2003年以來，也就是中國的城市和農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模改造、建設(shè)之后，
電力系統(tǒng)對三相多功能表的需求量迅速增長， 2004年產(chǎn)量估計約70萬臺，以不
足全國電能表總產(chǎn)量1%的份額，創(chuàng)造11%的電能表總產(chǎn)值。由此，、國內(nèi)電
表企業(yè)紛紛看好商機(jī)，抓緊新技術(shù)開發(fā)，不斷推出三相多功能表的新產(chǎn)品，以
滿足電能表市場的應(yīng)用需求。    

　　與傳統(tǒng)的機(jī)械表相比，采用電子計量原理的三相多功能表，具有高精度、
多參數(shù)測量、諧波功率電能計量等優(yōu)勢。從總體評價，三相多功能表還是穩(wěn)態(tài)
電力負(fù)荷計量產(chǎn)品，由于其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，電力系統(tǒng)對電表不斷提出新的技術(shù)
要求�，F(xiàn)有的三相多功能表性能和品質(zhì)，都不能完全適應(yīng)電力系統(tǒng)的需求。因
此，如何正確把握產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計，將三相多功能表技術(shù)水
準(zhǔn)推向一個新的高度，無疑是電表行業(yè)和電力系統(tǒng)共同關(guān)注的課題。    

　　一、引進(jìn)的三相多功能電能表新技術(shù)    

　　引進(jìn)的三相多功能表新技術(shù)，代表目前上電能表技術(shù)的水
平：    

　　1、高精度、長壽命計量    

　　·準(zhǔn)確度為0.1%的有功電能計量，超過IEC在線計量的準(zhǔn)確度要求，其
誤差曲線的帶寬為+/-0.05%；    

　　· 0. 2 S級三相基波表，具有分相的2—50次諧波有功功率計量；    

　　·0.2S級長壽命的電網(wǎng)關(guān)口表，具有電能質(zhì)量計量模塊。    

　　2、高速率、實時測量    

　　·交流采樣速率為256點/周波，記錄周期*短為10毫秒；    

　　·電能質(zhì)量計量：63次諧波、電壓閃變、故障錄波78微秒的瞬變，供電可
靠性指標(biāo)的記錄為99.9999999%。    

　　3、開放式、高速率通信技術(shù)應(yīng)用    

　　·開放式通信協(xié)議IEC62056-61/62/53/46/42，抄表、費率、負(fù)荷控制數(shù)據(jù)
交換；    

　　·互聯(lián)網(wǎng)通信，自動發(fā)送E-mail報警信號、系統(tǒng)運行狀態(tài)刷新、數(shù)據(jù)記
錄，通過以太網(wǎng)連接到某些知名的電量計費系統(tǒng)的關(guān)口表，Web服務(wù)器可直
接讀取電表各種實際數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量參數(shù)，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量芯片，高位∑-△A/D，負(fù)
荷動態(tài)范圍1000：1，線性度0.1%，具有溫度測量功能，片上接口可直接與微分
電流互感器連接；    

　　·精度優(yōu)于0.1%的三相SOC單芯片，21位2階∑-△A/D，32位可編程的電能
量計算引擎，負(fù)荷動態(tài)范圍2000  ：1，片內(nèi)集成：高速8051單片機(jī)、硬實時
鐘、LCD驅(qū)動電路、看門狗電路、定時器、多種存儲器、多種通信接口
等。    

　　5、諧波功率電能計量標(biāo)準(zhǔn)    

　　·在歐洲：三相0.01級標(biāo)準(zhǔn)表，具有諧波功率計量功能；建立起諧波有功
功率、諧波視在功率的計量傳遞標(biāo)準(zhǔn)；    

　　·在美國：電能表自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，在任意波形諧波總含量30%以下，計量準(zhǔn)
確度為+/-0.005%—0.05%；高精度三相標(biāo)準(zhǔn)表，在功率因數(shù)低于0.5（60°—
90°），計量準(zhǔn)確度為+/-0.02%/功率因數(shù)；電能功率標(biāo)準(zhǔn)源，提供七種非正弦
信號的無功功率計算方法。    

　　需要指出：盡管IT產(chǎn)業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，推動了進(jìn)口電能表技術(shù)的快速發(fā)
展，但是現(xiàn)在進(jìn)口的在線電能表產(chǎn)品技術(shù)不規(guī)范，0.1級電能表、任意波形功率
和電能計量、0—360°計量等關(guān)注的問題正在探索，電能表誤差穩(wěn)定性、可靠
性指標(biāo)尚未量化，器件損壞、數(shù)據(jù)丟失、自檢有誤的情況時有發(fā)生，這些情況
說明進(jìn)口電能表技術(shù)走向成熟還有一個很長的過程。    

　　二、國產(chǎn)三相多功能電能表新技術(shù)    

　　國產(chǎn)電子式三相多功能表技術(shù)開發(fā)起步較晚，近幾年，注重吸收計量
技術(shù)與管理經(jīng)驗，強化自主開發(fā)，取得了許多新的技術(shù)成果：    

　　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(fù)荷曲線記錄和容量為4M字節(jié)的存儲
器，寬電源電壓范圍，互感器合成誤差補償，變壓器銅損、鐵損計算；    

　　· 0.5S級三相基波有功表；    

　　· 采用三相SOC單芯片或三相有功、無功計量芯片的低端三相多功能表設(shè)
計，從技術(shù)上適應(yīng)電表量大、面廣的市場需求；    

　　·高壓電能表，采用電子式傳感器，懸浮式電源設(shè)計，有功電能計量準(zhǔn)確
度為0.5級，用于10千伏中壓電網(wǎng)直接計量電能量。    

　　2、諧波功率、電能計量    

　　·三相諧波表，有功功率計量0.2S級，無功功率計量0.5S級，高準(zhǔn)確度的
基波和諧波有功電能計量，采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率方向；    

　　·沖擊負(fù)荷電能計量理論與算法，應(yīng)用廣義功率理論，定義任意波形的單
相電路和三相電路的功率，應(yīng)用正弦電路功率理論、傳統(tǒng)非正弦電路功率理論
和廣義功率理論進(jìn)行沖擊負(fù)荷的有功、無功、視在、畸變、三相不對稱功率電
能的計算；    

　　·基于IIR型Hilbert數(shù)字濾波法的諧波無功功率的測量，Hilbert數(shù)字濾波
器具有優(yōu)越的頻率響應(yīng)特性，數(shù)值計算簡單，經(jīng)計算的諧波無功功率，與仿真
實驗結(jié)果只差0.02%；    

　　·諧波有功功率潮流分析方法，經(jīng)研究指出：FFT理論具有局限性，實際的
電力負(fù)荷，除基波和整數(shù)倍頻成份外，尚有間諧波存在，需要開發(fā)電能表新的
算法。    

　　3、三相電能計量專用芯片    

　　·具有基波/諧波電能計量的三相多功能計量芯片，16位∑-△A/D、24位
DSP，負(fù)荷動態(tài)范圍1000:1，線性度0.1%，測量帶寬21次諧波，集成溫度傳感
器；    

　　·采用Hilbert數(shù)字濾波器計量諧波無功功率的三相計量芯片；    

　　·采用數(shù)字并行算法和降低晶振頻率技術(shù)的低功耗三相有功功率計量芯
片。    

　　4、基于GPRS通信網(wǎng)的用電需求側(cè)管理系統(tǒng)及其終端    

　　·該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程抄表、用電異常信息報警、電能質(zhì)量檢測、線損分析、
無功電壓管理和電力負(fù)荷控制管理等功能，系統(tǒng)指標(biāo)為：并發(fā)數(shù)據(jù)量不小5萬采
集點，一次采通率不小于95%，二次采通率不小于99.5%，遙測合格率大于98%，
對時精度小于100毫秒。    

　　5、關(guān)口表遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)    

　　該系統(tǒng)由多路關(guān)口表的測量、校準(zhǔn)回路和計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，就是將高
精度三相標(biāo)準(zhǔn)表置于變電站內(nèi)環(huán)境條件符合要求的場所，被測電流的變換是通
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(biāo)準(zhǔn)表和關(guān)
口表的三相接線方式和有功、無功計量方式是通過工控機(jī)指令切換，關(guān)口表的
實時誤差通過專用信道送至系統(tǒng)主站，整個系統(tǒng)誤差為0.1%。    

　　6、電能質(zhì)量和電能計量標(biāo)準(zhǔn)    

　　·準(zhǔn)確度為0.02%的數(shù)字式三相標(biāo)準(zhǔn)表，四象限測量，多種無功功率計量方
式，諧波和基波有功功率計量，50次諧波分析，三相不對稱測量；    

　　·電力系統(tǒng)的正弦無功功率計量標(biāo)準(zhǔn)，它以電流比較儀技術(shù)為基礎(chǔ)，通過
基本電學(xué)參量溯源，正弦無功功率計量的擴(kuò)展不確定度為75×10-6；    

　　·電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量計量標(biāo)準(zhǔn)，包括：諧波電壓、電流測量，諧波次數(shù)
從直流和2—100次整數(shù)倍諧波，任意次間諧波，諧波電壓擴(kuò)展不確定度為
0.02%，諧波電流擴(kuò)展不確定度為0.04%；閃變，常用的指標(biāo)是短時間閃變Pst
（10min）和長時間閃變Plt（2h），該標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度為0.5%；頻
率： 1Hz-21MHz，該裝置擴(kuò)展不確定度為2×10-10；相位，該標(biāo)準(zhǔn)裝置擴(kuò)展不
確定度為0.02°；    

　　·產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范，鑒于上尚未有三相多功能表的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，中國電工
儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織起草國家標(biāo)準(zhǔn)《多功能電能表 特殊要求》，現(xiàn)
正進(jìn)入審定階段。制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的，是為制造商和使用電能的用戶提供一個
產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范，并使其體現(xiàn)產(chǎn)品訂貨技術(shù)規(guī)范的大部分內(nèi)容，多功能表的通用
要求，將參照中國相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)容。    

　　綜上所述，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國的三相多功能表門類比較齊全，中、
低端電表技術(shù)開發(fā)水平較高，特別是沖擊負(fù)荷電能計量理論與算法、諧波無功
功率計量、具有諧波功率計量的三相專用芯片、高壓電能表、GPRS通信技術(shù)應(yīng)
用、電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)等技術(shù)項目具有創(chuàng)新意義。但是也應(yīng)該看到，高端電表技術(shù)
沒有完全過關(guān)，電網(wǎng)關(guān)口計量仍以進(jìn)口電表為主導(dǎo)產(chǎn)品，這是一個值得深思的
問題。    

　　三、未來三相多功能電能表技術(shù)的走向    

　　正視現(xiàn)狀，展望未來，需要超前預(yù)測電表應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)要求的不斷變
化，才能正確把握今后產(chǎn)品技術(shù)的走向。    

　　1、應(yīng)用領(lǐng)域的拓展：近幾年，中國的社會用電量迅速增長，全國聯(lián)網(wǎng)，特
高壓電網(wǎng)建設(shè)，百萬千瓦級發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，家居網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程，電網(wǎng)經(jīng)營管理改進(jìn)
和計量新技術(shù)應(yīng)用等要素，推進(jìn)電表應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，主要是：    

　　·從用電計量計費擴(kuò)大到配電變壓器、變電站的經(jīng)濟(jì)管理和用電需求側(cè)管
理的計量；    

　　·從用戶計費擴(kuò)大到發(fā)電廠上網(wǎng)電量、跨省電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線交換電量的計
費；    

　　·從315千伏安及以上的大工業(yè)用戶計費擴(kuò)大到100千伏安及以上的商業(yè)、
非工業(yè)、普通工業(yè)戶的計費，以上電表應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，引起計量點總量估計
由60萬個擴(kuò)大到400萬個，電表應(yīng)用需求量前景看好。    

　　2、技術(shù)要求的更新：隨著電表應(yīng)用范圍擴(kuò)大，電力系統(tǒng)提出許多具有專業(yè)
特點的計量要求    

　　·傳統(tǒng)計費電表的通用要求，有功、無功電能計量，需量計量，費率
時段，單方向、雙方向和不完整的四象限計量，多參數(shù)測量，多種計時要求，
多種通信方式，自檢、報警，停電抄表，失壓、斷相、停電、失流、三相不對
稱、編程預(yù)置、需量復(fù)位等事件記錄；    

　　·新提出的通用要求，運行和備用兩套費率時段，0-360°計量，具有時標(biāo)
的視在電能計量，*小需量計量，Qh計量，溫度誤差自動補償，諧波電壓、電
流總含量和諧波污染程度測量，防竊電基礎(chǔ)技術(shù)，同時，計費電表要準(zhǔn)確可
靠，功能簡單、實用；    

　　·關(guān)口表的特殊要求，準(zhǔn)確度提高到0.1級，電表穩(wěn)定性和可靠性指標(biāo)
要量化，低負(fù)荷計量，需量周期、費率時段的同步和主、副表實時比對，電表
遠(yuǎn)程校準(zhǔn)等；    

　　·大工業(yè)戶計量的特殊要求，諧波、沖擊負(fù)荷計量，功率越限報警，主變
壓器損耗計量，互感器合成誤差補償，電能質(zhì)量計量等；    

　　·中等容量戶計量的特殊要求，大電流計量，半波通過電流互感器計量，
三相不平衡、不對稱計量；    

　　·變電站進(jìn)線、出線計量的特殊要求，主變壓器損耗計量，變電站的有
功、無功、視在電能平衡計量，無功功率控制信號輸出，用戶線路的特殊要
求，參照大工業(yè)戶計量的特殊要求內(nèi)容；    

　　·配電變壓器計量的特殊要求，停電采集，三相不平衡、不對稱測量，中
性線電流測量，變壓器油溫測量，變壓器損耗計量和有功、無功、視在電能平
衡，電力線路損耗電量的核實, 等；    

　　·用電需求側(cè)管理系統(tǒng)終端的特殊要求，功率越限報警和主動上報，電力
負(fù)荷開關(guān)投切信號輸出等。    

　　同時，為整頓與抑制目前出現(xiàn)的對三相多功能表功能要求過多，技術(shù)條件
出臺無序的情況，建議電力系統(tǒng)按不同應(yīng)用領(lǐng)域制訂統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。    

　　注：諧波污染程度，暫定義為：非基波視在功率/基波視在功率    

     3、產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨向    

　　三相多功能表技術(shù)要跟蹤應(yīng)用需求的不斷變化，也就明示了今后產(chǎn)品技術(shù)
的發(fā)展趨向：    

　　·電表多門類：由單一的計費產(chǎn)品發(fā)展到關(guān)口計量、配電變壓器計量、變
電站計量、大工業(yè)戶計量、中等容量戶計量、用電需求側(cè)管理系統(tǒng)及終端6類產(chǎn)
品，分別制訂產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范；    

　　·關(guān)口電能表，要發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、快速測量、0-360°
計量、多通信方式和協(xié)議，經(jīng)、國內(nèi)同類電表的比較，提出量化指標(biāo)和測
試方法；    

　　·計費用三相多功能表要計量準(zhǔn)確、簡單可靠、講求實用，逐步發(fā)展三相
SOC單芯片，開發(fā)具有諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度的測量技術(shù)，研究
溫度、電壓、頻率、相位改變的自適應(yīng)計量；    

　　·諧波有功、無功、視在功率電能計量實用化產(chǎn)品，改進(jìn)諧波下的功率因
數(shù)計算方法，推進(jìn)電能質(zhì)量市場建立與發(fā)展，也為提高冶煉企業(yè)、電氣化鐵路
的計量準(zhǔn)確度做準(zhǔn)備；    

　　·早期三相多功能表需要更新?lián)Q代，要通過調(diào)查研究，提出新一代電表技
術(shù)規(guī)范；    

　　·基于GPRS通信網(wǎng)的用電需求側(cè)管理系統(tǒng)及終端，要改進(jìn)實時性和安全性
技術(shù)，從長遠(yuǎn)看，即使將來電力不緊張，用于配電變壓器計量與抄表、居民用
電遠(yuǎn)程抄表，其發(fā)展前景也很好；    

　　·電力網(wǎng)損耗計量與防竊電基礎(chǔ)技術(shù)，包括：電量具有時標(biāo)，電量波動分
析軟件，電量異常報警與主動上報，變壓器、電力線路損耗計量，電力系統(tǒng)節(jié)
點、母線和電力線路的電量平衡計量；    

　　·全國聯(lián)網(wǎng)、省網(wǎng)的總電量計量、計算和電能量數(shù)據(jù)組網(wǎng)，要提到議事日
程；    

　　·加強國內(nèi)電能質(zhì)量和電能計量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，包括：基波、諧波功率電能計
量標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，進(jìn)口急需而國內(nèi)缺門的新型計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，滿足在線電表
新產(chǎn)品計量溯源的要求；    

　　·*后是研究制訂三相多功能表質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)與測試方法，提高在電網(wǎng)上
運行電表的整體技術(shù)品質(zhì)。