電子式預(yù)付費電表,是在電子式電表的基礎(chǔ)上,近年來開發(fā)面世的高科技產(chǎn)品,它的構(gòu)成、工作原理與傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表有著很大的差別。感應(yīng)式電表主要是由鋁盤、電流電壓線圈、永磁鐵等元件構(gòu)成,其工作原理主要是通過電流線圈與可動鉛盤中感應(yīng)的渦流相互作用進行計量的。而電子式智能電表主要是由電子元器件構(gòu)成,其工作原理是先通過對用戶供電電壓和電流的實時采樣,再采用的電能表集成電路,對采樣電壓和電流信號進行處理,并轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出,zui后通過單片機進行處理、控制,把脈沖顯示為用電量并輸出。 　　通常我們把智能電表計量一度電時A/D轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的脈沖個數(shù)稱之為脈沖常數(shù),對于智能電表來說,這是一個比較重要的常數(shù),因為A/D轉(zhuǎn)換器在單位時間內(nèi)所發(fā)出脈沖數(shù)個的多少,將直接決定著該表計量的準確度。目前智能電表大多都采用一戶一個A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計原則,但也有些廠家生產(chǎn)的多用戶集中式智能電表采用多戶共用一個A/D轉(zhuǎn)換器,這樣對電能的計量只能采用分時排隊來進行,勢必造成計量準確度的下降,這點在設(shè)計選型時應(yīng)該注意。　　2 .智能電表的特點　　由于采用了電子集成電路的設(shè)計,再加上具有遠傳通信功能,可以與電腦聯(lián)網(wǎng)并采用軟件進行控制,因此與感應(yīng)式電表相比,智能電表不管在性能還是操作功能上都具有很大的優(yōu)勢。　　(1)功耗:由于智能電表采用電子元件設(shè)計方式,因此一般每塊表的功耗僅有0·6w~0·7w左右,對于多用戶集中式的智能電表,其平均到每戶的功率則更小。而一般每只感應(yīng)式電表的功耗為1·7w左右。　　(2)精度:就表的誤差范圍而言,2·0級電子式電能表在5%~400%標定電流范圍內(nèi)測量的誤差為±2%,而且目前普遍應(yīng)用的都是等級為1·0級,誤差更小。感應(yīng)式電表的誤差范圍則為+0·86%~-5·7%,而且由于機械磨損這種無法克服的缺陷,導(dǎo)致感應(yīng)式電能表越走越慢,zui終誤差越來越大。*曾對感應(yīng)式電表進行抽查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)50%以上的感應(yīng)式電表在用了5年以后,其誤差就超過了允許的范圍。　　(3)過載、工頻范圍:智能電表的過載倍數(shù)一般能達到6~8倍,有較寬的量程。目前8~10倍率的表成正為越來越多用戶的選擇,有的甚至可以達到20倍率的寬量程。工作頻率也較寬,在40HZ~1000HZ范圍。而感應(yīng)式電表的過載倍數(shù)一般僅為4倍,且工作頻率范圍僅為45~55HZ之間。　　(4)功能:智能電表由于采用了電子表技術(shù),可以通過相關(guān)的通信協(xié)議與計算機進行聯(lián)網(wǎng),通過編程軟件實現(xiàn)對硬件的控制管理。因此智能電表不僅有體積小的特點,還具有了遠傳控制(遠程抄表、遠程斷送電)、復(fù)費率、識別惡性負載、反竊電、預(yù)付費用電等功能,而且可以通過對控制軟件中不同參數(shù)的修改,來滿足對控制功能的不同要求,而這些功能對于傳統(tǒng)的感應(yīng)式電表來說都是很難或不可能實現(xiàn)的。　　智能電表的發(fā)展方向　　隨著智能電表的使用越來越廣泛，對我們的生活也產(chǎn)生了越來越多的有利影響，同時也在潛移默化的改變著我們的生活。　　根據(jù)中國電網(wǎng)提出了總體規(guī)劃，并總結(jié)我國10年來電網(wǎng)電表的發(fā)展，我們可以得出圖2中顯示的結(jié)論：　　要實現(xiàn)電表集中自動抄表,其前提是電表需首先實現(xiàn)智能化,這樣才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)出戶,以達到集中抄表的目的,目前國內(nèi)外常見的應(yīng)用于集中抄表的電表有以下幾種形式。　　3.機電結(jié)合的電度表　　*類機電結(jié)合的電度表,是在原有的機械表的基礎(chǔ)上,加裝電子式計數(shù)裝置和相應(yīng)的控制、通訊電路,或加上IC卡讀寫接口以實現(xiàn)自動計量計費和控制;其基本結(jié)構(gòu)是在原有機械電度表的轉(zhuǎn)盤上打孔或涂(貼)上能吸收光線的材料,通過光電轉(zhuǎn)換,將機械轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動變換成電脈沖信號,再進行相應(yīng)的計數(shù)處理。這類電度表由于其計量原理沒有改動,其計量精度和特性與機械表*一樣,而成本相對較高,其優(yōu)勢在于能充分利用現(xiàn)已安裝使用中的大量的機械電度表,且其計量原理為大眾所熟悉而容易接受。　　另一類機電結(jié)合的電度表則是采用電子式計量電路在獲得數(shù)字式脈沖信號后,通過微型電機驅(qū)動字碼轉(zhuǎn)輪得到電能計數(shù)值,這種結(jié)構(gòu)是zui簡潔可行的電子式電度表的方案,但遺憾的是其對計量電路的要求較高,即要求所有的表都按一個固定的比例將電能值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)數(shù)量的數(shù)字脈沖,才能按正確的速度驅(qū)動微電機以轉(zhuǎn)動字輪。這個比例就是所謂的電表常數(shù)(imp/kWh),由于電路中所用的決定脈沖速度的定時元件大都是參數(shù)離散性較大的阻容元件,為了保證電度表的計量精度和產(chǎn)品的一致性,就必須在生產(chǎn)過程中加強對元件的篩選和對半成品的調(diào)校,也就是說要增加相應(yīng)的人力物力的投入并要延長生產(chǎn)周期,從而使電度表的生產(chǎn)費用和成本有所增加。另外這種結(jié)構(gòu)的電度表在數(shù)據(jù)收集和用戶繳費方式上與老式的機械表沒什么區(qū)別,應(yīng)屬淘汰產(chǎn)品。　　4. 全電子式電度表　　全電子式電度表則是當今國內(nèi)的一類電度表,其采用*的單片機技術(shù)和專門設(shè)計的電能測量集成電路,具有計量精度高、可防止竊電、自身損耗低和可靠性高等特點。其中的一些型號還具有復(fù)式計費功能。由于此類電度表的用電量數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)字化,可以很方便地與各種數(shù)據(jù)收集傳送電路配合組成自動計量計費的系統(tǒng),是現(xiàn)行家用電度表的換代產(chǎn)品,該類產(chǎn)品的大量使用將節(jié)省供電部門大量的抄表計算工作,并能及時回收電費(先付費后用電),具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。　　關(guān)于抄表方案,國內(nèi)近幾年流行以下幾種模式:　　(1)總線制集中抄表:電表部分采用智能電表,各戶智能電表信號線并接在一根總線上,總線連接到樓下轉(zhuǎn)接器,各樓轉(zhuǎn)接器與小區(qū)的集中器相連,由集中器集中供電。　　(2)電力載波抄表:電力載波集中抄表系統(tǒng)是直接利用現(xiàn)有低壓輸電線路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募谐硐到y(tǒng),省去了鋪線工程,優(yōu)勢明顯。該系統(tǒng)集微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和計算機技術(shù)于一體的*,具有高可靠且安裝簡單等顯著特點,廣泛適用于城市及農(nóng)村的電表、氣表抄收、計費和監(jiān)控。但由于電力線是給用電設(shè)備傳送電能的,而不是用來傳送數(shù)據(jù)的,所以電力線對數(shù)據(jù)傳輸有許多限制:(1)配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用,所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送;(2)不同信號耦合方式對電力載波信號損失不同;(3)電力線存在本身固有的脈沖干擾。另外電力線上的高削減、高噪聲、高變形,使電力線成為一個不理想的通信媒介,但由于現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,使電力線載波通信成為可能,其中數(shù)據(jù)信號的信噪比決定傳輸距離的遠近。電力線載波通信的關(guān)鍵就是選用一個功能強大的電力線載波Modem芯片。　　全電子式電度表系統(tǒng)組成：　　(1)遠傳表。具有脈沖輸出的水表、電表、氣表、熱表等計量表為遠傳表,其計量方式與傳統(tǒng)表一樣,不同的是在原基表上增加了脈沖輸出功能,每個脈沖代表一定的計量值。采集器通過遠傳表脈沖輸出端口采集脈沖。　　(2)采集器。采集器能同時采集水表、電表、氣表、熱表等輸出的脈沖信息,并將這些脈沖信息轉(zhuǎn)換成計量認可的物理量,存儲在各采集器的存儲器中,通過管理微機,可以查詢系統(tǒng)中任意一戶的耗能信息,并在管理微機的抄表等命令下將用戶信息上傳。　　(3)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器的主要任務(wù)為:完成與采集器的數(shù)據(jù)通信工作,向采集器下達電量數(shù)據(jù)凍結(jié)命令,定時循環(huán)接收采集器的電量數(shù)據(jù)或根據(jù)系統(tǒng)要求接收某個電表或某組電表的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)要求完成與主站的通訊,將用戶用電數(shù)據(jù)等主站需要的信息傳送到主站數(shù)據(jù)庫中。下行通道指的是轉(zhuǎn)換器與采集器之間的通信線路,主要有總線抄表系統(tǒng)、載波抄表系統(tǒng)和紅外抄表系統(tǒng)等三種方式。通信信道上行通道指的是轉(zhuǎn)換器與主站之間的通信線路,可以采用、無線、專線等通信介質(zhì)。　　(4)系統(tǒng)管理軟件功能。系統(tǒng)管理軟件以通訊為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)庫為核心,提供數(shù)據(jù)處理、查詢、統(tǒng)計、報表、備份等功能;采用面向?qū)ο蠛湍K化相結(jié)合的方法,靈活支持不同客戶的要求,如特殊格式報表,權(quán)限控制等;持客戶原有的管理系統(tǒng),可與其它管理軟件接口,提供數(shù)據(jù)接口和通訊接口,具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能;可同時管理多個小區(qū),對各小區(qū)設(shè)置通訊參數(shù);電表管理,設(shè)置電表的原始參數(shù)、地址、及其狀態(tài);費率管理,可任意設(shè)置多種費率,設(shè)置各能源的單價;用戶管理,管理和控制每戶的用量,管理用戶的結(jié)算方式;實時抄表功能,系統(tǒng)可抄取各能源表的實時數(shù)據(jù);費用自動計算,實現(xiàn)將公共能源損耗平均分攤或按比例分攤到每戶并根據(jù)查表數(shù)據(jù)和單價,自動計算每產(chǎn)應(yīng)交費用,以便向用戶收費;打印功能,打印各用戶費用清單;查詢功能,可隨時查詢?nèi)我粦簟⑷我粏卧孔艏罢麄€小區(qū)內(nèi)所有住戶的耗能信息。　　結(jié)論與展望　　當前,全國電力供需矛盾突出,加強電力需求管理,控制不合理用電也是節(jié)約。實現(xiàn)電力需求管理和綜合電力資管理,是電力供應(yīng)發(fā)展的方向。集中式智能電能表不僅能現(xiàn)電能計量、還能實現(xiàn)電能控制。當電力充足時,可復(fù)費電計量,降低電價,鼓勵用電;電力供用緊張時,可限制用電或止供電,提高電價,保證重點用電需求。現(xiàn)在我國城鎮(zhèn)通訊絡(luò)已比較完備,并已延伸到各個角落,應(yīng)用集中式智能電能構(gòu)建智能電能管理系統(tǒng),并結(jié)合通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立電能計，遠程抄表?用電負荷控制系統(tǒng),實現(xiàn)電力供需平衡,保證網(wǎng)安全有著廣闊的應(yīng)用前景,也為實現(xiàn)電力需求側(cè)管理提了一條新途徑。