摘要：作为计量电能的专用设备，电能计量系统主要有两个方面的作用。一个作用是用来对电力用户用掉的电能进行计量从而收取相关的费用；还有一个作用是用来进行电力部门内部的考核工作。本文主要对电能计量系统进行一个综述，并且分析了现代电能计量系统的结构和原理。
关键词：现代电能；计量计统；综述
1 电能计量系统概述
电能系统实现电能计量的方式是利用互感器及其二次回路，再通过结合电能表根据既定的接线方式实现的。根据计量相数的不同可以分为单向计量和三相计量，虽然接线方式不同，但在本质上是一样的。
1890 年从弗拉里发明的感应式电能表开始到出现数字化电能计量系统这一阶段都是处在传统电能计量系统时间内。传统电能计量系统是利用电磁式互感器进行电压和电流的测量工作，再通过配合电子式或者机电式电能表实现电能计量。感应式电能表通常也被称作机电式电能表，组成电能表的基本元件主要有转动元件、制动元件、驱动元件、轴承、计度器和误差调整装置等几个部分组成。感应式电能表由于在原理上存在一些限制，会存在一些误差。科学技术的不断发展推动着电能表的进步，电子式电能表随之诞生。电子式电能表又被叫做静止式电能表，根据乘法器的原理又可以分为数字式和模拟式。数字式电子式电能表的乘法器是以模拟运算电路为基础运作的，有时分割乘法器和霍尔乘法器等；数字式电子式电能表的乘法器是以数字乘法器和模数转换器为基础的，利用 A/D 转换器将模拟信号转化为数字信号，通过运算得到电能量。
传统的电能计量是以模拟量信号变换、传输及电能量运算为基础进行的计量工作，传统的互感器具有较为简单的工作原理，稳定性和可靠性也较高。电子式电能表通过互感器的二次输出实现电能量的计算工作，具有较小的误差。
现代电能计量系统区别于传统电能计量系统的两点在于系统的数字化和网络化，主要是电压、电流信息的数字化显示，信息传输的网络化。当前数字化变电站主要有两种形式：首先是以传统变电站为基础进行的数字化改造，还有就是新建立的数字化变电站。改造的数字化变电站通常是通过采取模拟量输入合并单元，通过使用传统互感器进行模拟输出实现就地的数字化，然后通过 IEC61850-9-2 帧格式传送到数字化电能表上。新建的数字化变电站则是根据电子式互感器的电能计量系统进行直接的配置工作，通过数字形式输入合并单元通过电子式互感器进行输出，数字化形式的输出传送到数字化电能表上。
2 现代电能计量系统结构及原理
2.1 基于电子式互感器电能计量系统典型的基于电子。
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科学技术的不断进步推动着我国智能化变电站的快速发展，在数字化变电站建设中大规模的应用电子式互感器等数字化设备。IEC61850 作为数字化变电站的标准体系，随着体系的不断完善，大量的符合 IEC60044-7、IEC60044-8 标准的数字化电能表和电子式互感器被应用到变电站中。随着高速可靠的通信技术的不断完善，数字化智能变电站越来越向高电量、大容量方向发展。
数字化变电站体系结构主要构成有三层，分别是过程层、间隔层、站控层。数字化电能表位于间隔层，电能表从处在过程层的数字化变电站外置互感器接进行采样数据的接收工作，然后完成计量工作。电子式互感器通过进行一次侧三相电压信号、三相电流信号的采集工作，根据合并单元进行输出工作，并利用 IEC61850 协议进行三相电流波形数据、三相电压波形数据的处理工作。数字化电能表作为能够接收对应合并单元输出的 SMV 报文的全数字处理系统，能够进行电压、电流波形的瞬时值的解析，接着进行功率和电能计算。
基于电子式互感器电能计量系统结构框图在由电子式互感器和数字化电能表组成的测量系统中，利用数字化电能表取得电压、电流的数字化瞬时值之后，通过计算得到要得到的电量值。理论上在进行数字计算的过程中不会发生误差，因此数字化电能表没有相应的精度等级的规定。智能化电表的数字信号通过光纤利用以太网进行传输工作，不会受到电磁波的干扰，计算得出的数据误差在合理的范围内。
2.2 基于传统互感器就地数字化电能计量系统当前我国电子式互感器产品还不是非常的完整和成熟，相关的检定检测不能对现场运行的较差的运行情况有一个准确的衡量，因此在进行变电站的运行时事故率比传统互感器高出了许多，这就要求推出模拟量输入的合并单元方案，能够达到无缝连接传统的互感器二次输出，将变电站进行就地的数字化。通过利用变电站传统的电流互感器和电压互感器存在故障率低、运行可靠等优势，利用模拟量输入的合并单元来采集传统电磁式电流互感器的二次输出信号 5A/1A、传统电压互感器的二次输出 100V/57.7V，利用转换得到的电压数字信号和电流数字信号进行相关的数据处理工作，并根据 IEC61850 标准进行组帧输送给智能变电站网络供后续数字电能表设备。数字电能表对接收的 IEC61850 数据包解析，进行电能量计算。和传统的电能计量结构相比，这种方案对电能计量的准确性没有有效地提升。但该种数字电能计量系统结构和采用电子式互感器相比较，由于保留了传统互感器，该电能计量系统的可靠性和稳定性较好。
3 结论
随着科学技术的发展，现代电能计量技术势必日益成熟。大力发展现代电能计量技术，不仅代表了电能计量技术的最高水平，而且符合智能电网发展需要。
参考文献：
[1]李静，杨以涵，于文斌，张国庆，宁伟红.电能计量系统发展综述[J].电力系统保护与控制，2009（11）：130-134.
作者简介：
田雪（1992-），女，内蒙古通辽市人，民 族：汉 职称：助理工程师，学历：本科。研究方向：电力系统.
论文作者:田雪,戴冰,于泳,林经伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：电能论文; 互感器论文; 变电站论文; 电能表论文; 系统论文; 传统论文; 电子论文; 《电力设备》2018年第8期论文;