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智能电表发展的百年变迁

行业聚焦点中国仪表网2012年05月21日 16:16人气:8356

  导读:智能电表是一种集多功能、远程传输、数据分析为一体的电能表。1889年,德国人布勒泰制作了无单独电流铁心的感应系电能表,这个是我们真正意义上的智能电表,且让我们来看看智能电表一百多年的变迁。
  
  感应式电能表独行天下
  
  感应式电能表的发展,至今已经有一百多年的历史。早在十九世纪后期,意大利物理学教授费拉里斯发表了关于旋转电磁场可以驱动通盘旋转的论文,给感应式电能表的产生奠定了理论基础。1889年,德国人布勒泰制作了无单独电流铁心的感应系电能表。1890年,带电流铁心的感应系电能表出现了。到19世纪末,电能表逐步改由永久磁铁产生制动力矩,以降低转动元件的旋转速度;计数机构得以改进;铜制的圆盘由铝材所取代。由此开始,感应式电能表开始进入了电能计量领域,并且在工频的电能计量领域发挥了巨大作用。
  
  在后续的发展中,人们发现感应式电能表的使用寿命与转动元件的选用有极大关系,根据原有制造机械式计时表的经验,感应式电能表逐渐使用了单宝石轴承或双宝石轴承来延缓其转动部件的磨损。后来聪明的人们又根据同性相斥、异性相吸的简单磁力学原理研制出磁力轴承,利用磁推及磁悬力进一步减少感应式表转动部件的磨损,从而制造出使用寿命更长的感应式电能表来。
  
  经过一百多年的不断改进与完善,感应式电能表逐渐成为制造工艺成熟、生产加工简便、性能稳定可靠的电能计量产品。
  
  功能需求引发“机电革命”
  
  第二次世界大战之后,欧洲遭受了很大的破坏,在战后重建过程中,各地区的电费很难如期收取,这不仅给电力公司的经营者带来巨大损失,也不利于当地电力公司扩大生产,应付重建过程带来的能源紧张。为了改善收取电费的问题,人们想到了采用先付费,后用电的购电模式。然而为了支持这种营销模式,必须有一种新式的具有预先付费功能的电能表才能真正地实现这一设想。
  
  不久,这种电能表就在欧洲问世了。这种现代预付费电能表的雏形表,是由机械和电子两部分组成的。电子部分要完成预付费的储存及扣除,无费用后自动跳闸断电等功能,机械部分与原有的感应式电能表的结构基本相同,完成电能计量功能,只是对其转动圆盘部分做了简单改动以方便电子部件对其计量的电能作记录。这种电能表在相当长的一段时间内发挥了很大的作用,但是这种电能表只能实现简单功能,而且性能不很可靠,随着电力部门对电能表功能要求的日益扩展及电子行业的飞速发展,机电式电能表逐渐退出了历史舞台。
  
  电子大军后来居上
  
  上世纪七十年代开始,电子技术开始应用到电能计量中来,但是由于早期的电子技术并不成熟,最初的电子式电能表只是被应用在实验室作为标准电能表,价格昂贵,容易受外界环境干扰,不能广泛推广。到上世纪八十年代中后期,随着电子技术的发展,应用于现场环境的电子式电能表开始出现了。它没有传统电能表上的旋转机构,因而又被称为静止式电能表或固态电能表。在使用过程中人们逐渐发现,静止式电能表重量轻、计量精度不受安装影响、较耐受磕碰,有很多感应式电能表不可比拟的优点,但是还是由于成本问题,使其推广速度较慢。
  
  随着微电子技术的发展,单片机技术的应用,静止式电能表的生产成本逐渐降低,可实现的功能越来越丰富,制造精度也越来越高,静止式电能表的优势越来越明显。目前静止式电能表的销量已占到电能表总销量的50%以上,并且有继续上升的趋势。
  
  现代化催生智能电能表
  
  长期以来,我国生产的交流电度表均为感应式机械电度表,几十年来不得不采用人工抄读电表的原始方式。但作为用电管理最重要也是最基础的用电数据仍采用原始落后的人工抄收的方法,不但劳动强度大、效率低,而且还存在抄表不到位等问题,对窃电的防治更无从谈起。
  
  在社会走向信息化、网络化,电力系统大踏步现代化的今天,手工抄表更是与无人值班等高度的自动化形成了鲜明对比,成为制约供电系统现代化管理的一大障碍。就系统的完整性而言,电力系统从发电、配电、传输一直到区域变电所已基本实现网络化管理,而唯独用户终端没有和网络连接上,造成了系统的不完整,直接或间接地影响了系统潜能的发挥。正是由于以上背景,智能电能表应运而生。所谓智能电能表,就是应用计算机技术,通信技术等,形成以智能芯片(如CPU)为核心,具有电功率计量计时、记费、与上位机通信、用电管理等功能的电能表。
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