智能电表的原理与结构
智能电表作为智能电网的重要环节，它的发展对于智能电网的壮大具有不可替代的作用。

本文包括智能电表的结构分类、工作原理和特点等，从中你还可以了解到智能电表能带给用户的哪些好处，其智能关键表现在哪些方面?
一、智能电表的定义
所谓智能电表，就是应用计算机技术，通讯技术等，形成以智能芯片(如CPU)为核心，具有电功率计量计时、记费、与上位机通讯、用电管理等功能的电度表。

智能电表通过用户交费对智能IC卡充值并输入电表中，电表才能供电，表中电量用完后自动拉闸断电，从而有效地解决上门抄表和收电费难的问题。

并对用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等。

二、智能电表的结构分类
目前，国内智能电度表从结构上大致可分为机电一体式和全电子式两大类。

机电一体式，即在原机械式电度表上附加一定的部件，使其既能完成所需功能，又能降低造价且易于安装，一般而言其设计方案是在不破坏现行计量表原有物理结构，不改变其国家计量标准的基础上加装传感装置变成在机械计度的同时亦
有电脉冲输出的智能电表，全电子式则从计量到数据处理都采用以集成电路为核心的电子器件，从而取消了电表上长期使用的机械部件，与机电一体化电度表相比具有电表体积减小，可靠性增加，更加精确，耗电量减少，并且生产工艺大大改善，不必只在原有意义上的专业电度表厂生产等优越性，最终会取代带有机械部件的计量表。

1、机电一体式的电度表
第一种机电式电能表是在原有机械式电能表的基础上，配备电子计数装置及相应的控制和通信电路，或具有IC卡读写接口，实现自动计量、计费和控制；其基本结构是在原机械式电能表转台上打孔或涂刷（粘贴）能吸收光线的材料。

这种电能表与机械式电能表具有相同的测量精度和特性，但成本较高。

其优点在于能充分利用已安装使用的大量机械式电能表，其测量原理为公众所熟悉，易于接受。

另一种机电式电能表是利用电子计量电路获取数字
脉冲信号，然后驱动码盘通过微电机值来获得电能计数，这种结构是电子式电能表最简单可行的方案，但不幸的是，它对测量电路的要求很高所有的电表都需要将电能值按固定比例转换成相应数量的数字脉冲
为了以正确的速度驱动微电机转动车轮，我们需要以正确的速度驱动微电机。

这个比率就是所谓的电表常数（IMP/kWh）。

由于电路中用于确定脉冲速度的计时元件大多是参数色散较大的电阻和电容元件，为了保证仪表的计量精度和产品的一致性，有必要加强元件的选择和半成品的调整在生产过程中，要增加相应的人力、物力投入，就必须延长生产周期，从而提高电度表的生产成本和成本。

另外，这种电能表在数据
采集和用户支付方式上与旧的机械式电能表没有区别，应予以淘汰。

机电一体化电能表
2、全电子式电度表
当前电子式电能表对用户用电采样方式主要有两种
形式。

一种是用互感器采样，另一种为直接采样。

采用互感器采样即利用电压互感器和电流互感器分别
来采集用户的电压信号和电流信号;直接采样则是用
热稳定性高的电阻分压网络来取得电压信号，而用电阻温度系数非常小的锰铜片进行电流直接采样。

采
用互感器采样，在起动电流、线性范围、功耗和精度等指标皆不如直接采样，尤其是小电流时更为突出。

例如：额定电流为20A时，直接采样的启动电流为20mA，互感器采样的启动电流为40 mA。

又如：采用专用的
锰铜片进行直接电流采样的全电子电能表误差可调
整到+0.5%，而采用电流互感器采样，由于激磁电存在，若不采取补偿措施，互感器本身误差就可能超
过5%。

利用互感器采样的的优点是抗干扰性较强，线路简单，成本低。

全电子式电能表
三. 智能电表的工作原理和特点
四.
一。

智能电表的工作原理
用户持IC卡到供电部门缴费购电，供电部门用售电管理机将购电写入IC卡。

用户拿着IC卡在感应区刷非接触式IC卡（以下简称刷卡，下同），然后打开电源，待电源接通后将卡拿走。

当表内剩余电量等于报警电量时，当开关断开（或蜂鸣器报警）时，可在感测区刷卡恢复供电；当剩余电量为零时，开关自动断开，用户必须重新支付购电卡费后，方可用电恢复。

电子智能仪表是近年来在电子仪表的基础上发展起
来的高新技术产品。

它的组成和工作原理与传统的感应式电能表有很大的不同。

电子智能电表主要由电子元器件组成。

其工作原理是先对用户电源的电压、电流进行实时采样，然后利用电流表专用集成电路对采样的电压、电流信号进行处理，并将其转换成与电能成比例的脉冲输出。

最后由单片机进行处理和控制，将脉冲显示为功耗，同时输出。

通常我们把智能电表计量一度电时A/D转换器所发出的脉冲个数称之为脉冲常数，对于智能电表来说，这是一个比较重要的常数，因为A/D转换器在单位时间内所发出脉冲数个的多少，将直接决定着该表计量的准确度。

目前智能电表大多都采用一户一个A/D转换
器的设计原则，但也有些厂家生产的多用户集中式智能电表采用多户共用一个A/D转换器，这样对电能的计量只能采用分时排队来进行，势必造成计量准确度的下降，这点在设计选型时应该注意
智能电表的工作特点
智能电表不只采用了电子集成电路的设计，再加上具有远传通信功能，可以与电脑联网并采用软件进行控制，因此与感应式电表相比，智能电表不管在性能还是操作功能上都具有很大的优势。

(1)功耗：由于智能电表采用电子元件设计方式，因此一般每块表的功耗仅有0·6w~0·7w 左右，对于多用户集中式的智能电表，其平均到每户的功率则更小。

而一般每只感应式电表的功耗为
1·7w左右。

(2)
精度：就表的误差范围而言，2·0级电子式电能表在5%~400%标定电流范围内测量的误差为±2%,而且目前普遍应用的都是精确等级为 1·0 级，误差更小。

感应式电表的误差范围则为+0·86%~-5·7%,而且由于机械磨（3）
这种不可克服的缺陷导致感应计的移动越来越慢，最终误差越来越大。

国家电网对感应电能表进行了抽查，发现使用5年后，超过50%的感应电能表超过了允许误差范围。

（四）
（3）过载及工频范围：智能仪表的过载倍数一般可达6-8倍，范围较广。

目前，越来越多的用户选择8-10倍速率表，有的甚至可以达到20倍速率的宽量程。

工作频率也很宽，从40Hz到1000Hz不等。

感应计过载倍数仅为4倍，工作频率范围仅为45～55Hz。

（四）
（5）功能：由于采用了电子式电表技术，智能电表可以通过相关的通信协议与计算机连接，通过编程软件实现对硬件的控制和管理。

因此，智能电表不仅具有体积小的特点，还具有远程控制、多费率、恶性负载识别、防盗、预付费等功能。

另外，通过对控制软件中不同参数的修改，可以满足控制功能的不同要求，这对于传统的感应式电能表来说是困难的或不可能的。

（六）
4、智能电表对用户的好处
与普通机械式电能表相比，智能电能表具有计量准确、
智能扣费、电价查询、电量存储、余额报警、信息远程传输等优点。

对于电力企业来说，使用智能电表可以节省人工抄表的成本，减少窃电损失。

此外，电力企业利用智能电表获取用户用电信息，然后利用互联网实时发回用户参考。

用户可以分散用电时间（由于高峰期用电率高），管理用电，达到节约用电成本的效益。

对政府来说，智能电表可以帮助用户节约用电，实现节能减排的政策目标。

对用户来说，可以节省电费。

用户可以充分利用峰谷电价的差价，定制自己的用电方案，做到用电相同、用电最少。