国范围来看，按照智能电表的结构不同，上大致可分为机电一体
式和智能电表全电子式智能电表两大类；根据抄表方式的不同，电子式智能表可
划分为总线制集中抄表和电力载波抄表两种类型。
多功能电能表功能表现为：电
能计量和复费率功能；最大电能需求量记录功能；电能量冻结与存储功能；负荷
曲线记录功能；独立的RS485通信接日和红外通信接日功能；电压和电流的测量
功能；失压记录功能等
2电能计量新技术应用
2.1 电能计量技术的信息化和智能化。
（1）首先通过信息技术及时对电量数值进行共享，从源头避免人工抄写过程当中繁重复杂的工作任务以及落后的工作效率。
例如通过计算机技术所具有的功
能将分散的工作内容进行集中的处理和统计，同时转变变电站核装置，将其主线
设定为电能计量，再通过信息系统进行跟踪。
（2）数字化技术、信息化技术以及互动化技术在电能计量当中的实际应用，加快了智能电表的普及、安装，在实现了电网全覆盖的基础上，实现智能电表的
全覆盖，这可以非常有效地增强电能计量的性能，提高电能计量的实时性、精确性，并且能够在一定程度上实现与用户的即时通信，提醒用户注意自家的用电情况，提高电力服务质量。
（3）利用计算机相关技术，其电能信息传输主要是采用数字化传输方式，运算精确、信息处理和输送迅速，在处理和获取电能计量信息时，确保实时化和准
确化。
新技术在电能计量中的应用，数字化信息处理非常准确、快捷，信息输送
较快，解决传统运行监测储存小、传播速度慢等问题，并且智能化电能计量系统
的应用，极大地提高了电能计量的准确性，还可实现对电网运行的全程监控。
（4）将智能技术应用于电能计量当中，然后再与整个电力系统进行有机融合，便可以借助智能化的电能计量，实现对整个电力系统的远程化控制。
以往，我们
对于电力系统的控制需要完全依靠人力进行，即工作人员必须要到达现场并了解
相关的数据信息后，再采取相关的措施进行调整控制，而智能技术在电能计量当
中的应用，则可以为电力系统的远程化控制提供很好的途径，不仅数据信息获取
方便、及时，而且工作人员不需要再长远的奔波，甚至有时候不需要工作人员进
行实际操作，完全实现自动化的处理。
另一方面，以往在进行电能检验的时候，
同样需要工作人员到达现场，而且检验过程繁琐、复杂，而智能技术在电能计量
当中的应用，则可以帮助我们实现远程化的检验，极大地减轻了工作人员的工作量。
2.2电能计量的通信技术实施
在电能计量的过程中，电力系统对于电能状况及线损情况的信息采集必不可少。
通过前文我们得知，传统的信息采集工作还是靠笨拙的人工抄表方式进行采集，并通过侧面分析的模式进行状况评估。
而通过技术的革新，这些内容完全可
以通过通信技术的手段来实现。
对于信息采集来说，通信技术可以分为本地通信
和远程通信两个方面来实施。
其中，本地通信可以使用系统采集终端和客户电能
计量装置进行数据通信。
例如利用RS-485方式进行总线通信，其所具有简单方便的操作特性可以使对于公用或者专用变压器电能信息采集更加快捷。
除此之外，远程通信在数据采集过程当中也能起到非常巨大的作用。
无线通
信包括两个部分，公网通信和专网通信。
公网通信是最为人所熟知的通信手法，
其中有有线电话网、移动GPRS或者联通CDMA等通信技术；而专网通信则是由
国家无线电委员会规定的基于230MHz在早期电力负荷管理当中进行应用的网络
制式。
其具有通信环节少，通信效率高的优点，利用双工频点或者一频半工模式，
可以直接在主站和终端之间直接进行通信。
在电能计量当中，可以充分发挥通信
的优势，使电能计量方式更加科学合理]。
2.3 监测和遥测
除了通信技术的开展外，还可以进行地网遥测以及配变监测。
地网遥测指的
是在面对不同变电所电能表规格不相同时，通过建立超标通道终端系统，对电能
表数据进行遥控测量。
这一技术的实现，需要数据库技术，网络技术以及实时接
口的技术同步进行支持，同时还需要利用专门的太网专线保证主站变电站之间通
信正常。
而配变遥测则主要面对的是用户用电量的监督，利用优秀的监督手段避
免在用电过程中出现诸如违章用电、窃电等情况出现。
具体的技术实施方法是先
将智能化的无线网作为基础，使其在主站系统与配变监测终端之间构成通信信道，实施进行数据采集和数据分析，利用具体的电能数值变化来分析用电情况，一旦
发现异常用电可以立即采取应对措施。
3结束语
面对技术发展，电力企业在电能计量当中要充分认识到自身不足，积极投入
到技术革新和应用当中来。
技术改革为社会发展服务，电力企业的电能计量模式
依据技术改革进行合理的革新是具有非常大的发展价值的。
面对如此形势，我们
应当加强对新技术的应用，使新技术可以被有效融合、应用于电能计量当中，在
提高电能计量及时性、精确性的基础上，为整个电力系统的升级、改造奠定基础，确保电网运行的稳定性、安全性、可靠性，促进电力服务质量的提升和电力事业
的发展。
参考文献：
[1]章鹿华，丁恒春，徐占河，等.电能计量器具智能化直配管理新模式与成套
设备设计与实现[J].物流技术，2016（1）：152-155.
[2]曹旋.智能化抄表管理系统在电力营销中的应用[J].低碳世界，2016（28）：128-129.
[3]王婷婷.浅谈电力企业电能计量技术[J].科技与企业，2015（23）：194.。