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电能表的发展史

电能表的发展史

从十九世纪法拉第发现电磁感应定律开始,随着电能在生产生活中的应用和技术的发展和成熟,电能已经成为当代社会的通用能源。在如今的信息化时代,大到运算能力超强的大型计算机,小到集通讯和娱乐与一身的智能手机都离不开电能的使用,可以说电能已经成为了社会的命脉。但不同于石油、蒸汽、天然气等能源,电是看不见也摸不着的,那么如何解决对电能的度量呢?于是就出现了不同的原理和不同工作方式的电能表。

由于电能在早期开始投入生产的时候是使用的直流电,因此1880年爱迪生利用电解原理发明了第一台直流电能表(安时计)。但是由于年代久远,无法查证爱迪生发明的直流电能表的具体模型,也无法得知电解原理是怎样来计量电能的了。

随着工业发展的加快,直流电在无法满足市场的需求时,交流电随即出现了。交流电的发现和运用,又对电能表提出了新的要求。1889年布勒泰制作成总重量36.5kg的世界上第一块感应式电能表。其工作原理非常简单:当把电能表接入被测电路时,电流线圈和电压线圈中就有交变电流通过,交变电流分别在铁芯中产生交变的磁通;磁通穿过铝盘,在铝盘中感应出涡流,涡流又在磁场中受力的作用,从而是铝盘转动,铝盘转达时带动计数器,把消耗的电能指示出来。

在不断的改进中,1905年时又增加了非工作磁路改进成九十度的方法,大大提升了电能表的各项参数。随后性能较好的高导磁材料的出现,又大大减轻了电能表的重量和体积。感应式电能表因结构简单、造价低廉、维修方便等在电能计量中得到了广泛的应用,但其自身的缺点:准确度低、消耗人力、防窃电差等无法得到很好的解决。

二十世纪六十年代末,日本发明了时分割乘法器并提出了其测量功率的原理,实现了全电子化测量装置。电子式电能表的涉及到了数电和模电的转化,其工作原理较为复杂:被测量的电压、电流经转换器转换后送至乘法器,乘法器完成电压和电流瞬时值相乘,输出一个与一段时间内的平均功率成正比的直流电压U,然后利用U的关系,将电压转变成表示频率的信号来进行显示。

而今随着全球性“智能电网”和国家电网公司“电力用户用电信息采集系统”的建设,电能表不再仅作为单一的计费仪表存在,而是向智能化、系统化、模块化和多元化的系统终端发展。

智能电表是一种全新的电子式电能表,具有电能计量、信息存储、实时监测、自动控制、信息交互等功能,支持双向计量、阶梯电价、分时电价、峰谷电价等实际需求。自动抄表系统与负荷控制系统逐步合并升级成用电采集系统,并向高级测量体系过度,且以成为具有发展潜力的电工仪器仪表产品之一

因此可以预见,电能表的发展必将是以智能化为目标,成为覆盖全球不同智能化电网的系统终端。

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