数字式三相有功电能表

第1章  概  述 [资料来源：http://www.THINK58.com]

1.1电能表的产生

随着社会生活中工业、农业、商业以及居民生活的用电需求日益增长，人们对电能的交易日益频繁，电能表是衡量电能交易数额的计量器具，其技术性要求很高，既要求准确、更要求稳定，并保证长期可靠。上海作为全国最早使用电能和最早进行电能计量的大都市，电能表的使用和管理始终处于全国领先水平。

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1880年美国人爱迪生利用电解原理制成了直流电能表(即安时计)。自1885年交流电的发现和应用给电能表的发展提出了新的要求，交流电能表从此应运而生。意大利科学院的物理学家弗拉里斯(Ferraris) 在1888年提出用旋转磁场的原理来测量电能量，即在一个可转动的导体上作用两个同频率但空间和相位不同的交变磁场，导体就能旋转。由此，交流感应式电能表又称作弗拉里表。当时，在美国电工技术学校有位教师也利用同一原理制造出感应式电能表的模型。这些理论和模型都是交流电能表雏形的萌芽。 [来源：http://think58.com]

 1889年，匈牙利岗兹公司一位德国人布勒泰制作成总重量为36.5kg的世界上第一块感应式电能表。从此，感应式电能表在电能计量应用中占据了极其重要地位。这块感应式电能表的电压铁芯重6kg，由于它没有单独的电流铁芯，因此电压铁芯总的电抗就必需做得很大，体积也就很大了。为了减少尺寸和重量，人们开始研究把电压与电流磁路分开，采用了独立电流铁芯，从而大大缩小了其体积。另外，在解决内相角的问题上，还使用过人工线路和合成磁场的方法。到1890年以后出现了带电铁芯的电能表，然而转动元件仍是一铜杯，反作用力矩的产生是依靠交流电磁铁。直到十九世纪末期才逐步开始采用直流磁铁，降低了旋转速度，增加了力矩，采用浇铸零件，改进了计数机构，同时采用了一个圆盘代替了原来一个盘一个杯的转动元件，并且使用铝盘来代替铜盘。 [版权所有：http://think58.com]

在二十世纪很长的一段时期内，感应式电能表发展方向主要是在缩小体积和改善工作性能方面。二十世纪初，感应式电能表就得到了飞速发展。1905年出现了增加非工作磁路改进90°的方法，使电能表的各项参数有了很大提高。而后，随着一些性能较好的高导磁材料的出现，大大地减轻了电能表的重量并缩小了其体积，每只表的质量降到了1.5～2kg，而且降低了其功率消耗。从三十年代开始，电能表采用铬钢、铝镍合金代替原来的钨铜，并通过降低电能表转盘的转速来降低其损耗，同时改善了电能表的负荷特性。当时，国外的感应式电能表的过负荷能力达到600％以上，而且采用双宝石轴承和磁力轴承，使电能表寿命长达15～30年。感应式电能表的突出优点就是结构简单、操作安全、维修方便、造价低廉，但是它也存在的许多缺点，如：准确度低、适用频率窄、功能单一等等。至此，感应式电能表在电能计量中已经得到了广泛的应用。

随着微电子高新技术和电子工业的高速发展以及用电负荷特性的不同，对电能计量精度提出了新的要求，电子式电能表越来越显示出其优越性。由于机械感应式电能表的驱动线圈的低频窄带电磁特性，即对于基波外的各次谐波功率信号难以转换成等比例的驱动力矩，因而造成感应式电能表对非线性负荷、冲击负荷的计量误差较大问题。机械感应式电能表的精度低、非线性负荷计量误差大和难以实现各种功能的诸多缺点，造成感应式电能表发展停滞不前。随着电能表拥有着容易实现多功能、高精度、便于自动抄表及具有先进通讯接口等诸多功能扩展需要，促使各种新型的电子式电能表迅速发展。即使一些机电一体式的特种电能表，例如：分时多费率（TOU）电能表、有脉冲输出的电能表、多路最大需量表、预付费电卡电能表和电力定量器，它们采用感应式电能表作基表，同时应用电子电路来实现新的功能。 [资料来源：http://think58.com]

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