电能表的工作原理
当把电能表接入被测电路时， 电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过， 这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘， 在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用， 从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动 。 负载消耗的功率越大， 通过电流线圈的电流越大， 铝盘中感应出的涡流也越大， 使铝盘转动的力矩就越大 。 即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比 。 功率越大， 转矩也越大， 铝盘转动也就越快 。 铝盘转动时， 又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用， 制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比， 铝盘转动得越快， 制动力矩也越大 。 当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时， 铝盘将匀速转动 。 负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比 。 铝盘转动时， 带动计数器， 把所消耗的电能指示出来 。 这就是电能表工作的简单过程 。
常用电能表简介
机械电能表
机械电能表（也叫感应式电能表）的种类、型号尽管很多， 但它们的结构基本相似， 都是由测量机构、补偿调整装置和辅助部件（外壳、机架、端钮盒、铭牌）组成 。 以下是几种常用机械电能表 。
（1）长寿命电能表 。 正常使用的机械式电能表的寿命主要取决其下轴承的磨损程度 。 那么从投入使用到由于下轴承磨损使电能表的基本误差超差， 其间所持续的时间就是电能表的寿命 。 电能表的下轴承对电能表的使用寿命有很大影响 。
现代电能表的轴承结构主要有：钢珠宝石轴承、石墨轴承和磁力轴承等 。 宝石轴承它可分为单宝石轴承和双宝石轴承 。 双宝石轴承的摩擦力较小， 耐磨性能更好 。 磁力轴承主要靠同极性磁铁之间的排斥力将转动元件悬浮于空间 。 磁力轴承由于减少了机械磨损， 延长了电能表的使用寿命 。 目前逐步推广应用的长寿命电能表， 大多是在轴承上采用了磁力结构 。
普通机械电能表采用单宝石轴承， 使用寿命一般是5年 。 长寿命电能表的轴承由于采用了或磁力轴承或石墨轴承或双宝石轴承等新材料、新技术， 使其寿命可延长至10年左右 。
（2）宽量程电能表 。 近年来， 由于居民生活水平的提高， 装设的家用电器日益增多， 容量很大， 但同时使用的可能性较小 。 如果选用旧式的单量程电能表， 额定电流选择偏大， 在实际负荷很小时， 运行电流可能低于电能表额定电流的10%而使计量不准；反之若电能表额定电流选择偏小， 一旦家用电器同时使用， 电能表就可能因过负载而烧毁 。 而宽量程电能表就能克服以上问题， 只要所使用家用电器的电流总和在电能表的额定电流范围之
内， 都可以安全准确的计量 。 因此农网和城网改造中居民安装的电能表一般为长寿命、宽量程电能表 。 宽量程电能表又叫高过载倍数电能表， 其过载能力可达2～4倍 。 即这种电能表的额定电流并非一个固定值， 而是一个弹性范围 。 如单相表铭牌标有：2.0级， 220V， 10（40）A， 则说明该表过载能力为4倍；电能表的额定电流在10～40A以内时， 准确性仍能满足2.0级的要求 。 而2.0级， 220V， 10A的普通电能表， 其过载能力一般只有1.5～2倍 。 [4]
电子式电能表
具有单一电能计量功能的机械电能表难以同时胜任分时计量、负荷控制、参数预置、测量数据的采集、存储及实时传输等多种功能， 因此全电子式新型计量器具应运而生 。
多功能电能表 。 无论什么电能表， 要完成电能的计量至少要具备两项功能， 一是产生与实际功率相符的功率信号；二是将该功率信号进行累加从而获得电能数值 。
电子式电能表也不例外 。 它首先对实际线路的电压、电流进行采样， 并通过UI乘法器产生功率信号；其次利用U/f（压/频）转换器将功率信号变为具有一定频率的脉冲信号， 并由计数器将脉冲信号累计而得电能量 。 多功能电能表的结构， 如图1所示 。
图1 电子式多功能电能表结构图
文章插图
图1中计量芯片W是高度集成的专用三相计量芯片， 它完成功率信号P（即UI乘积）的产生；P—f的频率转换 。 而脉冲累计、分时计量、缺相处理、液晶显示、RS485通信等功能则由微处理器CPU控制完成 。
多功能电能表一般具有以下几种功能：
1）计量及存储功能 。 能计量多种时段的单、双向有功、无功电能；能完成当前功率、需量、功率因数等参数的测量和显示 。 能至少储存上一个抄表周期的数据 。
2）监视功能 。 能监视客户功率及最大需量， 并通过分析客户电力负荷曲线防止其窃电行为 。
3）控制功能 。 能对客户实行时段控制和负荷控制 。 前者用于多费率分时计费；后者是指通过通信接口接收远方控制指令或通过表计内部的编程(考虑时段和负荷定额)控制负荷 。 带IC卡接口的电子式电能表不仅能完成预付费功能， 还具有所购电能将用尽时的报警延时、拉闸停电的控制功能 。
4）管理功能 。 电子式电能表通过通信接口， 与电力系统的通信网络或抄表系统连接起来， 实现与外界的远程数据交换 。 电力网络中具有权限的客户服务器利用电能表的地址编码（一般为12位十进制数字）， 可准确无误地对其完成时段、时段费率、时段功率限额、剩余电量报警限额、代表日、冻结日、需量的方式、时间和滑差等的设置；调用、查看客户的实时功率；抄读其相关用电量， 并将电能计量信息按需要传送给相应的部门， 供系统调度、电能控制、电能交换和营业计费等使用 。
【电能表的工作原理及常用电能表简介】