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机械式电能表和电子式电能表比较

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编者导语
现在有越来越多的电子式电能表出现在每家每户,大家还记得以前的机械式电表吗?本文就是来扒一扒电子式电表和机械式电表的区别!


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工作原理


目前使用的电能表有两种:一种是机械式电能表(又称感应式电能表),一种是电子式电能表。它们由于出现的年代不一样,因而其工作原理截然不同。

 

  • 机械式电能表的工作原理是:当电能表接入电路时,电压线圈和电流线圈产生的磁通穿过圆盘,这些磁通在时间和空间上不同相,分别在圆盘上感应出涡流,由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动,因磁钢的制动作用,使圆盘的转速达到匀速运动,由于磁通与电路中的电压和电流成正比例,使圆盘在其作用下以正比于负载电流的转速运动,圆盘的转动经蜗杆传动到计度器,计度器的示数就是电路中实际所使用的电能。

  • 电子式电能表是近几年随着电子工业的发展而出现的,它是利用电子电路/芯片来测量电能;用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号,用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号,利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法,并对电能进行累计,然后输出频率与电能成正比的脉冲信号;脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示,或送微计算机处理后进行数码显示。


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机械式电能表与电子式电能表的比较


  • 机械式电能表与电子式电能表诞生于不同的年代,原理也大不相同,为什么这两种电能表还能并存呢?这是由它们各自的优缺点所决定的。这两种电能表在性能上有什么样的优缺点呢?


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稳定性


电子表因采用锰铜等高稳定性材料制作电流采样元件,高质量的电路作运算处理元件,因此总体的稳定性很好,用户在安装前可以实现免调,工作中的调校周期也可以大大延长,从而节省了人工。 

机械表因采用机械转动方式工作,摩擦力不稳定,因此稳定性与电子表相比显得较差,经运输后准确度就可能更差,在安装之前必须重新调校。安装运行后的表由于上述原因,稳定性又会逐渐变差。



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精度


电子表电路中的A/D模数变换器的精度可达2-14以上,因此分辨力和精度很高,可以设计0.5级以上的高精度电能表。因此,电网管理中计量精度可大大提高,线损统计也可以更为准确。 

机械表由于采用磁路结构非线性失真大,一致性差,因此要采用各种补偿机构,采用补偿机构又降低了稳定性,也不利于生产使用中的调校,因此要生产精度高的机械电能表的难度相当大。


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灵敏度


电子表的电子线路本身灵敏度极高,可比机械表高一个数量级,而且可以长时间保持这种高灵敏度。 


机械表的机械摩擦阻力是原理性的问题,目前无法克服,特别是在低转速时,机械摩擦力接近静态摩擦力,数值明显提高,因而计量漏洞将增大,长时间工作后尤其如此。


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线性动态范围与计量准确度


由于电子表的采样元件、A/D变换元件、放大电路等的线性好,使得电子表的线性动态范围较大,适应性很强,特别适合于用电量变化大的地方,能保证大小电流时计量精度不变。 


机械表的线性动态范围小,原因是非线性因素太多,如小电流低转速时受制于摩擦力上升、磁阻上升等因素,大电流时磁路容易产生磁路饱和,因此当用电量变化很大时计量精度将受到很大影响。


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功耗


由于电子表采用的CMOS元件,自身功耗很小,例如一只单相电子表的每月功耗约为0.3~0.5kW·h。 

而机械表的功耗约为每月0.8~1kW·h。不要小看了这0.5kW·h左右的差别,对一个拥有几十万只甚至上百万只电能表的大电网而言,这个总数是十分庞大的,对电网的节能效果及电网的管理成本影响十分巨大。


6

防窃电效果


由于电子线路内部在设计上很容易实现对付各种窃电行为防范措施,因此电子表在防窃电功能上要比机械表强得多。

注:本文转载自网络,文中内容和观点不代表本平台立场。


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