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淺談智能電能計量系統在用電檢查中的應用

更新日期：2024-06-25瀏覽：1165次

程瑜

嘉定201801

摘要: 我們歷史非常悠久，在五千年以來的歷史長河當中，我們的成就也是巨大的，這是人類歷史重要的一步。可是，中國在經歷了一些戰爭之后，在許多方面都要遜色于其他，在這種情況之下，許多產業都陷入了停滯和無法前進的階段之中。20世紀九十年代，電力進入到了我們的生活之中，那時候的人們對未來的預測并不是很好，但是隨著時代的不斷發展，各種問題也越來越多，越來越嚴重。

關鍵詞：電能計量自動化；用電檢查；計量管理

0 引言

在社會發展的今天，資訊科技已經滲透到了我們的生活當中。電力計量管理系統的研制和電力管理的一系列應用，符合當今社會發展的相關需要，滿足了電力行業的市場化和信息化水平的巨大進步。文章對電力測量自動化系統的概念、各個部件的主要作用進行了一系列的介紹，并對其在電力管理當中的應用進行了闡述。

1 電能計量自動化系統的定義

(1) 電力自動化系統的重要組成部分之一就是電力計量自動化系統，其主要包括現場計量自動化終端通信信道和計量自動化系統。其中，計量自動化主站管理系統主要就是來實現各類計量自動化設備和系統數據的采集、分析和處理工作，與此同時，可實現對各類現場計量自動終端的相關控制;通信信道主要功能是: 公用電話交換網、CDMA、通用包無線業務、專線、調度網等，它是現場計量自動化終端和計量自動化主站管理系統之間的通信橋梁，可以實現計量自動化主站管理系統的遠程信息采集的功能，計量自動化系統要功能就是對儀表等測量點的電能進行相應的采集和傳輸，并將數據傳輸至計量自動控制，并完成相應的指示。當前，隨著科技的快速進步，計量自動化系統的設計思想、技術方法都在不斷地進行發展而在現行的計量自動化系統當中，遠程監控系統的主要目標就是客戶，而用戶負荷控制管理系統則是為電力公司的管理，而配電終端監控系統則是為電力公司的管理者提供一系列的服務，而低壓集中抄系統則是面向用戶和電力稽查人員，多子系統的相互配合主要幫助用戶實現抄表自動化，幫助企業實現監管自動化負荷警報自動化、異常分析自動化。在電力系統的自動化過程當中，計量自動化是其中的一個關鍵的環節它包括采集數據、更新瞬時量、電壓合格率、諧波等信息，是電力信息采集和監控配電運行的一個關鍵的設備。通過對計量自動化系統的一系列的分析，可以更好地進行電能的管理，提高供電質量，提高供電企業的經營效益。一般的計量自動化系統由計算機、客戶端、計量表、通信網絡四大系統構成，計算機系統能夠對用戶的數據進行實時的監控和管理，客戶端則能夠顯示各種基礎信息，如表碼、瞬時量等，便于用戶對電能的查詢、計算。

(2) 計量表能夠監控用戶的用電量，電壓合格率能夠反映出所轄區域的電力使用狀況，并對可能出現的一些危害進行相關的監控和分析。通訊網絡能夠與使用者進行一種即時的通訊，提示有異常情況的使用者。隨著社會對用電的日益增長，計量自動化系統在用電監測、計量管理等各個方面都起著重要的作用，同時也能夠協助市場營銷部門開展一系列的工作，在實際的工作當中，通過計量自動化系統，及時地分析用電的風險問題，掌握轄區內所有客戶的電量，數據和負荷數據，及時的查處計量故障，查找一些竊電的行為。為了能夠提供高效生產率，滿足社會的基本需求，然而由于計量自動化系統面向的用戶有分散和集中的，對這些用戶的電量自動采集需要保證數據信息的完整性，除此之外，還要滿足計量自動化系統具有一定的開放性，因為用戶對電能質量的個性化需求，即根據客戶的用電量來確定電力市場的銷售模式，并對其進行一種及時地調整，從而使電力市場的銷售更加的科學化、人性化。電力計量自動化系統和市場營銷系統雖然是兩個不同的業務部門，但它們都是電力公司的一種資源，所以具備目標的一致性。

2 電能計量自動化系統功能

2.1 低壓集中抄表系統

該系統主要采用的是通訊技術與微機技術相結合的技術，其工作的流程就是由集中器等現場計量自動采集終端利用 RS485 線路或電力線路載波，完成對居民用戶智能電表當中的電能等信息的采集、存儲，以及由 GPRS 這種通用分組無線服務，向計量自動化主站管理系統發送各種數據。由于低壓集中抄表系統的存在，使電能的采集成為了一種自動的電能收集，從而大大減少了抄收時的人力資源問題，提高了電能的統計精度，從而可以對竊電行為進行一種有效的監控!為電費的計算和回收工作提供了可靠的數據支撐。

2.2 計量遙測監測系統

在變電所、發電站當中，經常使用計量遙測監控系統，它的主要作用就是實現電力數據的全面集成。一般而言，遙測監控系統能夠實現對入地電網的遠程監控，并對每個月的用電量進行相關的統計，并對所收集到的一些數據進行分析，找出主要的線路故障同時，計量遙測監控系統也為實時更新大量的數據提供了一個平臺，能夠綜合地分析、整理、記錄所收集到的電能、電壓、電流等數據。

2.3 大客戶大負荷管理系統

隨著我國經濟的迅速發展，大量的大型企業，如工礦企業就應運而生，由于用戶的相對特殊性，需要對用戶的電能、電壓、電流、功率等一系列的因素進行實時的監測，并根據監測的結果，為用戶提供一種高質量的供電服務。大用戶大負載管理是新形勢下電力公司創新發展的一個必然的選擇。大客戶大負荷管理系統的功能是通過計算機技術、計算機通信技術和自動化控制技術對大客戶進行一種實時的監控，通過大客戶大負荷的管理系統，可以實時的采集、存儲大客戶的電能、電壓、電流、功率因數等一系列的信息，并對電網的負載進行實時的監控和分析，在出現異常狀況的時候，能夠及時地做出快速的反應，保證用電的安全和穩定。

2.4 配變計量監測系統

配變計量監控系統的組成包括: 計量自動化控制監控系統、現場計量自動化終端、電量計量裝置等。配變計量監測系統是以無線網絡作為通信采集基礎，以低壓配電器為工具，對廣大電力用進行電量數據的監測和收集工作，并根據所收集到的數據，對配變的工作狀況進行一種實時的監測，對各種異常情況進行及時發現、快速的排查。

3 電能計量自動化系統在用電檢查和計量管理中的重要性

在電能檢測與計量管理等方面，該系統能夠 24 小時監控電力使用者的用電量，并能夠對異常的狀況做出一種及時的響應。這樣可以減少測量、檢驗工作受到氣候條件、工作時間限制等一系列因素的影響，在用電的過程當中，自動化系統能夠更加全面地掌握用戶的用電情況，建立用戶的電能檔案，對不同的時段進行一系列的分析，從而能夠更好地檢測到用戶的不正常行為，提高防竊電的效率。通過對自動計量系統的顯示，檢驗人員可以及時地對出現的問題進行相關的處理，從而降低用電統計的相對盲目性，提高用電檢查的工作效率。用電檢驗人員無需多次進行實地勘察，可以依據資料的反饋，對冬類問題進行一和及時準確的處理，以提高工作效率，提高工作的科學性。為供電公司節約員工的勞動成本，為供電員工節省勞動的時間。此外，計量自動化系統還能夠對線損進行一種全面的分析，為線損分析提供更為準確的數據支撐吧。在反竊電工作當中，計量自動化系統發揮著不容忽視的作用，通過對其進行一種實時的監測與反饋,能夠及時地發現偷盜、偷盜行為。此外，該自動控制系統還配備了報警的裝置，使電力稽查人員能夠更好地處理偷盜的行為，提高處理各類突發事件的效率。

4 電能計量自動化系統在用電檢查工作中的應用

一，電能計量自動化系統可以實現對電能用戶的用電量實時地進行監控，監控使用的電流、電壓和負荷，采集到的數據發現超限用電和超負荷的情況，系統會進行報警提示。這給工作人員傳輸警惕信號,及時性的前往問題用戶的家中，制止這種違法的行為，并對其進行教育指導，除此之外，電力計量自動化系統可對電力使用狀況進行相應的數據過程監測，為了避免其再次的違法，進而建立了一套動態實時性的電力負荷管理制度體系。

二，由電力測量自動化系統采集和查詢客戶的電流和電壓的使用情況，并根據監測過程發現的異常數據的進行快速分析，從而確定用戶有沒有行為,并將其列入重點的監控對象進行實時的監控，監控過程中發現其違法行為并充分地掌握相關證據后，就會嚴格地執行有關的法規，與此同時，利用電能計量自動化系統監控的測量點的一些數據，可以分析和計算出使用者的竊電行為。2013年8月9號，陽江陽西供電公司營業廳按照計量的相關指示，進入電力計量自動化系統，對陽西縣某水電站的瞬時量進行了-些調查，結果顯示，該公司在某一時段的二次電流達到14A（5A），但二次電壓出現了明顯的下降，隨后，他調取了 XX水電站的電費數據，結果顯示，從2013年2月26日開始，從 2013年2月26日開始，一直到23時，都是在21時到23時之間，初步判定有竊電的可能，并對其進行了連續的用電監測，之后確定有竊電行為。

三，利用電力計量自動化系統的一種監控信息或者利用用戶不正常的用戶查詢系統，對其異常的數據進行一種相關的分析，從而能夠及時地發現計量設備的一系列故障，并對其進行現場的用電檢查，及時的解決一些相關的問題，確保用電工作的順利進行和用電的效率。

5 電能計量自動化系統在計量管理工作中的應用

一，利用計量自動化系統當中的數據召喚功能提高了計量設備檢測的能力。在日常的計量工作當中，確保計量準確是一要務。在過去的一個月里用戶的一次檢測是一項非常重要的工作，以往在客戶的現場，往往就會發現客戶的電力設備還沒有連接沒有負載，導致無法進行現場的檢查。由測量自動化系統檢測用戶的現場操作資料，從相位角度判定線路是否正確，并查看負載電流是否符合現場的一次測試，確定負載符合相關的規定之后，再到現場進行檢查，以防止重復多次上門進行有效的檢驗;如果發現有什么不正常的地方，按照線路圖到現場進行糾正。采用系統判定和實地檢驗雙重判定的測量配線，可將測量誤差降到低。

二，根據相應的報警數據對異常警報情況進行梳理歸類，這樣可以提高計量設備的異常問題處置能力。對相應的報警數據對其原理性的分析可以快速鎖定問題點。目前主要將計量相關報警信息劃分為計量相關報警、經濟運行相關報警、安全運行報警等。再對其相應的報警類型進行細化拆分，計量自動化系統會自動地生成一種業務處理工單，并通過通信端口傳遞至營銷的系統中，從而提高計量設備的異常問題處置能力。

三，通過對計量自動化系統的監測功能，對各種數據進行詳細的分析統計，準確地對測量中的各種故障和風險點進行準確的分析。該系統的故障排除方法，使計量工作的及時性和準確性得到了很大的提升。例如，某局2010年到2013年，共發生了120起計量故障，其中由現場巡視發現的計量故障20起，占總故障數16.6%，由非巡檢發現的計量故障18起，占總故障數15%，由計量自動化系統發現的計量故障90起，占總故障數約68.4%。對其他幾起失效的原因進行了分析，認為PT二次環電壓失壓，CT二次環電流失流或不平衡，通信口失效 (老式電子表)。統計分析的結果顯示，該系統能夠對現場計量設備的運行狀況進行一種實時的監測，從故障發生的渠道比例分析可知，采用該系統進行的監測比一般的現場巡檢更加及時、高效，使其由被動向主動的工作方式進行轉變。

6 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

6.1概述

用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統、需求側管理等課題。

安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約電能，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。

6.2應用場所

（1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

（2）商業建筑（商場、金融機構建筑等）；

（3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

（4）科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑等）；

（5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據等）；

（6）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

6.3系統結構

6.4系統功能

1）實時監測

系統人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態，以及有關故障、告警等信號。

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2）電能統計報表

系統以豐富的報表支撐計量體系的完整性。系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

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3）詳細電參量查詢

在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變為手形，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

4）運行報表

系統具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、時間或選擇查詢更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據需要定制運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

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5）變壓器運行監視

系統對配電系統總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態進行在線實時監視，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。

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6）實時報警

系統具有實時報警功能，系統能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件進行實時監測，并根據事件等級發出告警。系統報警時自動彈出實時報警窗口，并發出聲音或語音提醒。

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7）歷史事件查詢

系統能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

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8）電能質量監測

系統可以對整個配電系統范圍內的電能質量進行持續性的監測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監測功能的電力儀表，不需要可刪除。

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9）遙控操作

系統支持對斷路器、隔離開關、接地刀等進行分、合遙控操作。系統具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能，對于每次遙控操作，系統自動生成操作記錄，記錄內容包含操作人、操作時間、操作類型等。實現該功能需要斷路器本身具有電操機構及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設備的支持。

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10）用戶權限管理

系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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11）通訊狀態圖

系統支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態，及時維護出現異常的設備，保證系統的穩定運行。

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12）視頻監控

視頻監控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

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13）用戶報告

用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析。

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14）APP支持

電力運維手機支持“監控系統”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”和“缺陷記錄”五大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。

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6.5系統硬件配置清單

應用場合	型號	圖片	功能
電能管理軟件	Acrel-3000WEB		Acrel-3000WEB電能管理軟件全方監視用戶配電系統的運行狀態和電量數據，為用戶提供更好的運維服務。平臺提供用戶概況、電力數據監測、電能質量分析、用電分析、日/月/年用能數據報表、異常事件報警和記錄、運行環境監測等功能，并支持多平臺、多終端數據訪問。
智能網關	Anet-2E8S1		8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP.DL/T645-1997、DL/1645-2007、CJT188-2004、OPC UA等協議的數據接入，ModbusT-c(主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT等協議上傳，支持不同協議向多平臺轉發數據;輸入電源:AC/DC 22ov，導軌式安裝。
	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104(主、從）、建筑能耗、SNMP、MOTT;（主模塊）輸入電源:DC 12 V ~36 V .支持4G擴展模塊，485擴展模塊。
	ANet-485		M485模塊:4路光耦隔離RS485
	ANet-M4G		M4G模塊:支持4G全網通
35kV/10kV/6kV微機保護裝置	AM6系列		35kV及以下配電系統線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監測/PT并列、母聯/備自投等保護。
35kV/10kV/6kV弧光保護	ARB5-M		主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，弧光保護<8組）、失靈保護(4組）、TA斷線監測（4組）、非電量保護、裝置故障告警
	ARB5-E		擴展單元，可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號
	ARB5-S		弧光探頭，建議安裝地點包括（但不限于）斷路器室、電纜室、母線室，可面板開孔安裝，亦可支架式安裝。弧光探頭的檢測范圍是一個角度為180°，半徑0.5m的扇形區域。
35kV/10kV/6kV進線柜電能質量在線監測	APView500		裝置1024點波形采樣，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監測、電壓不平衡度監測、事件記錄、測量控制等功能為一體，能夠滿足110kV及以下供電系統電能質量監測的要求。
35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節點測溫	ASD500		液晶屏顯示一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫濕度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕、預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內照明控制、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓內電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出
35kV/10kV/6kV傳感器	ATE400		合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米
35kV/10kV/6kV間隔電參量測量	APM830		三相(I、u、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos），零序電流In，四象限電能，實時及需量，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO,RS485/Modbus，LCD顯示
高壓重要回路或低壓進線柜	APM810		三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、coso)，零序電流In，四象限電能，實時及需量，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO,RS485/Modbus，LCD顯示
	AEM96		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率)﹔電流規格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級
	ADW300/4G		三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率測量;電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量;電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量當月及上三月的電壓、電流、功率;需量及上十二月歷史需量記錄;事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄;支持4路開關量輸入、2路開關量輸出;支持4路測溫;支持1路剩余電流測量;支持本地顯示及按鍵設置;有功電能精度1級。通訊方式:支持RS485通訊、Lora無線通訊、4G通訊;WIFI通訊
0.4kV出線	AEM72		三相電參量U、I、P、0、s、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）﹔電流規格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級.無功電能精度2級
	DTSD1352		三相電參量u、I、P、Q、s、PF、F測量，分相正向有功電能統計，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計﹔紅外通訊;電流規格:經互感器接入3×1(6)A.直接接入3×10(8o)A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級。
	ACR120EL		LCD顯示、全電參量測量(U、1、P、Q、PF、F);四象限電能計量;RS485/Modbus;可選復費率電能統計、需量統計;4DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus 協議
照明箱	DDSD1352		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量;紅外及RS485通訊;電流規格:10(60）A，有功電能精度1級，無功精度2級;可選配復費率
照明箱	DDS1352		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量;RS485通訊;電流規格:10(60)A，有功電能精度1級，無功精度2級;尺寸:1P
電流互感器	AKH-0.66/K型		開口式電流互感器