电能表发展历程.ppt

职业技术培训中心二 一 年七月 电能表发展历程 主要内容 感应式电能表发展 电子式电能表发展 我国电能表的发展 机电式电能表发展 智能电能表发展 一 电能表的技术起源 1 1880年美国人爱迪生利用电解原理制成了直流电能表 即安时计 2 1889年 匈牙利岗兹公司一位德国人布勒泰制作成总重量为36 5kg的世界上第一块感应式电能表 特点 分量重体积大误差大 随后性能较好的高导磁材料的出现 大大地减轻了电能表的重量并缩小了其体积 每只表的质量降到了1 5 2kg 而且降低了其功率消耗 二 感应式电能表的发展 感应式电能表的发展方向 改善电能表特性 减轻重量 缩小体积 降低功耗 提高过载能力 延长寿命 1 感应式电能表的发展历程 1905年出现了增加非工作磁路改进成90 的方法 使电能表的各项参数有了很大提高 上世纪三十年代开始 电能表采用铬钢 铝镍合金代替原来的钨铜 并通过降低电能表转盘的转速来降低其损耗 同时改善了电能表的负荷特性 当时 国外的感应式电能表的过负荷能力达到600 以上 而且采用双宝石轴承和磁力轴承 使电能表寿命延长至15 30年 至此 感应式电能表在电能计量中已经得到了广泛的应用 感应式电能表非常明显的缺点 准确度低 适用频率窄 功能单一 对非线性负荷 冲击负荷的计量误差较大 此阶段感应式电能表的突出优点 结构简单 操作安全 维修方便 造价低廉 从二十世纪三十年代开始感应式电能表在电能计量中得到了广泛的应用 以上诸多缺点 造成感应式电能表发展停滞不前 2 感应式电能表的特点 普通感应式单相电能表 普通感应式单相电能表 双向 3 感应电能表常见类型 长寿命感应式单相电能表 三相有功电能表 三相三线无功电能表 三相四线无功电能表 上世纪末 针对电能表实现多功能 高精度及便于自动抄表 具有先进通讯接口等诸多功能扩展需要 出现机电一体式的特种电能表 且功能逐步完善 三 机电式电能表发展 例如 分时多费率电能表 有脉冲输出的电能表 多路最大需量表 预付费电卡电能表和电力定量器 它们采用感应式电能表作基表 同时应用电子电路来实现新的功能 1 机电式电能表发展历程 机电式长寿命电能表整机一体化程度高 各零部件均采取了特别工艺处理 既克服了电子式电能表由于电子元件容易老化寿命短的问题 也克服一般机电式电能表工艺的不足 并可在各种恶劣环境条件下的正常运行 难以客服感应式电能表准确度低 功能扩展困难 防窃电能力差的缺点 2 机电式电能表特点 机电式单相预付费电能表 机电式单相预付费电能表 机电式单相预付费多功能电能表 二十世纪六十年代末 日本发明了时分割乘法器并且提出了其功率测量原理 实现了全电子化电能计量装置 并由日本横河株式会社生产了2885型数字功率变换器 受到全世界的关注 四 电子式电能表的发展 在这个原理基础上我国研制出单相和三相电子式数字功率电能标准表 1 电子式电能表发展历程 随着电子技术的进一步发展 模拟 数字转换技术和大规模集成电路的逐步完善 促使各种性能和各种功能的电子式电能表逐步成为电能计量的主力军 尤其是多功能电能表的智能化功能日趋完善 2 电子式电能表特点 两种类型表计性能比较电子式电能表特点 电子式电能表优点 功能强大 准确度高 误差曲线平直且稳定 启动电流小 频率响应范围宽 功耗小 便于安装使用 过载能力强 防窃电能力强 电子式电能表缺点 维修复杂 价格高 寿命不长 10年左右 抗干扰能力差等 电子式三相电能表 3 电子式电能表常见类型 电子式单相电能表 电子式无功电能表 有功无功组合电能表 预付费电能表 复费率电能表 多功能电能表 载波电能表 RS485电能表 无线通信电能表 网络电能表 背景1 全球气候变暖 能源资源的减少背景2 社会对环境保护的要求 合理地利用能源 1 智能电能表发展背景 背景3 智能电网建设 随着全球性 智能电网 和国家电网公司 电力用户用电信息采集系统 中国 智能电网 建设的第一步 建设的开始 电能表 不再仅作为单一计费仪表而存在 正向智能化 系统化 模块化和多元化的系统终端发展 智能电能表发展 在此影响下 当前感应式电能表的市场份额已下降到不到两成 而随着智能电网建设的进一步推进 电子式电能表呈现出完全取代感应式电能表的趋势 并逐步向AMI系统终端的 智能电表 过渡 多功能 多费率 预付费 电能质量分析 电网运行状态监测 通信与自动抄表等已成为标准配置 功能日益强大 技术含量大幅增加 明显向高附加值产品过渡 自动抄表系统 AMR 与 负荷控制系统 逐步合并升级成 用电信息采集系统 并向 高级测量体系 AMI 过渡 且已成为最具发展潜力的电工仪器仪表产品之一 智能电能表的应用角色 智能电网中的焦点之一 智能电表是一种新型全电子式电能表 具有电能计量 信息存储及处理 实时监测 自动控制 信息交互等功能 支持双向计量 阶梯电价 分时电价 峰谷电价等实际需要 也是实现分布式电源计量 双向互动服务 智能家居 智能小区的技术基础 它还能对居民用电负荷情况自动示警 避免超负荷导致的短路及火灾等严重事故 另外 居民可以使用充值卡或网上充值两种方式缴纳电费 方便快捷 作为信息系统内部最末端的设备 智能电表是最基础的数据来源 目前智能电表可采集的数据包括用户户主的信息 还有对用户用电状态的检测 如电流 电压 功率等一系列的检测并且进行实时保存 远程抄表 客户服务 远程控制 需求侧管理 需求侧管理的重要实现单元 家庭智能化网关 2 智能电能表的发展历程 2001年意大利电力公司安装了3000万台智能电能表 建立了智能化计量网络 2007年10月 美国科罗拉多州的波尔德成为全美第一个智能电网城市每户都安装了智能电能表 人们可以很直观地了解电价 把事情安排在电价低时段用电 电表还可以帮助人们优先使用风能和太阳能等清洁能源 美国 加拿大 欧洲 澳洲 南非等地的能源公司将在5 7年里进行大规模的智能电能表安装 预计全球将有约1 26亿只智能电能表的市场容量 2009年10月 国家电网公司公布了智能电表新标准 在2010年上海世博会园区内 智能电表已经广泛使用 到目前为止 世博园区内35kV及以上用户7户 其中包括中国馆 10kV用户45户 太阳能用户3户 总共覆盖了近200个智能电表 2010年4月 智能电网示范小区 越富豪庭 浓妆素裹 正式对外迎接各方来客的参观 由国网公司信通公司与上海市电力公司合作开发的智能小区的雏形 包括了智能电表与智能家居的大合成 天津市市从下月起 2010年8月 智能电表开始免费安装 计划年内完成71万户的更换任务 约占使用电表居民用户的20 计划在5年内为417 4万低压电力用户更换智能电表 泉州市年内计划完成7 2万户居民智能电表的免费更换 智能电表首批更换用户主要集中于中心市区及泉港区 洛江区 泉州开发区的部分新小区也将使用新型电表 预计总投资3000多万元 由电力部门全额承担 市民不用另外付费 全国多个省市制定了2010年更换智能电表的交换和5年规划 国网智能电能表的特点 统一规范 所有智能电表必须采用统一的外形和相同的功能指标 打破了原来由各省级电网公司自主制订技术规范 分散招标的传统 实施集中招标全覆盖 国网智能电表的技术规范覆盖了 发电 输电 变电 配电 用电和调度 全过程 全抄读 所有智能电表必须具有统一的通信方式和模块化的通讯接口 目前要求支持RS485 PLC低压电力载波 GPRS和CDMA无线网络 全部采用DL T645 2007版通讯规约 全预付费 所有安装在用户侧的电能表必须具有费控功能 分 远程费控 和 本地费控 两种 能够通过通讯接口实施远程拉闸或通过本地CPU卡 国网指定 购电实现预付费功能 欠费就拉闸 电能表内必须安装国网公司统一规定的安全模块 ESAM芯片进行加密和解密认证操作 2 智能电能表类型 单相本地费控电能表 单相远程费控智能电能表 载波 三相本地费控电能表 三相远程费控电能表 三相智能电能表 我国电能表的发展 1909年清政府在上海建立第一家电度表维修和校验场所 1929年美商上海电力公司命名为 电能表及校电处 1952年上海和成电器厂 即上海电度表厂 开业 生产出2 0级精度等级的安装式单 三相电能表 1963年开始仿制0 5级感应式标准电能表 1972年自行设计生产DB2型感应式标准电能表 用来作为校验普通计费电能表的标准 1986年6月1日国家计量局 水利电力部发布 水利电力部门电测 热工计量仪表和装置检定管理的规定 简称 八条授权 成为电力行业开展计量管理工作的法律依据 经过不断努力 电力行业形成了完善的内部计量管理体系 电能表作为法定电能计量器具的广泛应用 保证了电力系统的安全稳定经济运行 2003年 国家在保持电价总水平基本稳定的前提下 大力推行峰谷分时计电价 鼓励用户合理移峰填谷用电 为多费率和多功能电能表带来了广阔的应用空间 超过90 的电能表使用了专用电能量计量芯片 研究方向转向电能表智能化 2009国网公司智能电能表标准出台 2010年智能电能表投入