電能計量裝置是用於測量、記錄發電量、供(互供)電量、廠用電量、線損電量和用戶用電量的計量器具。電能計量裝置指由電能表(有功、無功電能表，最大需量表，復費率電能表等)、計量用互感器(包括電壓互感器和電流互感器)及二次連線線導線構成的總體。
基本介紹
- 中文名：電能計量裝置
- 外文名：Electric energy metering device
- 學科：電氣工程
- 組成部分：電能表、計量用互感器、導線
- 作用：測量、記錄發電量
- 分級：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類
電能計量裝置分類,
電能計量裝置分類
中國將電能計量裝置按其計量的重要性分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類，相應的電能表和互感器準確度等級見表。
各類電能計量裝置應配置的電能表及互感器的準確度等級
註：（1）、0.5(*)級電壓互感器或電流互感器表示原為0.5級電壓互感器或電流互感器，在正常工作電壓或負荷電流範圍內和實際二次負載下其實際誤差符合0.2級互感器的要求。（2）、S表示加強結構。
各類電能計量裝置適用的範圍：①Ⅰ類，用於計量10萬kW及以上發電機發電量;月平均用電量100萬kW·h及以上或變壓器容量為2000 kV·A及以上的高壓計費用戶;跨省電網之間的聯絡線。②Ⅱ類，用於計量10萬kW以下發電機發電量;月平均用電量10萬kW·h及以上或變壓器容量為315 kV·A及以上的高壓計費用戶;發電廠廠用電。③Ⅲ類，用於計量月平均用電量10萬kW·h以下或變壓器容量為315 kV·A以下的高壓用戶和用電容量較大的低壓用戶。④Ⅳ類，用於計量其他低壓用戶。
為保證電能計量裝置準確地計量電能，首先應正確地選擇電能計量裝置類別;其次，選擇性能和質量優良的電能表和儀用互感器，以及二次迴路導線截面，並按規定安裝、維護，確保電能計量裝置運行的安全、準確、可靠。
電能表是電能計量裝置的核心部件，是計量某一時段電能累積值的儀表。電能表是記錄電能量的專用計量器具。它隨著供電企業的出現而誕生，也隨著供電企業的發展而不斷進步， 是一種社會擁有量最大的計量器具之一， 主要用於電力的貿易結算和電力生產技術經濟指標的考核。
感應式電能表的種類型號雖很多，但基本結構相似，均由測量機構和輔助部件兩大部分組成。測量機構是電能表實現電能測量的核心部分，包括電磁驅動元件、轉動元件、制動元件、軸承和計度器。單相電能表的測量機構見圖1。電磁驅動元件包括電壓元件和電流元件。電壓元件由鐵芯和電壓線圈組成;電流元件由鐵芯和電流線圈組成。轉動元件由轉盤(也稱圓盤)和轉軸組成。制動元件由永久磁鐵和調整裝置組成。軸承是電能表的主要元件，軸承質量的好壞，對電能表的準確度及使用壽命有重要影響。計度器是供計算電能累積值用的，是電能表的指示部分。輔助部件包括基架、底座、表蓋、端鈕盒和銘牌。
感應式電能表的基本工作原理為驅動元件的電壓元件和電流元件將交變電壓和電流轉變為穿過轉盤的交變磁通，該磁通與其在轉盤中感應的電流相互作用，產生驅動力矩，使轉盤轉動。而制動元件產生的制動力矩，使轉盤的轉動速度與被測電路的功率成正比。把轉動的圈數傳給計度器，累計成電能累積值。
結構與感應式電能表相似，由測量機構和輔助部件兩大部分組成。測量機構以電子電路為主構成，它的測量元件是由ui乘法器、U/f轉換器和計數器構成;輔助部件與感應式電能表相同。
電子式電能表的基本工作原理框圖見圖2。電功率P=ui，電能W=Pt，作為電子式電能表的關鍵部分是ui乘法器，採用較多的是時分割乘法器。將u、i經感應分壓器和電流互感器，使被測信號轉換成與之成比例的小電壓和小電流，輸入到時分割乘法器中相乘，就可得到一個與功率P成正比的模擬電壓U，再把U經U/f轉換器轉變為頻率，根據頻率計在△t時間內的計數N，便可得到這一段時間內的平均功率，而對某一段時間內的電能測量，就變為對這一段時間內所轉換得到的電脈衝數作累計。
電子電能表可以做成單相的，也可以做成三相的。歷史與發展 電能表在世界上的出現和發展已有100多年的歷史。最早的電能表是1881年根據電解原理製成的直流電能表，重達10kg，無準確度保證。1885年，由於交流電的發現和套用，誕生了感應式電能表。這種電能表重量輕、價格廉、結構簡單、操作安全，經過長期的使用和不斷的改進，形成了系列產品，性能日益完善。近年來，隨著電子元件的發展和套用，又出現了電子式電能表。
電能計量裝置的配置原則如下：
（1）貿易結算用的電能計量裝置原則上應設定在供用電設施產權分界處；在發電企業上網線路、電網經營企業間的聯絡線路和專線供電線路的另一端應設定考核用電能計量裝置。
（2）I、II、III類貿易結算用電能計量裝置應按計量點配置專用電壓、電流互感器或者專用二次繞組及其二次迴路不得接入與電能計量無關的設備。
（3）計量單機容量在100MW及以上發電機組上網貿易結算電量的電能計量裝置和電網經營企業之間購銷電量的電能計量裝置，宜配置準確等級相同的主副兩套有功電能表。
（4）35KV以上貿易結算用電能計量裝置中電壓互感器二次迴路，應不裝設隔離開關輔助接點，但可裝設熔斷器；35KV及以下貿易結算用電能計量裝置中電壓互感器二次迴路，應不裝設隔離開關輔助接點和熔斷器。
（5）安裝在用戶處的貿易結算用電能計量裝置，10kV及以下電壓供電的用戶，應配置全國統一標準的電能計量櫃或電能計量箱；35kV電壓供電的用戶，宜配置全國統一標準的電能計量櫃或電能計量箱。
（6）貿易結算用高壓電能計量裝置應裝設電壓失壓計時器。未配置計量櫃的，其互感器二次迴路的所有接線端子、試驗端子應能實施鉛封。
（7）互感器二次迴路的連線導線截面積應按電流互感器的額定二次負荷計算確定，至少應不小於4mm2。對電壓二次迴路，連線導線截面積應按允許的電壓降計算確定，至少應不小於2.5 mm2。
（8）互感器二次負荷應在25%~100%額定二次負荷範圍內；電流互感器額定二次負荷的功率因數應為0.8~1.0；電壓互感器額定二次負荷的功率因數應與實際二次負荷的功率因數接近。
（9）電流互感器額定一次電流的確定，應保證其在正常運行中的實際負荷電流達到額定值的60%左右，至少應不小於30%。否則應選用高動熱穩定電流互感器以減小變比。
（10）為提高低負荷計量的準確性，應選用過載4倍及以上的電能表。
（11）經電流互感器接入的電能表，其標定電流不宜超過電流互感器額定二次電流的30%，其額定最大電流應為電流互感器額定二次電流的120%左右。直接接入式電能表的標定電流應按正常運行負荷電流的30%左右進行選擇。
（12）執行功率因數調整電費的用戶，應安裝能計量有功電量、感性和容性無功電量的電能計量裝置；按最大需量計收基本電費的用戶應裝設具有最大需量計量功能的電能表；實行分時電價的用戶應裝設復復率電能表或多功能電能表。
（13）帶有數據通信接口的電能表，其通信規約應符合DL/T645-1997《多功能電能表通信規約》的要求。
（14）具有正、反向送電的計量點應裝設計量正向和反向有功電量以及四象限無功電量的電能表。
電能計量裝置的接線方式步驟如下：
（1）接入中性點絕緣系統的電能計量裝置，應採用三相三線有功、無功電能表。接入非中性點絕緣系統的，應採用三相四線有功、無功電能表或三隻感應式無止逆單相電能表。
（2）接入中性點絕緣系統的3台電壓互感器，35kV及以上的宜採用V/v方式接線，接入非中性點絕緣系統的3台電壓互感器，35kV及以上的宜採用Y0/y0方式接線。其一次側接線方式和系統接地方式相一致。
（3）低壓供電，負荷電流為50A及以下時，宜採用直接接入式電能表；負荷電流為50A以上的，宜採用經互感器接入的接線方式。
（4）對三相三線制接線的電能計量裝置，其2台電流互感器二次繞組與電能表之間宜採用四線連線。對三相四線制接線的電能計量裝置，其3台電流互感器二次繞組與電能表之間宜採用六線連線。
中性點絕緣系統：指一個系統，除通過具有高阻抗的指示、測量儀表或保護裝置接地外，無其他旨在接地的連線。
