【正文】 念。最大需量應(yīng)用于大用戶計費考核。需量的精確定義請參看第二章需量計量一節(jié)。我們國家一般把15分鐘平均功率叫需量。（2） 功率計量功能 電子式多功能電能表可以給出多種功率計量供不同目的應(yīng)用。這就是所謂的“一代四”，一塊多功能表等于四塊傳統(tǒng)意義的感應(yīng)式電能表。但是，我們認為不是功能越多越好，功能多可靠性要下降，考慮目前應(yīng)用，考慮發(fā)展，夠用即可。1. 3 功能 用戶選擇多功能電能表時，或者在編寫招標技術(shù)文件時，選擇哪些功能，是一個頗費腦筋的問題。內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖15 電子式電能表內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電子式多功能電能表內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，由兩塊PCB印制板組成：底層是一塊電源板；上面是一塊邏輯板（圖15）。多功能表外形第六個特點是威勝表獨有的，因為威勝表的誤差軟件可調(diào)，所以威勝表在操作面板小門內(nèi)（圖11）設(shè)了一個專為誤差調(diào)節(jié)用的通訊口。多功能表外形的第四個特點是具有多種抄表接口，如電鑰匙（或IC卡）抄表接口（圖11），紅外抄表接口，也可以通過通訊口（圖14）進行遠程或本地抄表。多功能表的外形第三個特點是傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表沒有的，就是為了輸出其“多功能”需要一個輔助端子（圖14）。多功能表是全電子式的，功率脈沖可以直接給出。多功能表外形上第二個特點是驗表脈沖輸出方式與傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表不同。有些人擔心液晶的壽命問題，實際上液晶是一種低功耗器件，隨著工藝技術(shù)的提高，其壽命越來越高。威勝公司早在1992年，就利用方塊漢字便于組合的特點，在世界上首創(chuàng)了漢字提 圖13 液晶顯示畫面全屏示大屏幕液晶顯示器（圖13），成功地解決了電子式多功能電能表的顯示問題。首先是計度器，一個機械計度器顯然不能滿足既計有功，又計無功，還要計需量，又要分時計度的要求。這就保證了電子式多功能電能表在實際應(yīng)用中不會發(fā)生因接線錯誤或破壞表計或發(fā)生計量錯誤。這些部分和傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表是一致的。典型的電子式多功能電能表造型如（圖11）。1. 2 結(jié)構(gòu)特點 圖11 電子式多功能電能表外形圖外形特點 任何產(chǎn)品的造形，固然有美化設(shè)計的功勞，但主要由其功能決定。 電子式多功能電能表能夠多種方法監(jiān)視偷電：可以用遠方抄表的方式24小時監(jiān)視偷電；多功能表反向有功可以計入正向，防止偷電；全失壓記錄幫助追補電量；表內(nèi)數(shù)十種事件記錄像飛機的黑匣子一樣，記錄偶然故障和不軌行為。這臺配變監(jiān)測儀是經(jīng)過型式試驗有計量許可證的。 配網(wǎng)變臺監(jiān)測，配網(wǎng)自動化是電子式多功能電能表又一應(yīng)用領(lǐng)域。丟失脈沖的問題沒了。 在電子式多功能電能表出現(xiàn)以后，負荷控制概念上發(fā)生了根本性的變化。在遠方讀取電能數(shù)據(jù)同時，可以讀到電壓、電流、功率的瞬時值。 電子式多功能電能表的誕生與推廣給調(diào)度自動化，縣調(diào)綜合自動化帶來革命性的變化。電子式多功能表隨著銷售應(yīng)用面的擴大，技術(shù)上不斷向前發(fā)展，威勝電子式多功能表相繼開發(fā)出帶RS485口的通訊功能，全失壓記錄功能，多事件記錄功能，電壓合格率測量功能，負荷曲線存貯工能，目前由于兩網(wǎng)改造的帶動，電能表行業(yè)看好，國內(nèi)電子式多功能電能表行業(yè)呈現(xiàn)一派欣欣向榮的景象，目前生產(chǎn)電子式多功能表的廠家已增到十幾家。1991995兩年，威勝在國內(nèi)做了兩年艱苦的宣傳、培育市場的工作，此間眼光敏銳的電力行業(yè)專家給予威勝極大的支持，特別是湖南省電力局，他們第一個把威勝表掛上網(wǎng)，他們對推廣電子式多功能電能表做出了貢獻，也付出很大的代價。1993年我國以湖南威勝電子有限公司為代表，以自己的專利技術(shù)為基礎(chǔ)，開始研制自己的電子式多功能電能表，1994年8月18日第一臺三相全電子式多功能電能表研究成功，并通過電力部、機械電子部組織的國家級技術(shù)鑒定。發(fā)展 20世紀 80年代末、90年代初國外大公司推出全電子式多功能電能表，如斯倫貝謝、LANDIS amp。電子表精度高，功能多，適應(yīng)電力行業(yè)自動化、計算機化、現(xiàn)代化管理的需要，因此電子式多功能電能表，在全國電力行業(yè)受到普遍的歡迎。但是由于受機械磨損影響，誤差越來越大，越來越慢，長壽命表就是為解決越走越慢提出來的。 機電式與電子式的失效機理不一樣。另一類電能測量單元和數(shù)據(jù)處理單元都是由大規(guī)模集成電路組成的，叫做電子式多功能電能表，或稱固態(tài)式多功能電能表，也有人稱靜止式多功能電能表。因為允許有兩種以上功能，所以市場上的多功能表千差萬別，但似乎隨著多功能表用量的增加，隨著用戶對多功能表了解越來越深，功能越來越多似是多功能電能表的發(fā)展趨勢。電 子 式 多 功 能 電 能 表第一章 工作原理第一節(jié) 電子式多功能電能表簡介1. 1 概述定義 根據(jù)電力行業(yè)標準DL/T6141997對多功能電能表的定義：“凡是由測量單元和數(shù)據(jù)處理單元等組成，除計量有功（無功）電能外，還具有分時、測量需量等兩種以上功能，并能顯示、儲存和輸出數(shù)據(jù)的電能表”都可稱為多功能電能表。定義中明確四點：第一，由測量單元和數(shù)據(jù)處理單元組成；第二，能計量電能（有功或無功，或同時計量有功與無功）；第三，能計量需量，能分時、顯示、儲存和輸出數(shù)據(jù)；第四，兩種以上功能。分類 多功能電能表可分為兩大類：一類叫機電式多功能電能表，其電能測量單元由感應(yīng)式電表組成；其數(shù)據(jù)處理單元由單片機組成。電子式多功能電能表又細分為兩種：一種計量單元和數(shù)據(jù)處理單元都由一個單片機完成；一種計量單元由專用計量芯片完成，數(shù)據(jù)處理功能由單片機完成。機電式失效機理屬機械磨損型，逐漸失效，輔以機械計度器，一旦發(fā)生故障，計度器底度還在，容易解決追補電量問題。電子表失效是偶發(fā)性的，失效后電子計度器無顯示，人們對電子表的可靠運行不無擔心，但是經(jīng)過將近七年在全國性普及與應(yīng)用，人們對電子表建立了充分的信心。再和機電式多功能表，復費率表比較，人們發(fā)現(xiàn)機電式表，不單具有感應(yīng)式電能的優(yōu)點，也具有感應(yīng)式電表的缺點，機電式電能表沒有電子表的優(yōu)點，但有電子表的缺點，而機一電轉(zhuǎn)換部分——光電轉(zhuǎn)換器，最容易發(fā)生故障，實際統(tǒng)計表明機電式電能表的故障率比全電子式的還要高，所以全電子式多功能電能表已成為市場的主流。 GYR和美國GE公司。1994年9月2日在全國第一次電能計量展覽會上亮相，該表以其獨特的造型、先進的工藝、優(yōu)良的性能震驚國內(nèi)外。1996年初，電力部下令在全國推行復費率和負荷控制，這為電子式多功能表推廣開避了新的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用 電子式多功能電能表的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，由于電子式多功能表具有強大的通訊功能，使多功能表廣泛用于遠方抄表，為電量遠方自動采集和自動計費；為電廠考核上網(wǎng)報價商業(yè)運營；為大型企業(yè)內(nèi)部能源自動化管理打下基礎(chǔ)。從采集脈沖躍為數(shù)據(jù)通訊。變電站取消電壓、電流、功率變送器的時代不會太遠。且不說多功能表本身就具有超功率報警、跳匣功能，本身就可以當電力定量器用,而是多功能電能表的出現(xiàn)使得負控終端RTU的設(shè)計思想發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，即再不用從脈沖電能表取脈沖，累積計算電能，而是從RS485口直接讀取電能數(shù)據(jù)。主臺與計量表計不一致的問題也沒了。變臺監(jiān)測參數(shù)：電能、功率、電壓、電流、功率因數(shù)多功能表都能提供，而且像電壓合格率，零序電流、電量凍結(jié)等配變考核指標多功能表也能提供，從這個意義上講電子式多功能電能表的確可稱為配變監(jiān)測儀。用電子式多功能表測得參數(shù)進行線損計算，平衡分析，指導業(yè)擴報裝，指導無功補償是非常合適的，非常方便的，非常精確的。 電子式多功能電能表還有預(yù)付費功能，在解決收費難的問題上，不可否認預(yù)付費功能立下了汗馬功勞。電子式多功能電能表與傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表外形上既保持相似，又有明顯的差異，也是由功能決定的。它也由底盒、上蓋、面板、端蓋、鉛封螺釘、接線插孔等部分組成。特別是電子式多功能電能表的對外接線方式和感應(yīng)式電能表一致如（圖12）。安裝尺寸圖三相四線帶電流互感器接入式接線圖三相四線帶電壓、電流互感器接入式接線圖 圖12 電子式多功能電能表接線圖但是由于“多功能”這一特點，電子式多功能電能表外形上出現(xiàn)許多與傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表不同的地方。現(xiàn)在的多功能表已經(jīng)達到一百多項功能，別說機械計度器，就是發(fā)光二極管LED顯示器也不能滿足電子式多功能電能表的要求，于是只有求助于液晶顯示器LCD。中國式大屏幕漢字提示的液晶顯示和國外同類型窄條數(shù)字編碼的液晶顯示比較，中國式大屏幕液晶顯示優(yōu)點是非常明顯的，受到抄表工人的普遍歡迎。從威勝公司首次開發(fā)成功的第一塊大屏幕液晶顯示掛網(wǎng)運行至今已有7個年頭，現(xiàn)在顯示還非常清晰，運行正常，時間會告訴我們液晶的壽命。傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表是通過光電管讀取轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)圈數(shù)與標準表比較來計算誤差的。于是出現(xiàn)了兩種輸出功率脈沖的方式：一種直接接入法，多功能電能表的功率脈沖輸出（圖11操作面板）與標準表直接相連；另一種是在電能表面板上裝一個發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的閃爍與功率成正比。圖14 多功能表的輔助端子電子式多功能電能表的時段控制功能、脈沖輸出功能、通訊功能、報警跳匣功能都能通過端子輸出。多功能表外形第五個特點為適應(yīng)預(yù)付費的需要設(shè)有電鑰匙（圖11）或IC卡插口，并通過輔助端子報警、跳匣輸出。 電子式多功能電能表外型很有特點，它既保存了傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表的固有優(yōu)點，又增加了許多與功能相適應(yīng)的新特點，這些特點是：大屏幕液晶顯示；兩種方式校表功率脈沖輸出；多種輸出輔助端子；預(yù)付費抄表插口；5軟件調(diào)誤差通訊口。邏輯板完成計量及所有管理功能，詳見電子式多功能電能表的電原理框圖一節(jié)。這里把多功能電能表到目前為止能夠達到的功能進行比較全面地列舉。電子式多功能電能表功能列舉如下：（1） 電能計量功能 一塊表能同時計量正向有功、反向有功、感性無功和容性無功。 反向電量有四種計量方式： 反向電量計入正向電量中，同時反向總電量單獨計量并顯示 反向電量計入正向電量中，同時反向總電量單獨計量，不顯示 反向電量、正向電量單獨計量，反向總電量顯示 反向電量、正向電量單獨計量，反向總電量不顯示 容性無功計量方式也有四種：容性無功電量計入感性無功電量中，同時容性無功總電量單獨計量，并顯示容性無功電量計入感性無功電量中，同時容性無功總電量單獨計量，不顯示容性無功、感性無功單獨計量，容性無功顯示 容性無功、感性無功單獨計量，容性無功不顯示 無功還有一種計量方式，叫四象限無功，因為涉及問題較多，將在第二章計量原理中詳細講述四象限無功。首先多功能表可以計量需量。分別按滑差時間1分、3分、5分、15分求得需量的最大值稱為最大需量。從國家對需量的規(guī)定中看出需量是一種功率計量，或者確切的說是一種平均功率。 負荷控制一般考核1分鐘平均功率，電子式多功能表一般可從RS485通訊口讀到1分鐘平均功率?！爱斍肮β省辈皇撬矔r功率，不是一個周波的平均功率，也不是1秒鐘平均功率，而是根據(jù)脈沖常數(shù)給出的一個脈沖所代表的能量值除以微秒為單位時間計算出來的平均功率。用戶明確當前功率概念之后，可以多方面去應(yīng)用它。 總之，多功能表功率計量功能包括：需量、最大需量計量；1分鐘功率計量；當前功率計量。電流、電壓精度等級單獨標定。（4） 時段控制功能 首先，在電子式多功能電能表內(nèi)部設(shè)計了一個日計時誤差相當準確的百年日歷，實時時鐘，沒有Y2K問題，能夠顯示實際時間年、月、日、分、秒，受權(quán)人通過專用介質(zhì)可對時鐘進行調(diào)節(jié)。絕大多數(shù)電子式多功能表不但對正、反向有功進行分時計量，也對感、容性無功（或四象限無功）分別進行分時計量，最大需量也分時計量。無功分時，最大需量分時計量作為一種技術(shù)儲備已經(jīng)設(shè)計到電子式多功能電能表中。早期只有三費率。另一個問題是一年分幾個時區(qū)，一日分幾個時段?，F(xiàn)在時區(qū)，時段限制僅受內(nèi)存容量的影響，以一個時區(qū)的一個時段為一個存貯單元，一般表內(nèi)為時區(qū)時段準備了200個存貯單元，留有足夠的發(fā)展余量。從電能是商品符合價值規(guī)律角度考慮，節(jié)假日，雙休日都應(yīng)該使用價格政策。最新的分時計量把費率、時區(qū)、時段、節(jié)假日進行了一攬子考慮。規(guī)定一個特定時間把電量存起來，把這個特定時間叫做電量凍結(jié)時間。規(guī)定每月1日到28日和月末任何一天的零點為電量凍結(jié)時間，不能把凍結(jié)時間規(guī)定為29日、30日或31日零點，因為如果那樣規(guī)定有些月電量就無法凍結(jié)了。 第四種時段控制就是記錄代表日的整點功率。現(xiàn)在可以存貯超過一個月的功率曲線，存貯間隔可設(shè)，用時段控制記錄功率問題得到較圓滿的解決。（5）預(yù)置功能 在時段控制功能中我們已經(jīng)講了，表內(nèi)單片機是一名忠實的仆人，時刻在那里看表，但是什么時間完成什么任務(wù)是要人告訴它的。 哪些參數(shù)需要預(yù)置？上面提到的時區(qū)、時段、凍結(jié)日、代表日、還有清需量日、清需量方式、滑差步進時間、時段功率限額、時段費率、報警限額、跳閘延時、用戶級別、循環(huán)顯示、表號等等。（6）監(jiān)控功能 電子式多功能電能表已經(jīng)不是一個單純的計量設(shè)備，它已經(jīng)發(fā)展成為對內(nèi)、對外較強的監(jiān)視與控制設(shè)備。在這里電子式多功能電能表起電力定量器作用。跳閘延時間可預(yù)置，跳匣延時一般0—15ms內(nèi)任選。當線路出現(xiàn)失壓時，液晶屏上有相應(yīng)相（A、B或C）字母閃爍，同時有“失壓”漢字顯示。如多數(shù)多功能表內(nèi)電池欠壓時，液晶上將出現(xiàn)電池圖案，提示更換電池；又如威勝表對硬件故障進行監(jiān)視，當A/D壞時，液晶上出現(xiàn)“Err1000”顯示；當內(nèi)卡壞時，液晶上顯示“Err0100”；當時鐘壞時，顯示“Err0010”；當電池工作超過6年時顯示“Err0001”。從顯示方式分為循環(huán)顯示和固定畫面顯示兩種。一個畫面一個畫面的循環(huán)下去，顯示出用戶關(guān)心的所有內(nèi)容。其它未參與循環(huán)顯示的內(nèi)容隨時可用按鈕切換的辦法顯示出來。這些用戶希望用一個五行固定的畫面顯示這五個量。五行固定顯示畫面也可用按鈕進行切換、轉(zhuǎn)換顯示其它內(nèi)容。 多功能電能表能顯示哪些內(nèi)容？能顯示總、本月、上月的正反向有功和感、容性無功的分時電量和總電量；能顯示正反向的分時最大需量和總最大需量出現(xiàn)的時間；能顯示時區(qū)設(shè)置數(shù)據(jù)和失壓記錄；能顯