电子式电度表（精选8篇）
电子式电度表 篇1
引言
电度表作为电能计量工具, 在国民经济各部门中得到广泛的应用。长期以来, 使用的都是机械式感应电度表, 它耗电多、笨重、需要手工抄表、防窃电性能低, 很难满足现代化对电能计量的要求。因此随着微电子技术的迅猛发展, 微控制器和大规模集成电路在电能计量领域的广泛应用, 使电能表的技术水平和性能得到长足的发展, 电能表也由过去的机械感应式电能表, 发展到机电脉冲式、电子式[1]。
系统总体设计
单相电子式预付费电度表系统主要包括预付费系统和电能计量系统两部分。预付费系统主要是利用IC卡实现先付费, 后用电;电能计量系统完成电能计量、电能值显示掉电保护等功能。电能计量系统设计大体框图如图1所示。
电度表工作原理及硬件电路
有功电能测量的基本原理
在测量电能功率时, 不能直接对220V的交流电压和负载上的电流直接进行功率计算, 而应该对电流和电压进行采样处理得到功率再经过频率转换输出, CPU再对脉冲累计计数, 即可得到电能[2]。
本设计采用BL0932B电能计量芯片, 芯片内部包含了四象限模拟乘法器、积分器、电压/频率转换器VFC、计数器 (分频器) 及控制器, 它能将正弦电压和电流相乘后, 转换为频率输出[3]。只需对输出脉冲累计计数, 便可得到电能。
在正弦稳态的情况下, 正弦电压和电流分别为:
式中, u为交流电压瞬间值, i为交流电流瞬时值, U为交流电压有效值, I为交流电流有效值, ω为电流电的角频率, 为电压电流的相位差。
经四象限模拟乘法器相乘后的瞬时功率为:
由此可见, 瞬时功率由恒定分量和正弦分量两部分, 正弦分量的功率是电压 (或电流) 频率的两倍。图2为正弦电压、电流和瞬时功率的波形图。
瞬时功率P经积分器后, 得有功功率P, 即:
一段时间T内的电能W为:
即有功功率P为恒定分量, 正比于P的电压经V/F转换器变换后的输出频率, 因此用累计计数, 便可计算出电能。
电能计量电路硬件设计
电能计量硬件电路图如图3所示。采用500μΩ的锰铜分流器作为电流采样电阻, 用精密金属膜作为电压采样电阻。C4、R17、VD1、VD2、C8、C9、VZ1、VZ2为电容降压式电源, 为BL0932B提供正负5V的工作电压。32768Hz为表用晶体振荡器, 为BL0932B提供时钟。C7、C8为积分电容。R8为参考电压调整电位器。
磁保持继电器驱动电路
磁保持继电器能使电磁线圈中保持上次驱动脉冲的磁场不变, 即在正常工作时不需要驱动电流, 仅在需要改变触点状态时加上200ms左右的反向脉冲即可, 随后不需要加任何驱动。这样就降低了整个装置电能消耗, 大大节省了能量, 从而降低了功耗[4]。其电路如图4所示。
控制部分为整个电度表的核心部分, 实现脉冲采集、掉电保护、接收IC卡信号、串行EEPROM的采集和读写、完成显示模块的控制和磁保持继电器的驱动控制等功能。由于本设计的软件程序较多, 所以选用Atmel公司的AT89C52, 其内部有8KB的程序存储器, 无需外部扩展, 使硬件电路更加简单[5]。
IC卡接口电路采用Atmel公司的存储IC卡AT24C01, 用于存储由售电管理系统写入密码、卡号、电度数等, 是电管部门与用户连接的桥梁[6]。显示电路选用SMG12232A2液晶显示器, 功耗小, 可靠性高, 显示内容丰富、电路简单, 容量为122x32点阵, 采用总线方式连接。
该电度表有三组电压:+5V供单片机, +12V供磁保继电器, 5V供电能采集模块。交流7.5V, 经过硅堆整流、电容器滤波、7805集成稳压块稳压。+12V由交流10V经过整流, 电容器滤波即可, 无须稳压。电能采集模块使用5V采用阻容分压即可满足要求。
软件设计
电度表部分软件设计的主程序流程大致为初始化、检测卡、检测按键、显示几部分组成, 其框图如图5所示。
结论
本文以电能计量理论为基础, 以上海贝岭公司生产的BL0932B为电能计量芯片, 结合单片机技术, 开发设计了一款单相电子式预付费电度表。完成了对电表硬件以及软件的设计。电能表可对有功电量进行计量, 并可将电能数据进行存储, 通过液晶屏显示数据, 及时将用电信息反映给用户。
参考文献
[1]王海兰.电子式预付费电能表系统的分析及应用[J].科技情报开发与经济, 2009
[2]李媛媛.预付费电子电能表系统的研究[D].南京:南京理工大学, 2006
[3]贺富堂.双向电能计量集成电路BL0932B技术资料[DB].上海贝岭股份有限公司
[4]双向驱动继电器芯片BL8023技术资料[DB].上海贝岭股份有限公司
[5]张毅刚, 彭喜元, 董继成.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社, 2008
[6]贺富堂.电子式单相复费率IC卡电能表的研制[D].西安:西安理工大学, 2008
电子式电度表 篇2
（本进度表按自治区规定每周两课时安排）
2012.8
课题课时周次日期
机房维护与设备整理18月27日/8月31日 第1单元信息社会42/39月3日/9月14日 第2单元计算机的组成44/59月17日/9月29日 第3单元计算机的操作系统47/810月8日/10月19日 第4单元管理计算机文件89/1210月22日/11月16日 第5单元计算机系统的管理维护413/1411月19日/11月30日 综合实践活动415/1612月3日/12月14日 教学复习417/1812月17日/12月28日
八年级信息技术上册教学进度表
（本进度表按自治区规定每周两课时安排）
2012.8
课题课时周次日期
机房维护与设备整理18月27日/8月31日 第一单元认识计算机网络32/39月3日/9月14日 第二单元熟悉因特网33/49月17日/9月21日 第三单元利用网络资源45/79月24日/10月12日 第四单元做好建站准备48/910月15日/10月26日 第五单元建设网站810/1311月19日/11月23日 第六单元发布、管理网站21411月26日/11月30日 教学复习15/1812月3日/12月28日
九年级信息技术上册教学进度表
（本进度表按自治区规定每周两课时安排）
2012.8
课题课时周次日期
机房维护与设备整理18月27日/8月31日 第1单元多媒体技术229月3日/9月7日 第2单元多媒体素材的获取与加工
第3单元图像素材的获取与加工
第4单元视频素材的获取
第5单元制作多媒体作品
综合实践活动
初中教学综合复习
DJ7电子式直流电度表设计 篇3
随着现代化工矿企业、交通运输事业的飞速发展, 能源越发显得宝贵, 目前, 全国都已把开发能源和节约能源列为重要国策。
电能是能源的重要组成部分, 约占世界总能源的40%左右, 我国是个多直流电网的国家, 直流用户设备耗电又非常巨大, 矿山电力机车地铁电力机车、有色金属冶炼设备、无轨电车、大型轧钢、化工、高压直流输电、燃料电能、磁流体发电、气体发电、太阳能电池、新型储能设备都需要安装直流电度表, 此外铁路干线电力机车和内燃机车复激再生时和电阻制动时, 也要使用直流电度表。为此, 我对直流电能计量仪表直流电度表进行了研究和试制工作, 研制工作进行一年多的时间, 二○一○年初研制成功DJ7型电子式直流电度表具有国内先进水平, 目前此产品已批量生产投入市场使用, 下面将设计方按、原理线路进行论述。
2 方案选择论述
在确保电度表的精度要求, 稳定可靠和耐用的前提下, 寻找一种具有易于加工制造, 电气元器件立足于国内, 从设计上降低成本的设计原理和方案对DJ7型直流电度表的总的设计思想, 在调研的基础上确定按耐振动、耐冲击、抗磁场能力强、较宽的使用温度范围和耐湿热存放等技术性能进行设计制造, 故决定选用电子原理式的电路形成, 在广泛地对比了国内几个电子式直流电度表设计方案之后, 我对于其中的主要核心单元、功率转换部分采用压---频乘法器, 它与霍尔效应乘法器相比, 不仅成本大幅度降低约1倍左右, 更主要的是克服了霍尔乘法器原件漂移 (主要是时漂) 从而提高了表的精度和稳定可靠性。并易于批量生产和调整。
DJ7型直流电度表无论在技术性能上, 还是在经济指标上都优于采用霍尔器件功率转换器的直流电度表, 在机械结构上由于直接采用三相交流电度表一套外壳, 这就不仅大大简化了该表结构件加工制造, 更重要是大幅度降低了制造成本, 缩短了制造周期, 在电子式电度表中, 功率与电能的测量具有兼容性, 采用乘法器和V/F组成的功率/电能的测量具有兼容性, 二者差别仅在于脉冲累计时间, 累计一秒就得功率示值, 长时间累计就是电能, 因此, 用一个这种表就能把功率和电能二个物理量反映出来, 其优点在于保证了功率测量的精度, 也就保证了电能测量精度, 从而排除了机械式电度表一般计秒法, 在恒定的功率下测量时间再换算为电度表所引起的功率不稳定、时间差异等误差。
电子式电度表易于做成具有双向潮流特性, 满足复激再生的电度表。德国西门子公司于70年代后研制出的交流电度表 (在5-120%) 满负荷范围内其线性度可达0.2%, 并可通过导向门和两个计数器分别记录任意流向的电能, 即双向潮流特性。电子式直流电度表完全可以基于同样原理具有双向潮流特性, 而且用一个可逆电磁计数器, 不需要两个计数器, 读数更直观便捷。
电子式电度表容易实现多费率, 遥测、超额控制, 最大需量等功能, 便于自动化。电子式电度表不但实现对电能进行测量, 还可以用于全面负荷间控与直控, 通过集中检测、显示记录, 越限报警、数据分析、波纹控制、自动分配、负荷及遥测, 改善功率因数, 降低最大需求量, 削峰填谷进行电能管理, 达到管理分配用电和节约电能的目的, 根据上述优点, 选用了电子式压—频乘法器原理制造直流电度表。
3 原理线路设计论述
根据电能物理量的定义, dt可知, 欲测电能, 必须先测的瞬时功率, 再对时间积分, 便得一定时间内的电能。
实现直流功率乘法运算的电子线路很多。常用的有霍尔器件乘法器、模拟乘法器。其缺点是, 线路复杂、成本高、装调维修工艺复杂。所以采用压—频乘法器。是种调频—调幅型乘法器, 属平均型。
这种乘法器制作容易, 调试方便, 性能稳定。纯直流乘法精度很高, 可做到优于是0.1%, 所以, 应根据具体用途、精度、成本以及批量大小等方面要求, 进行综合考虑, 选用不同方案构成的功率表式电能表。
由于研制的电子式直流电度表, 应用于电力机车上, 整流站采用三相桥式硅整流, 经过谐波分析 (已为实践所证明) 采用压—频乘法器的约0.173%的方法谐波误差, 可归入整机的方法误差中去 (为固有误差) 研究1.5级直流电度表是可行的。
应用压—频乘法器构成的功率/电能表的工作原理见原理方框图。
压—频乘法器由两个VFC和一个模拟开关 (K1) 组成, 此乘法器为调频—调幅型乘法器, 属平均型。
这个功率乘法器中的两个VFC (VFC1和VFC2) 可由集成电路和其它一些元件组搭而成。在我研制的直流电度表中就是这么做的, 也可方便地选用原膜组件VFC, 如国产DLS100系列产品。
R1、R2组成分压器, 对被测电压进行适当衰减, A1是电压跟随器, 起阻抗匹配作用。K1、K2为两个模拟开关, 其中K1做调制器, K2起接通或断开秒信号作用, RN是分流器, 相当于小阻值标准电阻, 被测电流在其上产生毫伏级的取样电压, 用前置放大器A2进行必要放大后送给VFC1进行调频变换。
设分流器I/V变换系数为α, 前置放大器A2闭环增益为K2, 则
U2=K2·ΑIX
若VFC1的V/F变换系数为KF1, 则
f 1=K f 1·U 2=K f 1·K 2αI X=Kf1·K2αIX
当VFC1输出脉冲系列的矩形脉冲宽度是准确固定的, 后面便可省去定时电路。这个脉冲系列去开启模拟开关K1, 则K1在单位时间里的总闭合时间为f1TN, TN是f1脉冲系列的脉宽, 由VFC1中的时钟脉冲的周期决定。这样, 连续信号V1通过K1对f1脉冲系列进行调幅变换秤U3调制及U3, 由低通滤波器 (由R7C组成) 取样均值得直流电压U3。
U3=f1TNU1=f1TNßUX
此处为分压器的分压系数。
令VFC2的V-F变换系数为Kf2, 于是f2=Kf2U3=Kf2Kf1K2αßTNUXIX=K´UXIX
实现了功率的乘法运算, 波形略。
当作用电能测量时, f3经直通分频器, 按着电度表的刻度及计算单位, 适当选择分频系数。由于所采选具体分频器的输出脉冲可能过宽或过窄。分频器后面需加一级定时电路, 其原因是:
当方便地实现停电后仍能保持累计计数, 通常使用电磁计数器。而电磁计数的最高工作频率约为5Hz, 即要求计数器的驱动信号脉冲宽需100ms。
当驱动脉宽过窄, 例如BH007手表电路作分频器时, 输出脉宽仅有7.8ms, 经给电磁计数器时, 计数器不能正常工作, 当所用分频器输出为方波时, 脉宽过窄, 电磁计数器的通电时间加大, 增加了供电电源的平均功耗, 加入一级定时电路后即能保证电磁计数器正常工作, 又可降低供电电源的平均功耗。
但是, 由于电磁计数器的驱动电流通常较大, 需二三百豪安, 因此其前面必须加一级功率驱动级。
当作用功率计量时, 开关K2闭合秒信号为与门的闸门信号, 计数器显示的是每秒钟通过的脉冲个数, 得功率显示。然而, 这时的计数器便不能用电磁计数器, 而采用电子显示器, 而且有复零等控制信号。
手续计划进度表 篇4
一、国有土地使用证（15个工作日）：
经鸡泽县政府完成遂园小区经济适用房土地分割后到土地局进行以下程序： 1． 重新签署遂园小区土地出让合同。2． 联系测绘单位对地块进行测量。
3． 土地出让金契税、耕地占用税等款项核对，出具单据。4． 到地籍科领取表格资料办理新的土地证：
5．根据《土地管理法》及《土地登记规则》的规定，土地登记按照土地登记申请书——地籍调查——权属审核——登记发证的程序办理
1、土地登记申请书;
2、单位、法定代表人证明，个人身份证明或者户籍证明;
3、土地权属来源证明材料(政府材料);
4、地上附着物权属证明
5、批准用地缴税费发票或有关土地使用权出让金支付凭证。
委托代理人申请土地登记的，还应当提交授权委托书和代理人身份证明。
提交以上资料后，国土资源部门派员进行地籍权属调查，符合规定的在20个工作日内给予办理并报县人民政府审查批准.由县级以上人民政府登记造册，核发证书，确认使用权。
二、建设用地规划许可证（10个工作日）：
1、建设单位持有关材料到建设局规划科申报。
2、在核收申报材料时，如发现有可以当场更正的错误的，应当允许申请人当场更正；如发现材料不齐全或不符合要求，应当当场告知申请人需补正的全部内容。
3、在核收申报材料时，应进行项目建设报件登记并注明收件内容及日期。
4、申报材料经核收后，将申报材料转项目经办人。
5、项目经办人接到转来的申报材料，经审核认为需补正相关文件，一次性书面告知申请人需补正的全部内容转窗口，通知申请人补正材料后重新申报。
6、经审核申报材料合格后，项目经办人进行现场踏查，符合规划要求的项目，发给项目单位《建设用地规划许可证》。
7、申请人要求变更《建设用地规划许可证》内容的，应重新提出申请，按照规定程序换领《建设用地规划许可证》。提交材料：
申办《建设用地规划许可证》申请人须提交建设用地规划许可申请，并按要求提供所规定的文件、图纸、资料进行申报。
1、建设用地规划许可证申请表(单位公章)；
2、立项批复；
3、经国土资源部门确认的、具有测绘资质的单位测绘1：500或1:1000勘测定界图3张
4、关于办理《建设用地规划许可证》的法人授权委托书及经办人身份证复印件（出示原件）。
5、经土地招标、拍卖方式取得国有土地使用权的建设项目还需提供：
（1）《国有土地使用权出让合同》（复印件）；
（2）《国有土地使用权出让合同》中的规划设计条件及附图（复印件）；
（3）法人资格证明（工商营业执照或组织机构法人代码证）（复印件）；
（4）如属于经营性房地产开发建设项目，还需提供开发公司资质证明（复印件）。
注：
1、复印件需出示原件；
6、到建设局规划科办理。
二、河北省固定资产投资项目核准证：（15天）1.编写项目申请报告
（1）项目申请报告应主要包括以下主要内容：
a、项目申报单位情况（含营业执照、机构代码证、资质证等）。b、拟建项目情况。c、拟建项目指标方案。d、建设用地与相关规划。e、资源利用和能源耗用分析。f、生态环境影响分析。g、经济和社会效果分析。2.提交资料：
（2）城市规划行政主管部门出具的建设项目选址意见；（3）国土资源行政主管部门出具的项目用地预审意见；
（4）环境保护行政主管部门出具的环境影响评价文件的审批意见；（5）根据有关法律法规应提交的其他文件。3.报邯郸市行政服务大厅审批办理。
三、建设工程规划许可证：（15天）
申请办理建设工程规划许可证，应当提交使用土地的有关证明文件、建设工程设计方案等材料。需要建设单位编制修建性详细规划的建设项目，还应当提交修建性详细规划。
(1)《建设工程规划许可证》申请表1 份，并加盖申请人印章
(2)有关计划批准文件、设计条件或规划方案审批意见
(3)土地使用权属证件及附图
(4)符合出图标准并加盖建筑设计单位设计出图章的1/500或1/1000总平面设计图两份
(6)建筑施工图一套，图纸须加盖设计单位图章；
(7)相关单位部门审核意见
(8)日照分析文件一份（可选）
到建设局规划科审批办理。
四、建设工程施工许可证：（20天）申请前的准备工作及办理条件：
（1）施工场地已基本具备施工条件；
（2）已经办理该建筑工程用地批准手续；
（3）在城市规划区的建筑工程，已经取得规划许可证；（4）已经确定建筑施工企业；
（5）有满足相关设计规范要求的施工图纸；
（6）已在质量监督主管部门及安全监督主管部门办理相应的质量、安全监督注册手续；
（7）建设资金已经落实，工期不足1年的，到位资金不得少于工程合同价款的50%；工期超过1年的，到位资金不得少于工程合同价款的30%。
（一）提交材料：
1、房屋建筑工程，申请人需提交如下申请材料：
（1）按规定填写、盖章的《建筑工程施工许可申请表》一式三份；
（2）建设工程规划许可证正本、附件的复印件；
（3）用地批准手续（国有土地使用证或有关批准文件）复印件；
（4）施工图设计文件审查通知书原件；
（5）招投标管理部门出具的施工合同备案表；
（6）招投标管理部门出具的监理合同备案表（依法应当委托监理的工程提交）；
（8）项目建设资金落实证明原件；
（10）法人委托书；
（11）分类填报的《建筑节能设计审查备案登记表》（一式三份，建筑节能设计审查用）。
建设局建管科办理。
单相电度表维修及检测的重要意义 篇5
电度表一目了然, 表面清楚的标有电表的名称、型号等;如某单项电度表, DB27型;并有计算器窗口, 根据不同型号的电度表, 其窗口位数也不同, 一般情况下常用单相电度表口末位为一位或二位, 表示的电度数的十分位或者百分位, 以此类推。电度表上有个2的标志在其最上方, 该标记是用来表示该电度表的准确度数和等级数, 它表示该表准确度在2级之内, 表面还有一个三角形, 三角形内字母表示使用条件的分组代号, 如B表示B组仪表实验室用电度表都按B组条件制造另外还有标定电流和额定最大电流;标定电流即使用电流, 而额定最大电流是标定电流的150%。
2 如何准确的选择单项电度表
要选择一个好的电度表之前, 必须先计算出家庭用电器用电的总功率P和使用所需要的电流I。电度表的选择实在上就是根据家庭电器用电P和I的大小来选择的。在实际生活使用中, 家用电器所需电流不得超过电表核定电流的5%, 下限则是不得低于核定电流的5%, 否则会产生较大的误差。例如总功率为800W, 计算出使用电流为3.64A, 所以应选标定电流为4A电度表即可, 最好选用全国统一设计的DD30型4 (8) A表。由理论可知, 选用2A电表时, 最小负载不应小于22W, 当选5A电表时, 最小负载不能小于55w, 如果最小负载为30W灯泡, 最大负载为800W, 则不宜选择5A以上的电表。因此, 我们可以得出选择电度表结论是:负载电流的上限不能超过标定电流的5%, 下限也不能低于标定电流的5%。
3 单项电度表的维修
电度表接入电网开始工作以后, 无论正式动作与否都会产生“嗡嗡”的声音, 这种声音一般情况下是不会影响电度表准确的计数的, 当然如果声音过大则需要进行维修, 否则会影响用户及供电单位的利益关系。出现“嗡嗡”声音的主要原因是有的电度表中电压圈的铁心松动或者螺丝松动所至, 只要将其紧固一下便可。当然如果电表转动时产生“嚓嚓”声, 则是转盘有损坏, 此种情况应立即送到供电局进行维修。当关闭所有电流后, 电度表还有一圈的转动这是属于正常的现象的。如果断流后, 还不停的在转动, 则说明线路有问题, 或者是漏电或者电表自身有问题。由于电度表在工作时铝盘总是处于不断转动状态, 转轴承容易产生磨损, 所以在选用电表时尽可能去选择国产轴承质量好的电度表。一块电度表使用3~4年后, 最好送计量或供电部门维修和检测。单项电度表的维修和检测就显得分外重要。
4 单项电度表的检测
4.1 功率秒表法
首先用表转电度表和秒表来测量, 本次采用功率秒表法, 即用一只功率表和秒表, 测量电表在各种不用负载时的准确度, 当 (cos=1和cos=0.5情况下, 电度表转一定转数所需要时间为秒, 其相对误差为:
式子中的P-功率表的度数, 单位为kw;n-铝盘转数;C-电度表常数, 单位为r/kw.h。从相对误差值可知被校电度表是否符合原来的准确度等级。相对误差的测定应在额定电压, 额定电流 (100%, 60%, 10%) 和cos=1和cos=0.5的条件下进行。为了负载调节方便最好选200W、IOOW和40W的白炽灯进行试验。
在测量之前先调节调压器输出额定电压为220V, 当负载与电源接通后对负载预热5min, 观察电压表是否为额定值, 待各电表指示稳定, 分表读出各负载的电压, 电流, 功率及电度表铝盘转数为1~20转所需要的时间t。为了减少误差, t必须测量3次。根据测量结果用 (公式2) 式计算出该电度表的相对误差r, 当r为正时, 则电度表偏慢, 当r为负时, 电度表偏快。经过多表实验, 如不计电表本身误差, 此方法的相对误差不超过正负2.5%。要提高测量的精度的关键是准确测量出U, P, t的值, 如选用0.5级实验室仪表和电子秒表, 则实验结果可以达到2级电度表的校验要求。但在实验时选取被校表的转数不宜取的太多 (一般20转以下) , 因交流电压不稳定, 转数太多影响测量精度。
4.2 正常转速的简易估算
正在转动中的电度表要想了解它是否工作正常, 可在现场用简易的测试与计算方法来确定。在装有电度表需要计量电能的现场线路中都装有电压表, 电流表等。只要读出电压, 电流值, 则线路的功率P即可求得, P=IUcos。根据电度表常数C (单位为r/kw.h) , 即可由下式求出在功率为P时, 电度表转一转所需的时间 (秒) T=3600/PC。
计算所得时间T与用秒表 (或手表) 实际测得的这只电度表的铝盘每转一圈所需要的时问t相比, 即可大致估计电度表的相对误差, 如实际测得的值t比计算值T小, 即说明电度表转得快了, 则表明负载比实际用电少而电度表多计电度数, 反之电度表少计电度数, t与T相差越大说明电度表的误差越大。这种简易估算法同样可以用到三相电度表中。
5 结论
以上3只电表均通过仔细校验, 符合精度要求。通过上述分析和实验可以看出, 要想提高校表的准确度, 必须准确测出P, U, t值, 电压表一定要选0.5级实验室仪表和电子秒表, 则实验结果完全可以达到2.0级电度表的要求。从3只不用规格的灯泡看, 灯泡的功率与标称值相差不大, 实验误差都在3.3%之内。所以, 选用普通照明灯泡做电表负载实验时, 只要选择正规厂家, 发光正常的灯泡, 实验还是可以得到较高精度的。
参考文献
[1]刘式雍.电工技术[M].上海:同济大学出版社, 2006.
[2]秦光戎.电工学[M].北京:高等教育出版社, 2006.
变电站电度表的接线工作浅析 篇6
电力系统中的用电设备,尽管大小不同,功能各异,但都需要电力网提供的电能。 电度表是专门用来计量电能的电表,其计量的结果是某段时间通过电路的电能。电度表接线方式的不同对电负荷测量的精度影响也不相同,因此需要深入研究变电站电度表的接线方式。
1计量单相有功电能的电度表接线
单相电度表的接线方式分为一进一出直接接入方式,二进二出的直接接入方式两种。接线原理都相同,负荷的电流I无遗漏地完全通过电流线圈,电源的电压U完全跨接于电压线圈上而无差别,这种接线方式可计量单相二线有功电度。实际上绝大多数单相负荷是感性的,容性和阻性的负荷极少。不论负荷是什么性质,在一般情形下,负荷功率因数是0
接线应注意:
(1)电度表或电流互感器的电流线圈, 必须串联在相应的火线上,若串联在地线上就可能产生漏计电度的现象。
(2)电压互感器必须并联在电流互感器的电源侧,若将电压互感器并联在电流互感器的负荷侧,则电压互感器一次线圈电流必然通过电流互感器的一次线圈,因而使电度表多计了不是负荷所消耗的电度。
(3)通常电压互感器一次均装熔断器保护,其二次由于熔丝容易接触不良而增大电压降,致使电度表计量电度不准(有时能产生相当大的负误差,如—10%左右),所以有关规程规定——电度表用电压互感器二次回路不装熔断器。
2计量三相四线有功电能的电度表接线
如图1,是三个元件的三相四线有功电度表的标准接线方式,电流分别通过元件1、元件2、元件3的电流线圈,电压分别并接于元件1、元件2、元件3的电压线圈上,采用这种接线方式的电度表最适用于中性点直接接地三相四线电路中计量有功电能,不论三相电压电流是否对称均能准确计量。
图1 三相四线有功电度表的标准接线方式
采用这种接线方式应注意:
(1)应按正相序(A、B、C)接线,反相序(C、B、A)接线表虽然不反转,但是若相序反接,由于表的结构和校表方法等原因, 将产生附加误差(例如DTl型三个圆盘的电度表反相序时可能产生土0.5%左右的附加误差,DT2型单圆盘的电度表反相序时可能产生土1.0%左右的附加误差)。
(2)N线(即中性线)与A、B、C相线不要颠倒,若颠倒了,一则错计电度,二则其中的两个元件电压线圈就承受线电压,是电压线圈应该承受相电压的倍,致使电压线圈烧损。
(3)当附有互感器接线时,应特别注意N线对应端钮O的连接接触良好,若O线断了,表的O端钮与电源中性线(即N线)能产生10伏左右的电压差,会引起较大的计量误差。
3计量三相四线无功电能的电度表接线
图2是三个元件的三相四线无功电度表,计量三相四线无功电度的接线图。因为三相四线有功电度表是三只单相电度表结合而成,所以用三相四线有功电度表,按照图2改变接线后用于三相四线电路,将其计量度数乘即等于三相四线无功电度。用三相四线有功电度表改制为三相四线无功电度表时应注意 :前者电压线圈所承受的相电压等于后者电压线圈承受线电压乘,因此原来是380/220伏的三相四线有功电度表,改制成图2接线方式的无功电度表,只适用于线电压为220伏的三相系统,还应增添倍率
采用图2接线的电度表及经互感器计量三相系统无功电度时有以下情况:
(1)在三相电源为正相序(A、B、C)和感性负荷时表正转,在三相电源为反相序(C、B、A)和感性负荷时表反转,因此在感性负荷时必须按正相序接线,才能使表正转并且计量正确。
(2)在三相电源为正相序和容性负荷时表反转,这时应使表的电流端钮入、出线对换,从而使表正转,计量准确。
(3)在三相电压对称时,能够准确计量电流对称和不对称的三相系统无功电度。
4电度表的联合接线
联合接线的主要条件:
(1)在LH和YH的二次回路中应安装必要的具有接线端钮和联接板的接线盒,。 以备在带电状态撤装电度表的接线时不影响继电保护装置和其它电表的正常工作;
(2)所有电表、指示灯和继电保护装置等电压线路并联后的负荷电流,应不超过YH二次的额定负荷电流;
(3)所有电表和继电保护装置等的电流线路,接线端钮和导线等串联后的电阻值, 应不超过LH二次额定负荷电阻值;
电度表联合接线的主要规则:
(1)所有电度表的接线方式在联合接线中仍然适用,但必须按照各种相应接线方式,使其电压线路并联,电流线路串联。
(2)YH应装接在LH的电源侧,通常不许将YH装接在LH的负荷侧,否则在系统负荷功率和LH变比较小时有附加误差。
(3)YH二次出线端钮到电度表端钮间的二次电压回路应专设,电压回路导线及电缆截面和长度应按照回路中的电压降不超过额定电压的o.5%来选择,并不许接装保险器。
5结语
电子式电度表 篇7
关键词：AT89C51,数字电度表,集中管理系统,自动抄送,控制用电
1 引 言
目前,我国城乡居民用户抄电表的方式基本上都是人工抄表,即由抄表人员每月逐户查抄电表。这种落后的方式,消耗大量的人力、物力,而且采集数据的时间跨度大、采集数据的准确度低。因此,国家有关部门规定以后将逐步以计算机为基础的自动抄表系统取代传统的人工抄表。自动抄表系统目前主要采用有线通信技术和电力载波通信技术。有线通信技术作为传统方法,以其稳定性占有优势。但有线通信铺线工程浩大,而且容易被人为损坏;同时居民楼建成后,再在墙壁表面拉线,居民难以接受。电力载波通信技术能有效解决上述问题,他利用现有交流电源线作为通信线路,省去了铺线工程,优势明显。但由于电力线是给用电设备传送电能的,而不是用来传送数据的,所以电力线对数据传输有许多限制。因此,本次设计的自动抄表系统是建立在有线通信技术基础上的。
自动抄表(Automatic Meter Reading,AMR)是指采用通讯和计算机网络等技术自动读取和处理表计数据[2]。发展电能自动抄表技术是提高用电管理水平的需要,也是网络和计算机技术迅速发展的必然。在用电管理方面,采用自动抄表技术,不仅能节约人力资源,更重要的是可提高抄表的准确性,减少因估计或誊写而造成帐单出错,使供用电管理部门能及时准确获得数据信息。智能远程抄表系统的使用是在整个住宅小区内布线,并集中到小区的物业管理中心,通过网络或电话将相关数据参数传输到供电局营业所、自来水公司营业所、煤气公司营业所;或将区域管理机组直接与网络或电话连接,直接将相关数据参数传输到供电局营业所、自来水公司营业所、煤气公司营业所。这种方式可以实时或定时自动采集每一块计量表的读数,可以实现一个城市在同一时刻抄收所有电表的数据,并完美地监控整个系统的工作状态。
2 系统组成与工作原理
本系统利用控制中心、采集器、存取器、通信等功能模块,对居民的电表进行集中管理。其中采集器主要对用户的电表进行脉冲计数。通信模块是整个系统的通信桥梁,他接收主控机监测命令,并把采集器的计数值送到主控机。主控机由单片机构成,负责对所有用户的电表进行自动抄表和全面监控,管理人员通过主控机就能知道每个用户的电表用量和供电情况,从而利用本系统对一大片用户进行集中管理。系统的核心是提供了一个控制信号采集和数据传输的平台,这个传输平台的逻辑层主要由链路层、网络层、传输层和接口等组成。他的前端模块主要资源有处理器、存储器、信号采集单元与相关信息,他能合理分配、控制处理器、控制信号的采集,使控制电路正常工作,确保采集的信息和数据能有效的传输。
整个系统的组成可分为2个部分:第一部分为数字式用户电度表,即完成数据采集,电量计算和传输;第二部分为控制中心,实现监控。整个系统的原理框图如图1所示。
控制中心向每个用户逐一发送数据采集指令,当用户接收到指令时,将采集到的用户用电量发送到控制中心。控制中心将采集到的每个用户的用电量进行显示,并且进行数据处理,如果某个用户的用电量超出了控制中心设定的用电量,控制中心将向该用户发出停止用电的指令,用户收到指令后自动切断电力线,限制用户的用电。
3 数字电度表各模块介绍
下面将介绍各模块的核心电路原理,以此来说明各模块的设计和功能。
(1) CPU及外围电路(AT89C51)
AT89C51是一种带4 kB闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory,FPEROM)的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。该器件采用Atmel高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,Atmel的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
(2) 功率计量(AD7755)
AD7755是一种高准确度电能测量集成电路,其技术指标超过IEC1036规定的准确度要求。AD7755只在ADC和基准源中使用模拟电路,所有其他信号处理(如相乘和滤波)都使用数字电路,这使得AD7755在恶劣的环境条件下仍能保持极高的准确度和长期稳定性。AD7755的低频输出是通过对上述有功功率信息的累计产生,即在两个输出脉冲之间经过长时间的累加,因此输出频率正比于平均有功功率。当这个平均有功功率信息进一步被累加(例如通过计度器累加),就能获得电能计量信息。CF输出的频率较高,累加时间较短,因此CF的输出频率正比于瞬时有功功率,这对于在稳定负载条件下进行系统校验是很有用的。AD7755只有4个由S0,S1的逻辑而定的工作频率,这4个可选的频率是针对仪表常数为100 imp/kWhr(即每千瓦时对应100个计数脉冲),最大电流在10～120 A之间的情况优化设计的。
由于本设计要求在额定电压为220 V(市电)的情况下,电度表的最大负载为2 000 W,因此,完全可以利用仪表常数为100 imp/kWhr进行电量计算。
AD7755的外围电路的设计重心在两个通道的前端电路。居民用电负荷反映在电流的大小上,因而用户用电电流的变化范围比起电网电压波动来说要大得多,其范围一般从0到满刻度,对用户电流信号进行实时取样与处理的电路。
我国居民家用电网的电压理论值为220 V/50 Hz,由于各种因素的影响,电网供电电压的波动范围较大(用电高峰期有时会低于150 V)。这样,为了提高电度表的精度,需要对电网电压进行实时采样,以计及电网电压变化对用户耗电功率和电量的影响。
另外在CLKIN与CLKOUT之间加上外部时钟,对规定的工作来说时钟频率是3.58 MHz。因此只要加上3.58 MHz的晶振电路就可以。
(3) 显示器(LED)
本设计利用4位共阴数码管作为电度表的显示器,以实时显示电度表的电量。4位共阴数码管集成在一起有12个引脚,其中8个段驱动,4个位驱动。AD0804,DAC0832,LM324(4运放),采用动态显示方式。
扫描显示原理:本实验板用了1块4 位集成的LED 显示器。由于采用共阴数码管,所以低电平选通。要显示1个数字,并不是哪位显示就给哪位发,因为数码管的段驱动都连在一起,所以是给每个数码管都发送显示码,只不过通过输出位选信号保证只让某位数码管显示,其他处于不显示状态。
注意在LED的显示电路中,LED管的位选端要加上三极管起放大作用以保证数码管的8段显示电流。由于二极管的点亮电流为10 mA,因此每1位的电流至少得达到80 mA,但是单片机的I/O口不能输出这么大的电流。一般情况下,共阴极的数码管使用NPN管,共阳极的则使用PNP管。
(4) 数据通信(MAX232)
MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS 232标准串口设计的接口电路,为RS 232收发器,简单易用,单+5 V电源供电 。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准,每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。仅需外接几个电容即可完成从TTL电平到RS 232电平的转换。
(5) 存储器(24C02)
24C02属于AT24系列存贮器,AT24系列存贮器芯片采用CMOS工艺制造,内置有高压泵,可在单电压供电条件下工作。其标准封装为8脚DIP封装形式,24C02与单片机的接口电路很简单,只要将SCL和SDA跟单片机的I/O相连即可。
(6) 稳压电源
为了满足本系统中集成电路的需要,可以利用电网进户线通过稳压电路产生+5 V的直流工作电源。220 V的交流电先经过高压电容,再经过两个IN4001二极管的整流,最后通过稳压管IN47的稳压就可以得到+5 V的直流电源。
系统的故障保护部分由光耦817B和电磁继电器组成。脉冲输出与单片机之间加上的光耦主要是以防干扰。
4 控制机的设计
4.1 控制机的设计思想
控制机由主控机、人机交互界面、显示器、通信等功能模块,实现对电度表进行集中管理和控制。其中单片机89C51构成主控机,实现对电度表的数据采集,处理,存储以及控制。为了人为地、更好、更自由地控制电度表,利用键盘作为人机交互界面。显示器可以显示所采集和处理的数据以及信息,由LCM完成此功能。通信模块则是为了跟电度表进行通信,以实现数据和信息的传输。工作流程如图3所示。
4.2 硬件设计
(1) 人机交互界面
由4×4矩阵式键盘控制。这样,在键盘中按键数量较多时,可以减少I/O口的占用。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过1个按键加以连接。这样,1个端口(如P1口)就可以构成4×4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了1倍。
(2) 显示器(LCD)
主要由1602型LCM模块构成,TC1602A是一种16字×2行的字符型液晶显示模块。
DDRAM为数据显示用的RAM(Data Display RAM,DDRAM),用以存放要LCD显示的数据,只要将标准的ASCII码放入DDRAM,内部控制线路就会自动将数据传送到显示器上,并显示出该ASCII码对应的字符。
控制机程序部分以子程序的方式给出,要进行串行通信时,可以直接调用这个子程序。控制机在接收或发送1个数据块后可返回主程序,完成其他的任务。分机部分以串行口中断服务程序的方式给出。故分机在这种情况下不能简单地等待分机准备就绪,而要重新跟分机联络,使分机再次进入串行口中断,可以通过按键12来实现。系统采用定时器1作为波特率发生器。控制机与分机所设置的波特率相同,在一定的条件下,可基本上实现通信的同步。
5 结 语
系统不但具有对各住宅用户进行数据统计,用电管理等功能,而且抄数即快速又准确,彻底解决了人工抄表的所有弊病,大大提高了工作效率,可以广泛应用于居民住宅小区、学校、工厂等。另外,对该系统稍加改造便可用于对煤气表,水表等其他家用数据的自动抄收。其中的数字电度表测量精度高,性能稳定可靠,不但可以取代老式的齿轮式电度表,还可以实现远程抄表及高效数据管理,是现代供配电管理不可缺少的用户电功率计,是老式电度表的替代产品。
参考文献
[1]高锋.单片微型计算机原理与接口技术[M].北京:科学出版社,2003.
电子式电度表 篇8
1 程控电度表校验台中使用PWM电源的方案的探究
对于程控电度表校验台使用PWM电源时我们要充分考虑各种因素的影响和电度表的性能和制作成本, 建立一个性能好, 结构齐全的硬件体系。具体的硬件体系应该有主要以下几个部分构成:可以程控调频调相调幅电路的信息发生器, PWM三相电压功放, 电流电压反馈网络, 变压器和控制中心等。信息发生器可以给PWM电源提供合适的波形, 是通过以下的原理获得PWM能识别的波形, 时钟和市频通过频率发生器和频率追踪器以锁连环的形式把调频调相调幅的信息传递到计数器上。数字波合成技术把计数器与波形存储地址连接起来, 波形存储器可以把里面包含的波形信息以函数的方式存储到不同的单元。最后经过波形合成器的处理不同单元的函数值从而需要的波形。一般说来PWM输出的是经过脉宽的处理但谐波分量依然十分多的方波。但电度表校验台是通过精确度要求较高的正弦波传递数据流的。这就需要在整个硬件体系中加上两层的滤波器, 把谐波多的方波转变为正弦波。如何把程控电度表校验台中的正弦波所包含的不能被人们很好的识别的信息转化为数字信息, 需要在硬件体系中加入两个高精度互感器, 分别输入到电度表的交流电流和交流电压的信息按照一定的比例改变换算电度表能够检测的量限。一方面能够降低电度表的消损磨耗延长电度表的使用寿命, 另一方面, 可以减少PWM电源的谐波量大超过了电度表校验台的测量范围而引起的波形失真, 调解波段的振幅值和稳定度, 提高电度表校验台的检验水平。使用了PWM电源的程控电度表校验台一般可以处理数个用户的数据, 做到一表多用, 可以大大节约了设备成本, 所以在设计新型的电度表是要建立一个控制中心, 它可以调解电度表的调频调幅决定其波形在必要的时候还可以改变电度表校验台的检测范围, 控制电度表的工作过程保证电度表的校验水准。另外, PWM自有的自动保护设备在遇到一些突发情况时, 如电度表的负载超负荷, 电路短路或者在某处电路的断开时, 使用了PWM电源的电度表可以自我保护并及时发现出现问题到节点所在, 减少了维护人员排查问题的难度。
2 使用PWM电源的电度表校验台普遍存在的电磁干扰问题
使用了PWM电源的电度表校验台在很多的环节都存在了电磁干扰的问题, 上述的电度表校验程控标准源系统的各个硬件中很多的电磁干扰源。使用了PWM电源的电度表校验台其实是一个拥有很多个大大小小的强弱电共同存在的系统, 强电部分对弱电部分来说其本身的存在就是一个电磁干扰源, 他们在工作状态下会产生很多的谐波辐射, 这些辐射会产生一些耦合噪声这些噪声的存在严重影响弱电区域的工作性能。这些辐射可以经过信号线产生更强的噪声。另外强电部分在系统供电时会产生持续的开关电源噪声对弱电部分产生电磁干扰, 还有强电和弱电部分的分布参数不同会引发不同的电磁反射这些电磁反射会产生不同强度的接地噪声与电度表交流电在强弱电所在的硬件部分回合引发的噪声也会对电度表造成电磁干扰。弱电部分对电度表造成电磁干扰的来源主要有两个方面:一个是PWM电源工作时产生的信号谐波噪声, 另外一个是功率器件切换时所造成的其他噪声。这些电磁干扰源会在极短的时间内产生相当量的尖峰电压, 电压会迅速叠加在电度表开关的两极, 这样会给开关器件带来非常大安全隐患, 与此同时这些很强大的尖峰电压会合电度表的电容发生耦合作用, 把电度表中产生的巨大的电压和电流全部耦合到PWM电源系中, 会引发控制中心在硬件系统内发布错误的指令进而影响电度表的正常性能。电度表一般与变压器共同工作, 而其非线性的结构构造也产生一定谐波对电度表造成电磁干扰。
3 结语
使用PWM电源程控电度表校验台可以大批量的生产, 性价比比较高。一般性能比较稳定性, 采用科学合理的设计方案可以使电度表具有相当简单的结构, 可以通过整流滤波把交流电变成直流电, 大大的减少了程控电度表校验台的制造成本, 使其使用起来更加安全可靠。
参考文献
[1]张昌玉, 白亚梅.程控电度表校验台用PWM电源研究[J].价值工程, 2010.
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