智能电能表功能教学提纲
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正向无功，是电网向用户 输送无功功率，用户吸收 无功， +Q表示。
4）输出无功功率
反向无功，是用户向电网输 送无功功率，-Q表示。
II
I
III
Hale Waihona Puke Baidu
IV
输入有功+P
输出无功-Q
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，输入无功功 率，用户为阻感性负载。
（2）II象限无功
（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 的方法所测得的需量。
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： 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
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。
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。
总电能累加、 当前费率电能
累加
保存总电 能、当前 费率电能、 计量尾数
读出总电能、 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，反向总电量等于 反向向各时段电量之和。
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。 合元无功功率是分元无功功率的代数和
智能电能表功能
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、反向有功电能量和 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。
双向计量
2、分时计量 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、
分时计量
智能电表计 量功能
分相计量
一、 电能计量功能
PQ
0到T4段时间用户无功电量: 感性负荷 WQI=WQ1+WQ3 容性负荷 WQIV=WQ2+WQ4
T4到T7段时间用户无功电量
+P
Q5 Q6 Q7
0 T1 T2
T3
T4
Q1 Q2 Q3
Q4
T5 T6
-P
T7 t
发电机欠励磁 发电机过励磁 用户用电时：
用户发电时：
WQII=WQ5+WQ7
输出有功功率，输入无功
U&
功率，用户负荷相当于一 台欠励磁发电机。
（3）III象限无功
输出有功-P U&
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。
（4）IV象限无功 输入有功功率，输出无功功率， 用户为阻容性负载。
输入无功+Q
II (RC ) III ( RL)
I ( R L ) U&
四象限无功应用示意图
WQIII=WQ6
cos
WP
WP 2WQI WQIV 2
cos
WP
W W W 2 P
2
QII
QIII
组合无功1=WQI+ WQIV 组合无功2=WQII+ WQIII
一、 电能计量功能
问题1：电能表有功、无功的 计量方式设置不正确，会有什 么后果？
问题2：如何根据客户类型正确 设置有功、无功的计量方式？
一、 电能计量功能
（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, 相应分时电能累加0.01kWh
分频
电能测量单元
处理时刻 每分钟
每秒
电能管理单元
主循环
掉电
上电
任务
根据时 段表找 当前费
率号
从计量芯片取得每秒电能增量 (△E:0.000001kWs)、 计量尾数(E_s)累加： E_s ＝ E_s ＋ △E
存储。
3、分相计量 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。
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
输入无功+Q
正向有功，是电网向用户送 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 电，用户发电 ，-P表示。 输出有功-P 3）输入无功功率
IV (+ RC )
U& I&
输入有功+P
U&
输出无功-Q
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。 3、组合有功、无功电能
（1）组合有功电能 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。
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。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；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。其运行 情况如图，试分析其无功情况。
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）及分时电能 ★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)无功电能 ★分元反向(组合)无功电能
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
三相四线电能表：P＝ PA+PB＋PC， Q＝ QA ＋ QB +QC
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P和合元无功功率 Q的方向决定。
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） ●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
（3）最大需量：规定时间段记录需量最大值 最大需量的计算必须保证完整性。
二、需量测量功能
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。
4）输出无功功率
反向无功，是用户向电网输 送无功功率，-Q表示。
II
I
III
Hale Waihona Puke Baidu
IV
输入有功+P
输出无功-Q
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，输入无功功 率，用户为阻感性负载。
（2）II象限无功
（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 的方法所测得的需量。
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： 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
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。
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。
总电能累加、 当前费率电能
累加
保存总电 能、当前 费率电能、 计量尾数
读出总电能、 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，反向总电量等于 反向向各时段电量之和。
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。 合元无功功率是分元无功功率的代数和
智能电能表功能
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、反向有功电能量和 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。
双向计量
2、分时计量 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、
分时计量
智能电表计 量功能
分相计量
一、 电能计量功能
PQ
0到T4段时间用户无功电量: 感性负荷 WQI=WQ1+WQ3 容性负荷 WQIV=WQ2+WQ4
T4到T7段时间用户无功电量
+P
Q5 Q6 Q7
0 T1 T2
T3
T4
Q1 Q2 Q3
Q4
T5 T6
-P
T7 t
发电机欠励磁 发电机过励磁 用户用电时：
用户发电时：
WQII=WQ5+WQ7
输出有功功率，输入无功
U&
功率，用户负荷相当于一 台欠励磁发电机。
（3）III象限无功
输出有功-P U&
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。
（4）IV象限无功 输入有功功率，输出无功功率， 用户为阻容性负载。
输入无功+Q
II (RC ) III ( RL)
I ( R L ) U&
四象限无功应用示意图
WQIII=WQ6
cos
WP
WP 2WQI WQIV 2
cos
WP
W W W 2 P
2
QII
QIII
组合无功1=WQI+ WQIV 组合无功2=WQII+ WQIII
一、 电能计量功能
问题1：电能表有功、无功的 计量方式设置不正确，会有什 么后果？
问题2：如何根据客户类型正确 设置有功、无功的计量方式？
一、 电能计量功能
（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, 相应分时电能累加0.01kWh
分频
电能测量单元
处理时刻 每分钟
每秒
电能管理单元
主循环
掉电
上电
任务
根据时 段表找 当前费
率号
从计量芯片取得每秒电能增量 (△E:0.000001kWs)、 计量尾数(E_s)累加： E_s ＝ E_s ＋ △E
存储。
3、分相计量 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。
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
输入无功+Q
正向有功，是电网向用户送 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 电，用户发电 ，-P表示。 输出有功-P 3）输入无功功率
IV (+ RC )
U& I&
输入有功+P
U&
输出无功-Q
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。 3、组合有功、无功电能
（1）组合有功电能 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。
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。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；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。其运行 情况如图，试分析其无功情况。
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）及分时电能 ★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)无功电能 ★分元反向(组合)无功电能
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
三相四线电能表：P＝ PA+PB＋PC， Q＝ QA ＋ QB +QC
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P和合元无功功率 Q的方向决定。
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） ●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
（3）最大需量：规定时间段记录需量最大值 最大需量的计算必须保证完整性。
二、需量测量功能
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。