智能电能表功能

智能电能表的 智能电能表的功能
主要内容
一 二 三 四 五 六 七 八 电能计量功能 电能计量功能 需量测量功能 需量测量功能 运行参数测量功能 运行参数测量功能 负荷记录 数据存储 冻结 时钟 费率时段
一、 电能计量功能
（一） 智能电能表计量功能的要求
1、双向计量 、 具有正向、 具有正向、反向有功电能量和 四象限无功电能量计量功能， 四象限无功电能量计量功能， 并可以据此设置组合有功和组 合无功电能量。 合无功电能量。 2、 2、分时计量 有功、无功电能量应对尖、 有功、无功电能量应对尖、 峰、平、谷等各时段电能量 及总电能量分别进行累计、 及总电能量分别进行累计、 存储。 存储。
分频
电能测量单元 处理时刻 每分钟 每秒 从计量芯片取得每秒电能增量 (△E:0.000001kWs)、 △ 、 计量尾数(E_s)累加： 累加： 计量尾数 累加 E_s ＝ E_s ＋ △E
电能管理单元 主循环 掉电 上电
根据时 任务 段表找 当前费 率号
总电能累加、 总电能累加、 当前费率电能 累加
二、需量测量功能
(a)
区间式需量计算
(b)
滑差式需量计算
二、需量测量功能
（3）滑差需量计算说明： ）滑差需量计算说明： 以需量周期为15分钟，滑差时间1分钟为例（滑差式）的合元正向有 功需量计算
∆E
在1分钟内，每秒的合元正向有功电能累加到该正向有功电能累加 单元中，1分钟后得到1分钟平均功率，即：
一、 电能计量功能
（四）智能电能表分相计量功能
合元有功功率是分元有功功率的代数和。 合元有功功率是分元有功功率的代数和。 合元无功功率是分元无功功率的代数和 三相四线电能表： ＝ 三相四线电能表：P＝ PA+PB＋PC， ， Q＝ QA ＋ QB +QC ＝ 三相三线电能表： ＝ 三相三线电能表：P＝ PA＋PC， ， Q＝ QA +QC ＝ 合元无功功率处于哪个象限，由合元有功功率 和合元无功功率 合元无功功率处于哪个象限，由合元有功功率P和合元无功功率 Q的方向决定。 的方向决定。 的方向决定
组合无功电能1：四象限任意组合 组合无功电能2：四象限任意组合
一、 电能计量功能
2、智能电能表电能类型推荐 、
二、需量测量功能
1、与需量测量相关概念 、
（1）需量：规定时间内的平均功率。 ）需量：规定时间内的平均功率。
以需量周期内的电量除以需量周期计算。 。
（2）需量周期：测平均功率连续相等的时间间隔 ）需量周期： 需量周期的确定应考虑供电设备温升时间常数、用电性质、总 负荷功率、供电形式等因素。目前国内一般采用 15 分钟，但 若总负荷中存在频繁的冲击 负荷，且功率大、时间相对较长 ，则此时应设置较短的需量周期。 （3）最大需量：规定时间段记录需量最大值 ）最大需量： 最大需量的计算必须保证完整性。
二、需量测量功能
依次递推用来测量最大需量的小于需量周期的时间间隔。 滑差时间 ：依次递推用来测量最大需量的小于需量周期的时间间隔。 目前国内使用的需量计算方法大部分采用滑差方式，即保持固定的需 量周期，再推移 时间间隔。
2、最大需量测量功能的实现 、
（1）滑差式需量 ） 从任意时刻起，按给定的滑差时间递推测量需量的方法所测得的需量。 从任意时刻起，按给定的滑差时间递推测量需量的方法所测得的需量。 滑差时间递推测量需量的方法所测得的需量 需量周期递推测量需量 （2）区间式需量：从任意时刻起，按给定的需量周期递推测量需量 ）区间式需量：从任意时刻起，按给定的需量周期 的方法所测得的需量。 的方法所测得的需量。
II (− RC )
I (+ RL )
ϕ
& U
输入无功+Q 输入无功
& U
III (− RL )
IV (+ RC )
输入有功+P 输入有功
I&
& U
输出无功-Q 输出无功
四象限无功示意图
一、 电能计量功能
无功功率的象限取决于有功功率和无功功率的方向。 无功功率的象限取决于有功功率和无功功率的方向。 3、组合有功、无功电能 、组合有功、 （1）组合有功电能 ） 正反向有功电能加减运算得到的电能。 正反向有功电能加减运算得到的电能。 （2）组合无功电能 ） 四象限无功电能加减运算得到的电能。 四象限无功电能加减运算得到的电能。 举例： 假定一个用户既用电，又发电，是一个双方向用户， 举例： 假定一个用户既用电，又发电，是一个双方向用户，安装 了一台计量正、反向有功和四象限无功的电子式智能电能表。 了一台计量正、反向有功和四象限无功的电子式智能电能表。又假 定该用户在用电时，使用自动无功补偿装置对无功进行补偿； 定该用户在用电时，使用自动无功补偿装置对无功进行补偿；在发 电时对同步电机的励磁系统进行自动调节，调整无功输出。 电时对同步电机的励磁系统进行自动调节，调整无功输出。其运行 情况如图，试分析其无功情况。 情况如图，试分析其无功情况。
双向计量
智能电表计 量功能 分时计量 分相计量
3、分相计量 、 具有计量分相有功电能量功能。 具有计量分相有功电能量功能。 不应采用各分相电能量算术加的 方式计算总电能量。 方式计算总电能量。
智能电能表计量功能示意图
一、 电能计量功能
（二）智能电能表双向计量功能
1、功率方向的定义 、 1）输入有功率 ） 正向有功， 正向有功，是电网向用户送 用户用电， 表示 表示。 电，用户用电，+P表示。 2）输出有功率 ） 反向有功，是用户向电网送 反向有功， 表示。 电，用户发电 ，-P表示。 表示 输出有功-P 输出有功 3）输入无功功率 ） 正向无功， 正向无功，是电网向用户 输送无功功率， 输送无功功率，用户吸收 无功， 表示。 无功， +Q表示。 表示 4）输出无功功率 ） 反向无功， 反向无功，是用户向电网输 送无功功率， 表示 表示。 送无功功率，-Q表示。
一、 电能计量功能
P Q 0到T4段时间用户无功电量 到 段时间用户无功电量: 感性负荷 容性负荷 WQI=WQ1+WQ3 WQIV=WQ2+WQ4 W W
0 T1 Q1 T2 Q2 Q3 T3 Q4 T4 T5 T6
+P
Q5
Q6
Q7
-P P
T7
t
T4到T7段时间用户无功电量 发电机欠励磁 发电机过励磁 用户用电时： 用户用电时： 用户发电时： 用户发电时： WQII=WQ5+WQ7 W W WQIII=WQ6
三、运行参数测量
1、测量的运行参数 、 可测量总及各分相有功功率、无功功率、功率因数、 可测量总及各分相有功功率、无功功率、功率因数、分 相电压、分相（含零线）电流、频率等运行参数。 相电压、分相（含零线）电流、频率等运行参数。 三相三线电表电压 ：A 相为 Uab ， B 相为 0 ， C 相为 Ucb ； 电流： A 相为 Ia ， B 相为 0 ，C 相为 Ic ； 功率因数： A 相为 Uab 与 Ia 的夹角余弦， B 相为 0 ， C 相 为 Ucb 与 Ic 的夹角余 弦 ； 相角： A 相为 Uab 与 Ia 的夹角， B 相为 0 ， C 相为 Ucb 与 Ic 的夹角。 2、测量的误差 、 测量误差（引用误差） 测量误差（引用误差）不超过 ± 1 ％。
60 N j = ∑ ∆E(i) /60, i=1
J 滑差1分钟序号
二、需量测量功能
各需量周期内的需量为 P1=(N1+N2+…+N15)/15 P2=(N2+N3+…+N16)/15
最大需量及最大需量发生时间: 每个滑差时间到后，将需量周期内的累计功率除以需量周期，即为当前 需量；当前需量和最大需量比较，如果当前需量大于最大需量，则用当前需 量替代最大需量，当前时间即为最大需量发生时间。
一、 电能计量功能
（五）智能电能表电能类型
1、智能电能表能实现电能类型 、
电能类型（电表内部保存） 电能类型（电表内部保存） ●合元正向有功电能及分时电 能 ●合元反向有功电能及分时电 能 ●合元四象限无功电能及分时 电能 ●分元正向有功电能 ●分元反向有功电能 ●分元四象限无功电能 电能类型（显示和通信抄表） 电能类型（显示和通信抄表） ★合元正向有功电能及分时电能 ★合元反向有功电能及分时电能 合元组合无功电能1（正向） ★合元组合无功电能 （正向）及分时电能 合元组合无功电能2 反向） ★合元组合无功电能2 （反向）及分时电能 ★合元四象限无功电能及分时电能 ★分元正向有功电能 ★分元反向有功电能 分元正向(组合 组合)无功电能 ★分元正向 组合 无功电能 分元反向(组合 组合)无功电能 ★分元反向 组合 无功电能
输出无功-Q 输出无功 输入无功+Q 输入无功
II
I
III
IV
输入有功+P 输入有功
有功和无功功率的方向示意图
一、 电能计量功能
2、四象限无功功率 、 （1）Ⅰ象限无功 ） 输入有功功率， 输入有功功率，输入无功功 用户为阻感性负载。 率，用户为阻感性负载。 （2）II象限无功 ） 象限无功 & U 输出有功功率， 输出有功功率，输入无功 功率， 功率，用户负荷相当于一 台欠励磁发电机。 台欠励磁发电机。 输出有功-P 输出有功 （3）III象限无功 ） 象限无功 & U 输出有功功率， 输出有功功率，输出无功功 率，用户负荷相当于一台过 励磁发电机。 励磁发电机。 （4）IV象限无功 ） 象限无功 输入有功功率，输出无功功率， 输入有功功率，输出无功功率， 用户为阻容性负载。 用户为阻容性负载。
cos ϕ = W+ P
四象限无功应用示意图
( +W+ P )
2
+ WQI + WQIV
(
)
2
组合无功1=WQI+ WQIV 组合无功
Hale Waihona Puke Baidu
cos ϕ =
W− P
(W− P )
2
+ WQII + WQIII
(
)
2
组合无功2=WQII+ WQIII 组合无功 III
一、 电能计量功能
问题1：电能表有功、 问题 ：电能表有功、无功的 计量方式设置不正确， 计量方式设置不正确，会有什 么后果？ 么后果？
保存总电 能、当前 费率电能、 费率电能、 计量尾数
读出总电能、 读出总电能、 各费率电能、 各费率电能、 计量尾数
一、 电能计量功能
2、总电量与各分时电量的关系 、 正向总电量等于正向各时段电量之和， 正向总电量等于正向各时段电量之和，反向总电量等于 反向向各时段电量之和。 反向向各时段电量之和。
问题2： 问题 ：如何根据客户类型正确 设置有功、无功的计量方式？ 设置有功、无功的计量方式？
（三）智能电能表分时计量功能
1、分时计量功能实现 、
电能测量与累加 ∆E=0.000001kWs 当前电能累加0.01kWh, 当前电能累加 相应分时电能累加0.01kWh 相应分时电能累加
一、 电能计量功能
表内分别设置4组需量计算累加单元 正向有功(每个滑差1个，共15个) 反向有功(每个滑差1个，共15个) 正向无功(每个滑差1个，共15个) 反向无功(每个滑差1个，共15个)
二、需量测量功能
3、需量测量功能的要求 、
（1）需量类型 ） 在约定的时间间隔内（一般为一个月），测量单向或双 在约定的时间间隔内（一般为一个月），测量单向或双 ）， 有功或无功最大需量、 向 有功或无功最大需量、分时段最大需 量及其出现的日期 和时间。 和时间。 如果测量组合最大 需量 , 计量方式须同组合电能一致；对于用 户计量点，根据要求也可以记录分相最大需量及其 发生时间。 （2）需量周期和滑差时间 ） 最大需量测量采用滑差方式，需量周期和滑差时间可设置。 最大需量测量采用滑差方式，需量周期和滑差时间可设置。 中选择； 需量周期可在 5 、 10 、 15 、 30 、 60min 中选择； 中选择； 滑差式需量周期的滑差时间可以 在1 、 2 、 3 、 5min 中选择； 的整倍数。 需量周期应为滑差时间的 5 的整倍数。 出厂默认值：需量周期15分钟，滑差时间1分钟。
二、需量测量功能
（3）最大需量计算完必须保持完整性 ） 1）总的最大需量测量应连续进行；各费率时段最大需 ）总的最大需量测量应连续进行； 量的测量应在相应的费率时段内完整的测量周期内进行。 量的测量应在相应的费率时段内完整的测量周期内进行。 2）当发生电压线路上电、清零、时钟调整、时 ）当发生电压线路上电、清零、时钟调整、 段转换、需量周期变更、 段转换、需量周期变更、功率潮流方向转换等情况时 电能表应从当前时刻开始， ，电能表应从当前时刻开始，按照需量周期进行需量 测量；当第一个需量周期完成后， 测量；当第一个需量周期完成后，按滑差间隔开始最 大需量记录；在不完整的需量周期内， 大需量记录；在不完整的需量周期内，不应做最大需 量记录。 量记录。 （4）需量结算日 ） 需量结算和电能结算分开， 电能结算日可有三个，需量结算 是每月结算一次， 使用 每月第 1 结算日进行转存，转存后清零 掉电上电后 , 不管掉电时间是否跨过结算日 , 上电时不补 结算，包括电能、需量都不 补 。