浅议智能电能表的工作原理及接线方式

浅议智能电能表的工作原理及接线方式

[摘要]随着我国智能电网建设的推进，作为核心元件和基础设备的智能电能表，开始成为关注的焦点。伴随着自动控制技术和数字电子技术的飞速发展，近几年来，计量更加准确、管理更加方便的电子式电能表已经取代老式机械电能表。本文首先介绍智能电能表的工作原理，然后重点阐述了单相智能电能表、三相三线智能电能表和三相四线智能电能表的接线方式。未来智能电能表无论从功能、外观和使用上都将具备自动化、通信化、智能化、网络化等特征，以便为智能电能表的普及提供技术保障和更快捷的途径。

【关键词】智能电能表；微处理器；工作原理；接线方式

1、智能电能表概述

智能电能表作为智能电网建设的智能终端，不仅仅是传统意义上的电能表，除去具备电量记忆功能之外，还具有用户终端控制功能、双向数据通信功能、多种费率计量功能等。伴随着自动控制技术和数字电子技术的飞速发展，近几年来，计量更加准确、管理更加方便的电子式电能表已经取代老式机械电能表。

智能电能表是在电子式电能表的基础上发展而来的，电子式电能表又分为机电一体化和全电子式两大类，机电一体化结构是不破坏原来机械式电能表的物理结构，在原来结构上附加一定的部件，完善需要的功能，该结构价格便宜，并且便于安装。全电子结构主要为集成电路为核心，从而取消了机械部件，该结构具有可靠性高、耗电量少、生产工艺简单等优势。智能电能表实现了对电子式电能表的技术突破，以微处理器为核心，具有了双向信息交流功能。

2、智能电能表工作原理

智能电能表是以计算机技术、网络技术、通信技术和微处理器应用技术为核心的智能化仪表，具有计费、计时、计量、用电管理和与上位机通讯等功能。智能电能表的工作原理是被测电压和电流经过采样之后，送到电能计量芯片中，然后经过一系列的数字处理，转化成脉冲信号再送给微处理器，微处理器把脉冲信号进行分时累加，得到各种费率电量和总电量等数据，数据结果再保存到数据存储器中。微处理器通过通信接口还具有与外部进行信息交换功能，通过LCD驱动具有显示功能。

智能电能表通过用户交费对智能IC卡充值，智能电能表才能供电，当表内剩余电量等于报警电量时，采取各种方式报警。当表中电量用完之后，又能自动跳闸断电，用户必须再次交费购电之后，才能恢复用电。从而解决了收电费难和上门抄表等难题。智能电能表同时还实现对购电信息智能管理，方便查询、打印、统计等。智能电能表具有数据保护、报警功能、自动断电、电量提示、用户抽检、电量查询、过电压保护、回写和防窃电等功能。

3、智能电能表的接线方式

3.1相智能电能表的接线方式

对于国产的单相智能电能表，如果没有特殊订货，无论任何厂家、任何型号的设备，一般的接线方式都是1，3进线；2，4出线。具体的接线方式是，打开接线盒盖，看到4个体积较大的接线端子，按照从左至右的顺序按照1，2，3，4进行编号。

3.2三相三线智能电能表的接线方式

1、接线方式

由于三相三线智能电能表内部有两个电压线圈和两个电流线圈，又称为三相两元件智能表，一般情况下，用来计量负载对称的电路消耗的电能。其正确的接线如图1所示：

在该接线方式下，三相三线智能电能表的第一元件的电压为Uuv，第一元件的电流为Iu，第二元件的电压为Uwv，第一元件的电流为Iw。

2、接线方式的检查

首先测量智能电能表2、5、8端子和地之间的相电压。然后测量智能电能表2、5、8之间的线电压。根据测量结果判断电压是否断相、确定接地点和TV极性是否反接。当无断相，TV极性没有反接的情况下，哪个端子对地的电压为零，则为接地点。

用钳形表测量I1、I7和I1+I7，根据测量结果判断智能电能表某项元件是否有缺电流和电流反接现象。

3、分析

操作完上述两个步骤后，就可确定电压、电流有无断相和TV有无反接，当无上述情况后，就可画出智能电能表的向量图。然后确定出正确的智能电能表的接线方式。

4、错误接线的纠正

当确定出智能电能表正确的接线方式后，为了准确计量，应改正接线，使电能表为正确的接线方式。在改线的过程中要防止电压互感器二次回路短路和电流互感器二次回路开路，同时要做好记录，注意安全。

3.3三相四线智能电能表的接线方式

1、接线方式

三相四线智能电能表的接线方式如图2所示，其中电流进线端为1、4、7端子，电流出线端为3、6、9，三相电源分别接到端子2、5、8上，其中端子10接零。为了保持电流互感器的电流测量取样和电压测量取样同相，要划分端子1、2、3为一组；端子4、5、6为一组；端子7、8、9为一组。该接线方式下三相四线智能电能表的三相电压、三相电流分别为Uu、Uv、Uw、Iu、Iv、Iw。

2、接线方式的检查

⑴首先设定Uu为相电压的参考点，分别测量智能电能表端子2、5、8和参考点之间的相电压，对参考点电压为零的端子即为端子Uu。然后测量中端子2、5、8之间的线电压。

⑵用钳形表测量I1、I4 和I7

⑶测量智能电能表中U2n和U5n、U2n和U8n之间的相位差，当U2n和U5n 之间相位差为120°，U2n和U8n之间的相位差为240°时，则为正相序。否则为逆相序。

⑷然后测量出智能电能表中I1和U2n、I4和U5n、I7和U8n、之间的相位角。

3、分析

接线方式经过检查之后，就能画出电压和电流的向量图。

4、错误接线的纠正

根据向量图，确定出智能电能表正确的接线方式。

当安装和使用智能电能表时，安装位置应垂直适当，并按照的正确的接线图接入。

4、结束语

目前，智能电能表作为以网络技术、微处理器技术和通信技术为核心的智能仪表，已经得到了广泛应用，同时智能电网也对智能电能表提出了越来越高的要求。随着智能电能表芯片的研发，智能电能表功能的不断完善，智能电能表将朝着产业化体系更加完善、功能设置模块化和接口一体化的趋势发展。未来智能电能表无论从功能、外观和使用上都将具备自动化、通信化、智能化、网络化等特征，以便为智能电能表的普及提供技术保障和更快捷的途径。

参考文献