一百多年来，能源输送在技术方面变化很小，但近年来，配电网络发生了巨大变化，在一个由技术演进主导的世界中，能源部门已发展到包括风能和太阳能等可再次生产的能源。我们面临着新的挑战，例如电能的双向流动、可再次生产的能源发电的间歇性、电力分配、电力线上的噪声等，这些可能会引起电网稳定性问题。

  为了保证向最终客户提供持续和优质的服务，配电公司开始采用智能电表，以便能对电网进行实时诊断并即时检测故障，这项技术为电力公司和最终用户所带来了诸多好处，也让大家对智能电表产生了更多的好奇，接下来小A就带大家来了解一下智能电表的工作原理和现场诊断方面的进展。

  智能电表是配电网络的基本组成部分。除了监测能耗外，智能电表还能收集有关供电质量的数据。例如，它能测量无功电能、总谐波失真、谐波成分、电压浪涌和瞬变是不是真的存在以及频率的变化，所有这些都是电网状态的指标。但是，电表如何工作呢？、

  就像知友@搞死塞得尔所说，电表分为单相电能表和三相电能表，图1中的框图显示了单相系统和三相系统电表的主要组成部分。

  下面先手动划一个重点：在智能电表中，基本电力质量是从电压和电流测量获得的。这些测量结果由一个特殊的模拟前端(AFE)处理并提供给微控制器，微控制器显示结果或将其提供给通信节点以进行远程传输。完整结构还包括一个电源管理单元。

  智能电表怎么来实现远程抄表？可解读的角度有很多，前排答主@不一样的烟火炳哥就主要解释了智能电表远程数据是怎样生成的，小A则再来补充、介绍一下这一过程中的重要器件——传感器。

  电表的一个关键方面是电流测量。在电压测量中，测量结果与标称值可能只有很小的偏差，但电流测量不同，电流有很宽的动态范围，从几毫安到数百安，整个范围内都必须以尽可能高的精度做测量。使用简单的电阻分压器（较少情况下使用变压器）就能够直接进行电压测量，但用于读取电流的传感器则有很多种类。通常用以下四种传感器：分流器、电流互感器(CT)、罗氏线圈和霍尔效应传感器。这些传感器各有其优缺点。例如，分流器大范围的使用在家用电表，具有经济优势和实用性。分流器的最大缺点是焦耳热效应，这限制了它在大电流下的使用。

  相比之下，电流互感器在最大电流方面消除了分流器的限制，并且其本质上是隔离的，这非常有利。CT以环形形式提供，其初级绕组由导体表示，要测量的电流流过环路。次级绕组缠绕在铁磁材料上，匝数决定互感器匝数比。与分流器相比，CT成本更高，尺寸更大。电流互感器的一个重大限制是其铁磁芯，如果饱和，智能电表的运行会受到严重影响。饱和可能由交流中的直流偏置、高电流峰值或外部磁场（例如永磁体产生的磁场）引起。由于此限制，使用电流互感器的系统必须要提供屏蔽或其他保护机制以避免被篡改。

  霍尔效应传感器具有非常出色的频率响应，可以测量高强度电流。然而，这些优势会因高温漂移而减弱；为了获得所需的精度，必须在多个点进行系统校准。

  与电流互感器和霍尔效应传感器一样，罗氏线圈本质上是也隔离的。罗氏线圈是一个与导体互耦的电感器，待测电流流经该导体。磁耦合通过空气芯发生，因此不会引入铁磁材料常见的饱和问题。罗氏线圈的特点是传感器产生的信号与电流的导数成正比，因此就需要积分器来重建原始信号。为实现宽动态范围和高线性度，以及能够测量非常高的电流，使用罗氏线圈进行电流检测需要使用稳定的积分器。此外，罗氏线圈特别容易受到外部场的影响，最终用户都能够藉此操纵功率测量。

  智能电表一定要能在相对较长的时间内（可能超过10年）准确执行其功能，良好的设计和硅电子器件的稳定性使其可以多年保持高精度水平。然而，闪电、电流尖峰或电压瞬变等环境事件会永久性地改变传感器的性能，假如没有先进的诊断系统，则很难检测到这种影响。mSure®是小A团队开发的一种新型电表诊断技术，可以实时检查测量链的状态，防止传感器受到环境影响，还可以通过诊断检测有无人为操纵。

  mSure技术的工作原理如图2所示。标准电表在没有反馈路径的情况下以开环方式工作，电流和电压由传感器转换，有一个处理链会增加增益，最后是模数转换，以便直接在数字域中提取数据。每个器件都对总误差有贡献；下线校准用于补偿初始误差，并确保电表精度保持在特定等级的规格范围内。

  标准电表一旦安装到现场，要测试其精度就只剩下一种办法，那就是将其物理移除并送到实验室测试。一种侵入性较小的替代方法是验证生产批次的性能，但这种方法成本很高。与标准电表相比，采用mSure技术的电表可以在现场通过更复杂的闭环系统实时验证精度，如图2所示。闭环系统包括添加一个基准电压模块，其生成一个稳定且非常精确的信号以注入传感器。该信号穿过整个测量链，由检测模块拾取。整个信号链受到实时监控，任何误差（如增益、漂移等）都会被捕获，支持连续校准以调整这些误差。此外，mSure技术的最大优势之一是欺诈检测。大多数篡改都涉及到改变测量链的增益，因此与开环系统不同，mSure能够立即检测到这种变化。

  一旦将具备mSure技术的智能电表安装到现场，我们就可以连续或以预定时间间隔检查电表的精度。如果电表存在精度漂移，可以校正校准数据，使电能计数准确。借助mSure技术，电力公司将能在需要时及时进行干预；如果干预时间比较久，对电能差异将有一个准确估计。

  在智能电表实现远程抄表的过程中，用于测量电压与电流的传感器起着及其重要的作用，同时，保持传感器的性能好、保证测量精度对远程抄表也十分重要，创新的mSure技术上的支持对现场电表进行实时诊断，能够优化电表管理，使远程计数更加准确。不知道以上回答有没有让大家对智能电表获得更多了解呢~