2003年以來，也就是（shì）中（zhōng）國的城市和農村電網進（jìn）行大規模改造、建（jiàn）設之後，電力係統對三相多功能表的需求量迅速（sù）增長， 2004年產量（liàng）估計約70萬台，以不足全國電能表總產量1%的份額，創造11%的（de）電能表總產值。由此（cǐ），國際（jì）、國內電表企業紛紛看好商機（jī），抓緊新技術開發（fā），不斷推出三（sān）相多功能表的新產品，以滿足電能表市場的應用需求。 與傳統的（de）機械表相比，采用電子計量原理的三相多功能表，具有高精度、多（duō）參數測量、諧波功率電能計量等優勢。從總體評價，三相多功能表還是穩態電力負荷計量產品，由於其應用領域（yù）擴大，電力係統對電表不斷提（tí）出（chū）新的（de）技術要求（qiú）。現有的三相多功能表性能和品質，都（dōu）不能完全適應電力係統的需求。因此，如何正確（què）把握產品技術發展趨勢，改進產品設計，將（jiāng）三相多功能表技（jì）術（shù）水準推向一個新的（de）高度，無疑是電表行業和電力係統共同關注的課題。 一、引進（jìn）的三相多功能（néng）電能（néng）表新技術 引進的三相多功能表新技術，代表目前國際上電能表（biǎo）技術的最高水平： 1、高（gāo）精度、長壽命計（jì）量 ?準確度（dù）為（wéi）0.1%的有功電能計量，超過IEC在線計量的最（zuì）高（gāo）準確（què）度要求，其誤差曲線的帶寬為+/-0.05%； ? 0. 2 S級（jí）三相基波表，具有分相的2?50次諧波（bō）有功功率計量； ?0.2S級長壽命的電網關口表，具有電能質量計量模塊。 2、高速（sù）率、實時（shí）測量 ?交流采樣速率為256點/周波，記錄周（zhōu）期最短為10毫秒； ?電能質量（liàng）計量：63次諧波、電壓閃變、故障錄波78微秒的瞬（shùn）變，供（gòng）電（diàn）可靠性指標（biāo）的記錄（lù）為99.9999999%。 3、開放式、高速率通信技術應用 ?開放式通信協議IEC62056-61/62/53/46/42，抄（chāo）表、費率、負荷控（kòng）製數（shù）據交換； ?互聯網通信，自動發送E-mail報警信號、係（xì）統運（yùn）行狀態刷新、數據記錄（lù），通過以太網連接到某些國（guó）際知名的電量計（jì）費係統的關口表，Web服務器可直接讀取電表各種實際數據、電能質量參數，無需任何專用軟件。 4、三相電能計量專用芯片 ?采用低頻濾波法計量諧波無功功率的三相計（jì）量芯（xīn）片，高位∑-△A/D，負荷動態範圍1000：1，線性度（dù）0.1%，具有（yǒu）溫度測（cè）量功能，片上接口可直接與微分電流互感器連接； ?精度優於0.1%的三相SOC單芯片，21位2階∑-△A/D，32位可編程的電（diàn）能量計算引擎，負荷動態範（fàn）圍（wéi）2000 ：1，片內集（jí）成（chéng）：高速8051單片機、硬實時鍾、LCD驅動電路、看門（mén）狗電路、定時器、多種存儲（chǔ）器、多種通信接口等（děng）。 5、諧波功（gōng）率電能（néng）計量標準 ?在歐洲：三相0.01級標準表，具有諧波功率計（jì）量功（gōng）能；建立起諧波有功功率、諧波視在功率（lǜ）的計量傳（chuán）遞標準； ?在美國：電能表（biǎo）自動校準係統，在任意波形諧波總含量30%以下，計量準確度為+/-0.005%?0.05%；高精度三相標準（zhǔn）表，在功率因數低於0.5（60°?90°），計量準確度為+/-0.02%/功率（lǜ）因數；電能功率標準源，提供七種非正弦信號的無（wú）功功率計算（suàn）方法（fǎ）。 需要指出（chū）：盡管IT產業新技術的應用，推動了進口電能表技術的快速發展，但（dàn）是現在進口的在線電能表產品技術不規範，0.1級電能表、任意波（bō）形功率（lǜ）和電能計量、0?360°計量等關注（zhù）的問題正在探索，電能表誤差穩定性、可靠性指標尚未（wèi）量化，器件損壞、數據丟失、自（zì）檢有誤的情況時有發（fā）生（shēng），這些情況說明進口電能表技術（shù）走向成熟還有一個很長的過程。 二、國產三相多功能電能表新（xīn）技術 國產（chǎn）電子式三相多功能表技（jì）術開發起步較（jiào）晚，近幾年，注重吸收國際計量技術與（yǔ）管（guǎn）理經驗，強化自主開發，取得了許多新的技術成果（guǒ）： 1、三相多功能表 ?0.2S級有功功率計量，16位∑-△A/D，160M IPS的DSP，交流采樣速率256點/周波，運行和備用兩套費率時段，負荷曲線記錄和容量為4M字節的存儲器，寬電源電（diàn）壓範圍，互感器合成誤（wù）差補（bǔ）償（cháng），變壓器銅損、鐵損計算； ? 0.5S級三相基波有功表； ? 采用三相SOC單芯（xīn）片或三相有功、無功計量芯片的低端三（sān）相多（duō）功能表設（shè）計，從技術上適應電表量（liàng）大、麵廣的市場（chǎng）需求； ?高壓電（diàn）能表，采用電（diàn）子式傳感器，懸浮式電（diàn）源設計，有功電能計（jì）量準確度為0.5級，用於10千伏中壓電網直接計量電能量。 2、諧波功率、電能計量 ?三相諧波表，有功功率（lǜ）計量（liàng）0.2S級，無功功率計量0.5S級，高準確度的基波（bō）和諧（xié）波有功電能計（jì）量，采（cǎi）用實時積分法計算總有功電能，通過FFT算法，提供基波、諧波電能量和諧波功（gōng）率方向； ?衝擊負荷電（diàn）能計量理（lǐ）論與算法，應用廣義功率理論，定義（yì）任意波形（xíng）的單相電路（lù）和三相電路（lù）的功率，應用正弦（xián）電路功率理論、傳統非正弦電路功率理論和廣義功率理論進（jìn）行（háng）衝擊負荷的有功（gōng）、無功、視在、畸變、三相不對稱功率電能的計算； ?基於（yú）IIR型Hilbert數字濾波法的諧波無功功率的（de）測量（liàng），Hilbert數字濾波器具有優越（yuè）的頻率響應特（tè）性，數值計算簡單，經計算（suàn）的諧波（bō）無（wú）功功率（lǜ），與仿真實（shí）驗結（jié）果隻差0.02%； ?諧波有功功率潮流分析（xī）方法，經研究指出：FFT理論具有局限性，實際的電力負荷，除基波和整數倍頻成份外，尚有間諧波存在，需要開（kāi）發電能表新的算法。 3、三相電能計量專用（yòng）芯片 ?具（jù）有基波/諧波電能計量的三（sān）相多功（gōng）能計量芯（xīn）片，16位∑-△A/D、24位DSP，負荷動態範圍1000:1，線性度0.1%，測量帶寬21次諧（xié）波，集成溫度傳感器； ?采用Hilbert數字濾波器（qì）計量諧波（bō）無功功率的三相計（jì）量芯片； ?采用數字並行算法和降（jiàng）低晶（jīng）振頻率技術的低功耗三相有功功率計量芯片。 4、基於GPRS通信網的用電需求側管理係統及（jí）其終端 ?該係統具（jù）有遠程抄表、用電異常信息報（bào）警（jǐng）、電（diàn）能質量檢測、線（xiàn）損分析、無功電壓管理和電力負荷控製管理等功能，係統指標為：並發數據量不小5萬采集點，一次采通（tōng）率不小於95%，二次（cì）采通率不小於99.5%，遙測合格率大於98%，對時精度小（xiǎo）於100毫秒。 5、關口表遠程校準係統 該係統由多路關口表的（de）測量、校準回路和計算機通（tōng）信網絡構成，就是將（jiāng）高精度三相標準表置（zhì）於（yú）變電站內環境條件符合要求的場所，被（bèi）測電流的變換是通過計量電流互感器的二次回路接入0.02級、5/0.5A的中間互感器，標準表和關口（kǒu）表的三相接線方式和有功、無功計量方式是通過工控機指令切換，關口表的實時誤差通過專（zhuān）用信道送至係統（tǒng）主站，整個係（xì）統誤差為0.1%。 6、電能質量和電能（néng）計量標（biāo）準 ?準確度為0.02%的數字式三相標準表，四象限（xiàn）測量（liàng），多種無功功率計量方式，諧波和基波有功功（gōng）率計量，50次（cì）諧波分（fèn）析（xī），三相不對稱測量； ?電力係統的正弦無功功率計量標準，它以（yǐ）電流比較儀技術為（wéi）基（jī）礎，通過基本電學參量溯源，正弦無功 功率（lǜ）計量的擴展不（bú）確定度（dù）為75×10-6； ?電力係統的電能質量計量（liàng）標準（zhǔn），包括：諧波電壓、電流測量，諧波次數從直流和（hé）2?100次整數倍諧波，任意次間諧波（bō），諧波電壓擴展不確定（dìng）度為0.02%，諧波電流擴展不確定度為0.04%；閃變，常用的指標是短時間閃變Pst（10min）和長時間閃（shǎn）變Plt（2h），該標準裝置的擴展不確（què）定度為0.5%；頻率： 1Hz-21MHz，該裝置擴（kuò）展（zhǎn）不確定度為2×10-10；相（xiàng）位，該標準裝置擴展（zhǎn）不確定度為0.02°； ?產品技術規範，鑒於國際上尚未有三相（xiàng）多功能表的統一標準，中國電工儀（yí）器儀表標準（zhǔn）化技術委員（yuán）會組織起草國家標準《多功能電（diàn）能表 特殊（shū）要求》，現（xiàn）正進入審定階段。製定該（gāi）標（biāo）準的目（mù）的，是為製造商（shāng）和使用電（diàn）能的用戶提供一個產品技術規範，並使其體現產品訂貨技（jì）術規範的大部分內容，多功能（néng）表的通用要求，將（jiāng）參照（zhào）中國相關國家標準的的內容。 綜上所述，經過十幾年的（de）發展，中國的（de）三相多功能表門類比（bǐ）較齊（qí）全，中、低端電表技（jì）術開發水平較高，特別是衝擊負（fù）荷電能計（jì）量理論與算法、諧波無功功（gōng）率計量（liàng）、具有諧波功率計量的三相專用芯片、高壓（yā）電能（néng）表、GPRS通信技術應用、電能遠程校準等技（jì）術項目具有創新意義（yì）。但是也應該看到，高端電表技術沒有完全過關，電網關口計量仍以進（jìn）口電表為主導產（chǎn）品，這是一個值得深思的問題。 三、未來三相多功能電（diàn）能表技術的走向 正視現狀（zhuàng），展望未來，需要（yào）超前預測電表應用領域和技術要求的不斷變化，才能正確把（bǎ）握今後產品技術的走向。 1、應用領（lǐng）域的拓展：近（jìn）幾年，中國的社會用電量迅速增（zēng）長，全國聯網，特高壓電（diàn）網（wǎng）建設，百萬千（qiān）瓦級發（fā）電機並網，家（jiā）居網絡化進程，電網經營（yíng）管理改進和計量新技術應用等要（yào）素，推進電表應（yīng）用領域的擴展，主（zhǔ）要是： ?從用電計量計費擴大到（dào）配電變壓器、變電站的經濟管理和用電（diàn）需求側（cè）管理的計量； ?從用戶計費擴大到發（fā）電廠上網電量、跨省電（diàn）網聯絡線交換電量的計費； ?從315千（qiān）伏安（ān）及以（yǐ）上的（de）大工業用戶計費擴大到100千伏安及以上的（de）商（shāng）業、非工業（yè）、普（pǔ）通工業戶的計費，以上電表應用領域的擴（kuò）大，引起計量點總量估（gū）計由60萬個擴大到400萬個，電表應用需求量前景看好。 2、技術要求的更新：隨著電表應（yīng）用範圍擴大，電力係統提出許多具有專業特點的（de）計量要求 ?傳（chuán）統計費電表的通用（yòng）要求，有功、無功電能計量，最（zuì）大需量計量，費率時段，單方向（xiàng）、雙方向和不完整的四象限計量，多參數測量，多種計時要求，多種（zhǒng）通信方（fāng）式，自檢、報警，停電抄表，失壓、斷相、停（tíng）電、失流、三相（xiàng）不對稱、編程（chéng）預置、需量複位等事件記錄； ?新提出的通用要求，運行和備用兩套費（fèi）率時段，0-360°計量，具有時標的視在電能計量，最小需量計量，Qh計量，溫度誤差自動補償，諧波電壓、電流總含量和諧波汙染（rǎn）程度測量，防（fáng）竊電基礎技術，同時，計費電（diàn）表要準確可（kě）靠，功能簡單、實用； ?關口表的特殊要求，最高準確度（dù）提高到0.1級，電表穩定性（xìng）和可靠性指標要量化，低負荷（hé）計（jì）量，需量周（zhōu）期、費率時段的同步和主、副表實時比對，電表遠程（chéng）校（xiào）準等； ?大工（gōng）業（yè）戶計量的特殊（shū）要求（qiú），諧波、衝擊負荷計量，功（gōng）率越限報警，主變壓器損耗計量，互（hù）感器合成誤差補償，電能質量計量等； ?中等容量戶計量的特（tè）殊要求，大電流計量，半波通過電流互感器計量，三相不（bú）平衡、不對稱計量； ?變電站進線、出線計量的（de）特殊要求，主變壓器（qì）損耗計量，變電站的有功、無功、視在電能平衡（héng）計量，無功功（gōng）率控製信號輸出，用戶線路的特（tè）殊要求，參照大工業戶（hù）計量的特殊要求內容； ?配電變壓器計量的特殊要求，停（tíng）電采集，三相不平衡、不對稱測量，中性線電流測量，變壓器油溫（wēn）測量，變壓器損耗計量（liàng）和有功、無功（gōng）、視在電能平衡，電力線（xiàn）路損耗（hào）電量的核實, 等； ?用電需求側管理係統終端的特殊（shū）要求，功率越限報警和主動上報，電力負荷開關投（tóu）切信號輸出等。 同時，為（wéi）整頓與抑製目前出（chū）現的對三相多功能表功能要求過多，技術條件出台無序的情況，建議電力係統按（àn）不同（tóng）應用領（lǐng）域製訂統一的技術規範。 注：諧波汙染程度，暫定義為：非基波視在功率/基波（bō）視在功率 3、產品技術的發展趨向 三相多功能表技術要跟蹤（zōng）應用需（xū）求的不斷變化，也就明示了今後產品技術的發展趨向： ?電表（biǎo）多門類：由單一的計費產品發展到關口計量、配電變壓器計量、變電站計（jì）量（liàng）、大工業戶計量、中等容量戶計（jì）量、用（yòng）電需求側管理係統及終（zhōng）端6類產品，分別製訂產品（pǐn）技術規範； ?關口電能表，要發展高精度（dù）、高穩定（dìng）性、高可靠（kào）性、快速測量、0-360°計量、多通信方式和協議，經國際、國內同類電表的比較，提出量化指（zhǐ）標和測試方法（fǎ）； ?計費用三相多功能表要計量準確（què）、簡單可（kě）靠（kào）、講求實用，逐步發展三相SOC單芯（xīn）片，開發具有（yǒu）諧波電（diàn）壓、電流總含量和諧波汙染程度的（de）測量技術，研究溫（wēn）度、電壓、頻率、相位改變的自適應計量； ?諧（xié）波有功、無功、視在（zài）功率電能計量實用化（huà）產品，改進諧（xié）波下的功率因（yīn）數計算方法，推進電能質量市場建立與發展，也為提高冶煉企業、電氣化鐵路的計量準確（què）度做準備； ?早期三相多（duō）功能表（biǎo）需要更新換代，要通過調查研究，提出新（xīn）一代電（diàn）表技術規範； ?基於（yú）GPRS通信網的（de）用電需求側管理係統及終端，要改進實時性和安全性技術，從長遠看，即使將來電力不緊張，用（yòng）於配電變（biàn）壓器計量與抄表（biǎo）、居民用電遠程（chéng）抄表，其發展前景也很好； ?電力網損耗計量（liàng）與防竊電基礎技術，包括：電量具有時（shí）標，電量（liàng）波動分析軟件，電量異常報警與主動上報，變壓器、電力線路損耗（hào）計量，電力係統節點、母線和電力線（xiàn）路的電量（liàng）平（píng）衡（héng）計量； ?全國聯網（wǎng）、省網（wǎng）的總電量計量、計算（suàn）和電能量數據組網（wǎng），要（yào）提到議事日程； ?加強國內電（diàn）能質量和（hé）電能計量標準建設，包括：基波、諧波功率電（diàn）能計量標準的建設，進口急需而國內缺門的國際（jì）新型計量標準設備，滿足在線電表新產品計量溯源的（de）要求； ?最後（hòu）是研究製訂三相（xiàng）多功能表質量評價標準與測試方法，提高在電網上運行電表的整體技術品質。