浅议三相多功能电能表/的发展趋势

    随着中国的城市和农村电网进行大规模改造、建设之后，电力系统对三相多功能电能表的需求量迅速增长， 2004年产量估计约70万台，以不足全国电能表总产量1%的份额，创造11%的电能表总产值。由此，、国内电表企业纷纷看好商机，抓紧新技术开发，不断推出三相多功能电能表的新产品，以满足电能表市场的应用需求。

    与传统的机械表相比，采用电子计量原理的三相多功能电能表，具有高精度、多参数测量、谐波功率电能计量等优势。从总体评价，三相多功能电能表还是稳态电力负荷计量产品，由于其应用领域扩大，电力系统对电表不断提出新的技术要求。现有的三相多功能电能表性能和品质，都不能*适应电力系统的需求。因此，如何正确把握产品技术发展趋势，改进产品设计，将三相多功能电能表技术水准推向一个新的高度，无疑是电表行业和电力系统共同关注的课题。

一、引进的三相多功能电能/表新技术

    引进的三相多功能电能表新技术，代表目前上电能表技术的zui高水平：
1、高精度、长寿命计量
准确度为0.1%的有功电能计量，超过IEC在线计量的zui高准确度要求，其误差曲线的带宽为+/-0.05%；
0.2 S级三相基波表，具有分相的2—50次谐波有功功率计量；
0.2S级长寿命的电网关口表，具有电能质量计量模块。

2、高速率、实时测量
交流采样速率为256点/周波，记录周期zui短为10毫秒；
电能质量计量：63次谐波、电压闪变、故障录波78微秒的瞬变，供电可靠性指标的记录为99.9999999%。

3、开放式、高速率通信技术应用
开放式通信协议IEC62056-61/62/53/46/42，抄表、费率、负荷控制数据交换；
互联网通信，自动发送报警信号、系统运行状态刷新、数据记录，通过以太网连接到某些的电量计费系统的关口表，Web服务器可直接读取电表各种实际数据、电能质量参数，无需任何软件。

4、三相电能计量芯片
采用低频滤波法计量谐波无功功率的三相计量芯片，高位∑-△A/D，负荷动态范围1000：1，线性度0.1%，具有温度测量功能，片上接口可直接与微分电流互感器连接；精度优于0.1%的三相SOC单芯片，21位2阶∑-△A/D，32位可编程的电能量计算引擎，负荷动态范围2000 ：1，片内集成：高速8051单片机、硬实时钟、LCD驱动电路、看门狗电路、定时器、多种存储器、多种通信接口等。

5、谐波功率电能计量标准
在欧洲：三相0.01级标准表，具有谐波功率计量功能；建立起谐波有功功率、谐波视在功率的计量传递标准；
在美国：电能表自动校准系统，在任意波形谐波总含量30%以下，计量准确度为+/-0.005%—0.05%；高精度三相标准表，在功率因数低于0.5（60°—90°），计量准确度为+/-0.02%/功率因数；电能功率标准源，提供七种非正弦信号的无功功率计算方法。
需要指出：尽管IT产业新技术的应用，推动了进口电能表技术的快速发展，但是现在进口的在线电能表产品技术不规范，0.1级电能表、任意波形功率和电能计量、0—360°计量等关注的问题正在探索，电能表误差稳定性、可靠性指标尚未量化，器件损坏、数据丢失、自检有误的情况时有发生，这些情况说明进口电能表技术走向成熟还有一个很长的过程。

二、国产三相多功能电能表/新技术

国产电子式三相多功能电能表技术开发起步较晚，近几年，注重吸收计量技术与管理经验，强化自主开发，取得了许多新的技术成果：

1、三相多功能电能表
0.2S级有功功率计量，16位∑-△A/D，160M IPS的DSP，交流采样速率256点/周波，运行和备用两套费率时段，负荷曲线记录和容量为4M字节的存储器，宽电源电压范围，互感器合成误差补偿，变压器铜损、铁损计算；
三、未来三相多功能电能表技术的走向

正视现状，展望未来，需要超前预测电表应用领域和技术要求的不断变化，才能正确把握今后产品技术的走向。

1、应用领域的拓展：近几年，中国的社会用电量迅速增长，全国联网，特高压电网建设，百万千瓦级发电机并网，家居网络化进程，电网经营管理改进和计量新技术应用等要素，推进电表应用领域的扩展，主要是：
从用电计量计费扩大到配电变压器、变电站的经济管理和用电需求侧管理的计量；
从用户计费扩大到发电厂上网电量、跨省电网联络线交换电量的计费；
从315千伏安及以上的大工业用户计费扩大到100千伏安及以上的商业、非工业、普通工业户的计费，以上电表应用领域的扩大，引起计量点总量估计由60万个扩大到400万个，电表应用需求量前景看好。

2、技术要求的更新：随着电表应用范围扩大，电力系统提出许多具有专业特点的计量要求
传统计费电表的通用要求，有功、无功电能计量，zui大需量计量，费率时段，单方向、双方向和不完整的四象限计量，多参数测量，多种计时要求，多种通信方式，自检、报警，停电抄表，失压、断相、停电、失流、三相不对称、编程预置、需量复位等事件记录；
新提出的通用要求，运行和备用两套费率时段，0-360°计量，具有时标的视在电能计量，zui小需量计量，Qh计量，温度误差自动补偿，谐波电压、电流总含量和谐波污染程度测量，防窃电基础技术，同时，计费电表要准确可靠，功能简单、实用；
关口表的特殊要求，zui高准确度提高到0.1级，电表稳定性和可靠性指标要量化，低负荷计量，需量周期、费率时段的同步和主、副表实时比对，电表远程校准等；
大工业户计量的特殊要求，谐波、冲击负荷计量，功率越限报警，主变压器损耗计量，互感器合成误差补偿，电能质量计量等；
中等容量户计量的特殊要求，大电流计量，半波通过电流互感器计量，三相不平衡、不对称计量；
变电站进线、出线计量的特殊要求，主变压器损耗计量，变电站的有功、无功、视在电能平衡计量，无功功率控制信号输出，用户线路的特殊要求，参照大工业户计量的特殊要求内容；
配电变压器计量的特殊要求，停电采集，三相不平衡、不对称测量，中性线电流测量，变压器油温测量，变压器损耗计量和有功、无功、视在电能平衡，电力线路损耗电量的核实, 等；
用电需求侧管理系统终端的特殊要求，功率越限报警和主动上报，电力负荷开关投切信号输出等。
同时，为整顿与抑制目前出现的对三相多功能电能表功能要求过多，技术条件出台无序的情况，建议电力系统按不同应用领域制订统一的技术规范。
注：谐波污染程度，暂定义为：非基波视在功率/基波视在功率

3、产品技术的发展趋向
三相多功能电能表技术要跟踪应用需求的不断变化，也就明示了今后产品技术的发展趋向：
电表多门类：由单一的计费产品发展到关口计量、配电变压器计量、变电站计量、大工业户计量、中等容量户计量、用电需求侧管理系统及终端6类产品，分别制订产品技术规范；
关口电能表，要发展高精度、高稳定性、高可靠性、快速测量、0-360°计量、多通信方式和协议，经、国内同类电表的比较，提出量化指标和测试方法；
计费用三相多功能电能表要计量准确、简单可靠、讲求实用，逐步发展三相SOC单芯片，开发具有谐波电压、电流总含量和谐波污染程度的测量技术，研究温度、电压、频率、相位改变的自适应计量；
谐波有功、无功、视在功率电能计量实用化产品，改进谐波下的功率因数计算方法，推进电能质量市场建立与发展，也为提高冶炼企业、电气化铁路的计量准确度做准备；
早期三相多功能电能表需要更新换代，要通过调查研究，提出新一代电表技术规范；
基于GPRS通信网的用电需求侧管理系统及终端，要改进实时性和安全性技术，从长远看，即使将来电力不紧张，用于配电变压器计量与抄表、居民用电远程抄表，其发展前景也很好；
电力网损耗计量与防窃电基础技术，包括：电量具有时标，电量波动分析软件，电量异常报警与主动上报，变压器、电力线路损耗计量，电力系统节点、母线和电力线路的电量平衡计量；
全国联网、省网的总电量计量、计算和电能量数据组网，要提到议事日程；
加强国内电能质量和电能计量标准建设，包括：基波、谐波功率电能计量标准的建设，进口急需而国内缺门的新型计量标准设备，满足在线电表新产品计量溯源的要求；
zui后是研究制订三相多功能电能表质量评价标准与测试方法，提高在电网上运行电表的整体技术品质。