第八章 智能式电能表
第一节 智能式电能表 第二节 单相智能式电能表 第三节 三相智能式电能表 第四节 智能电能表的应用
传统机械表
智能电表
背景资料
• 统一坚强智能电网建设的战略目标 • 国网公司“集团化运作、集约化发展、精益化
管理、标准化建设”的管理要求 • 智能电网 “信息化、数字化、自动化、互动化
第二节 单相智能式电能表
（2）原理
电网进户线通过稳压电源（7895,7810）产生+5V和+10V 的两种直流工作电源，以满足系统中不同集成电路的需要。 同时AD7751开始电功率计量，产生一个与实功率信息成正 比的频率，输入到AT89C52进行脉冲计数，再通过专用 modem芯片ST7537 将功率信息以电力载波方式送回电网来 实现远程抄表，并驱动数码管显示功率读数。其功率信息 存放于外部存储器M93C46中以防掉电后数据丢失。系统故 障保护部分由光耦MOC3063和电磁继电器组成，当AT89C52 因故停止工作时，电磁继电器自动切断电源，保证电能表 不会出现漏计电量现象。
可用于计量频率为50Hz单相交流有功电能。
电能表采用专用大规模集成电路作为核心器
件，具有外围元件少、结构简单、可靠性高
并具有真正防窃电、高倍过载、高精度、高
稳定性、低功耗、长寿命等优点。
产品特点：
该产品性能指标符合国标GB/T17215-2002
1、计量单相有功总电能； 《1级和2级静止式交流有功电能表》要求
• 此外，智能电能表还具有事件记录功能、停电抄表功能、 安全保护功能、时钟功能、冻结功能、清零功能、报警功 能辅助电源功能等多种功能。
DDS208-A型单相简单电子式电能表－计度器型
功能概述：
DDS208-A型单相电子式电能表能精确地计
量单相有功总电能，反向电能计入总电能。
电能表采用防磁止逆计度器显示当前电能。
单相费控表一般采用内置继电器作为负荷控制开关
单相远程费控智能电 能表(载波)无此IC卡 口，其它与此一致
智能电表的表型
• 三相智能电表(无费控功能)
– 0.2S级三相智能电能表 – 0.5S级三相智能电能表 – 1级三相智能电能表
三相三线型号： DSZ149 三相四线型号： DTZ149
智能。电能表采
用专用大规模集成电路作为核心器
件，具有外围元件少、结构简单、
可靠性高并具有真正防窃电、高倍
过载、高精度、高稳定性、低功耗、
功能描述：
长寿命等优点。
1、计量单相有功总累计电能；
2、反向电能计入总累计电能；
3、高质量液晶显示，可选择背光功能
4、软时钟功能和结算功能可选择，可实现最近12个月结算电量记录和最近10天零点的冻结数据。
第一节 智能式电能表的功能
一、智能式电能表 1.智能电能表作用
为了实现电能计量自动化，出现智能式电能表，目的 是为了电能表数据采集。 2.分类 （1）脉冲电能表：它是能输出与转盘转数成正比的脉冲串 的电能表。按其输出脉冲的实现方式可分为电压型脉冲 电能表和电流环型脉冲电能表两类。 （2）智能电能表：它是通过串行口，以编码方式进行远方 通信的。因为它传输的不是脉冲信号，所以准确、可靠。 按智能电能表的输出接口通信方式的不同，可分为低压 配电线载波接口型和RS485接口型两种类型。
60A以下 可采用内 置负荷开 关，60A 以上必须 采用外置 负荷开关
无线模块 载波模块
电压电流的接入
• 单相表：
– 电压： 220V – 电流：1.5A、5A、10A、20A
• 0.2S、0.5S级三相表：
– 电压：3*100V 、3*57.7/100V – 电流：0.3A、1.5A，1A(0.2S)
• 三相费控智能表
– 0.5S级三相费控智能电能表(无线) – 1级三相费控智能电能表(无线)
• DSZY411-G、DTZY411-G • DSZY411C-G、DTZY411C-G • DSZY411S-G、DTZY411S-G
– 1级三相费控智能电能表(载波)
• DSZY411-Z、DTZY411-Z • DSZY411C-Z、DTZY411C-Z • DSZY411S-Z、DTZY411S-Z
为技术改进提供了方便之路 • 统一的通讯协议、通讯接口，各厂家的掌机程序或通讯软
件可通用 • 增加了阶梯电价功能
预付费电能表工作流程
用户申 请开户
填写资料 并缴费
装表，开户卡 插表启用电表
电力公司交 卡给用户
插购电卡 恢复用电
余额不足 断电告警
余额不足 断电
余额不足 告警显示
正常 用电
持卡购电 补卡购电
》 • Q／GDW 362-2009《1级三相费控智能电能表技术规范》 • Q／GDW 363-2009《1级三相智能电能表技术规范》 • Q／GDW 364-2009《单相智能电能表技术规范》 • Q／GDW 365-2009《智能电能表信息交换安全认证技术规范》
什么叫智能电表？
• 智能电表就是通过RS485数据传输、终端计算机 软件管理能进行远程控制的计量电量的计量设备 。能无费自动断电、定时断送电、学生公寓恶性 负载识别等功能。
第一节 智能式电能表的功能
二、智能式电能表的功能 （1）计量功能：具有正向、反向有功电能量和四象限无
功电能量计量功能，同时包括累计计量和实时计量 两类功能。 （2）费率和时段功能：利用经济杠杆，使用电的峰值和 谷值的电价有所差别，至少可设置尖、峰、平、谷 四个费率，改善用电质量和经济效益。 （3）最大需量计量： （4）测量功能：可测量各分相的有功功率、无功功率、 功率因数、分相电压、分相（含零线）电流、频率 等运行参数。
外存
数据通信
功率计量
第二节 单相智能式电能表
智能电能表硬件设计电气原理图如图8-3所示 主要的结构包括：
（1）中心控制单元CPU; （2）外围电路，如存储单元和系统故障保护部
分等； （3）功率计量（AD7751）； （4）数据通信（ST7537）。
第二节 单相智能式电能表
3.单相智能电能表软件设计
购电卡插 表，充值
智能电表的表型
电能表
接线方式 智能电表
费控
DDZY****C-Z
通讯方式 费控介质 4位注册号
• 单相费控智能电表
– 2级单相本地费控电能表 DDZY411C、 DDZY411S – 2级单相本地费控电能表(载波)DDZY411C-Z、 DDZY411S-Z – 2级单相远程费控电能表 DDZY411 – 2级单相远程费控电能表(载波) DDZY411-Z
”的建设要求 • “计量、抄收和收费标准化建设研究”项目 • 电能表互联、互通，满足电能信息采集需要
智能表的特点
• 统一规格尺寸，方便自动检表 • 减少电流的规格等级，去掉了3A、15A，30A这样的规格 • 单相表全为费控表，费控分负荷开关内置与外置 • 脉冲常数参考Imax，而不是参考Ib • 所有表都有电压、电流、功率、功率因数等监测参数 • 通讯模块采用可插拔方式，不影响计量，方便升级更换，
DDZY208型单相费控智能电能表
功能说明： DDZY208型单相费控智能电能表能够精确地计量正向有功 电能、反向有功电能，且可以实现分时计费的功能。电能 表采用液晶显示，具有红外和RS485通讯接口，并可根据 用户的用电情况，进行通断电控制。同时它采用高安全性 的接触式CPU卡，并内置ESAM安全模块，可以实现本地 费控功能。本仪表为采用先进的超低功耗大规模集成电路 技术及SMT工艺制造的高新技术产品，关键元器件选用国 际知名品牌的长寿命器件，提高了产品的可靠性和使用寿 命。
第一节 智能式电能表的功能
（5）数据显示功能：智能式电能表对于电量数据 的显示有两种方式：循环显示和固定显示。显示内 容可通过编程进行设置，且具有停电后唤醒显示的 功能。 （6）通信功能：通信信道物理层必须独立，任意 一条通信信道的损坏都不得影响其他信道正常工作 ；当有重要事件发生时，宜支持主动上报。
• 1级三相表
– 电压：3*220/380V、3*57.7/100V、3*100V – 电流：1.5A、5A、10A、20A
标准
• Q/GDW 205－2008《电能计量器具条码》 • Q／GDW 354-2009《智能电能表功能规范》 • Q／GDW 355-2009《单相智能电能表型式规范》 • Q／GDW 356-2009《三相智能电能表型式规范》 • Q／GDW 357-2009《0.2S级三相智能电能表技术规范》 • Q／GDW 358-2009《0.5S级三相智能电能表技术规范》 • Q／GDW 359-2009《0.5S级三相费控智能电能表(无线)技术规范》 • Q／GDW 360-2009《1级三相费控智能电能表(无线)技术规范》 • Q／GDW 361-2009《1级三相费控智能电能表(载波) 技术规范
• 智能电表外观虽与普通电表相差无几，却具有强 大的数据记录和储存功能，能实现客户信息全时 段全方位采集。与以往电能表相比，智能电表新 增了计量信息管理、用电信息管理、电费记账、 用电量监控等新功能。其中，强大的负荷曲线功 能，对普通的居民用户来说，能提供两个月以上 、间隔不超过15分钟的负荷记录，以指导用户自 行规划和控制电费支出，最大程度节省电费。
结构功能框图
校表台
光电采集器
手持红外终端
• 红外手持抄表器 。通过红外进行 电表出厂前的预 设，抄表，设置 电表参数。
第二节 单相智能式电能表
1.单相智能式电能表的系统结构及原理
（1）结构 适应远程自动
抄表功能的智能电 能表主要包括:电 功率表计量模块、 数据通信模块和中 心控制单元CPU， 外围模块包括稳压 电路模块、存储器 模块、数码显示模 块和故障保护模块。 系统总结构简图如 图所示