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2023-11-24 11:511.急求一篇数字电能表的论文
电子式多功能电能表的设计与实现 作者： 时间：2007-11-24 13:20:00 来源：论文天下论文网 Google提供的广告 电压表功率表 上海安科瑞专业从事低压配电仪表 型号齐全，高精度，性能稳定，价格优！.cn 深圳市亚特尔科技有限公司 专业生产电量变送器、电测量数显表、综合电力仪表以及电子式电能表等产品 本文阐述了电子式多功能电能表的设计方法、硬件设计的技术关键和软件设计流程。
并以NEC的uPD78F0338单片机为例，实现了一款具有四种费率、六条负荷曲线和两套费率结构的三相四线电子式多功能电能表 电子式多功能电能表主要针对国内市场三相用电的工业用户。随着电力行业改革深入，工业三相用电对多功能电能表的需求大量增加。
目前国内多功能表种类少、价格较高、功能不完善，往往仅是针对某些地区的特定要求开发，缺乏通用性，某些产品未能完全达到国标的要求。本文介绍的电子式多功能电能表正是为了适应这种市场需求而设计的。
这是一款智能型高科技电能计量产品，该表可以同时计量正/反向有功电能、正/反向无功电能、四象限无功电能，还具有多费率控制，负荷曲线记录，各相失压、过压、频率超限记录，数据LCD显示等多种功能。主站可以通过RS-485总线或手持红外抄表器对该电表进行查表、设表、抄表等操作。
软件代码全部采用C/C++语言编写，编码效率高，可维护性好，便于实现模块化设计，可根据用户的需求方便地对功能模块进行裁剪。而且代码经过优化，其生成的目标代码大小和执行效率已与汇编代码相差无几。
该产品的技术指标全面符合GB/T 17215-1998《1级和2级静止式交流有功电度表》、DL/T614-1997《多功能电能表》和DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。 多功能电能表的总体结构和硬件设计 多功能表总体结构 电子式多功能电能表硬件的核心MCU主控制器，它负责按键输入扫描、工作状态检测，计量数据的读入、计算和存储、电表参数的现场配置以及与外界的通信控制等。
其主要功能单元包括MCU主控制器单元、电量计量模块、红外和RS—485通信模块、校表模块、EEPROM存储阵列等；其他辅助模块主要有：时钟日历电路、工作异常报警电路、按键输入电路、复位和看门狗电路、开关电源模块和后备电池电路、大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。多功能表总体结构框图如图1所示。
高性能主控制器单元 主控制器采用NEC公司8位单片机中的高档产品uPD78P0338。该款单片机为120脚QFP封装，单片集成有60KBFlash、一个异步通信串行口、40x4段LCD驱动器、高达10MHz的总线时钟和10路10位精度的ADC，并可通过简单的接口进行在系统编程，极大地方便在线调试和软件升级。
并且支持高级语言，较好地满足了多功能表任务繁多、数据量庞大、算法较复杂的功能要求。 串口复用通信单元 通信电路模块主要包括TSOPl838红外接收头、红外发射二极管、载波电路、MAX487专用485收发电路、驱动/开关二极管和其他元件。
本电能表为便于用户抄表，设计有红外本地抄表和RS-485集中抄表两种串行抄表方式，因为uPD78F0338仅有一个串口，故通信电路设计时采用串口复用技术。由9012、9014和若干电阻等器件组成互补开关，由MCU的一个I/O口来控制红外和RS-485通信方式的切换，如图2所示。
高精度电量计量模块 计量模块由高精度专用电能计量芯片SA9904，电流互感器和其他外围电路元件组成。SA9904是Sames公司生产的一款三相双向功率/电能计量芯片，可以计量有功/无功功率、电压、频率、相序异常等，可以单独计量每一相的用电信息，符合IEC521/1036标准，可达到1级交流电能表的精度要求，各数据寄存器具有24位精度，可通过三线SPI接口与CPU交换数据。
从而可以较好地适应多功能表需要计量多种电量数据的要求。SA9904引脚及其外围电路图如图3所示。
其中，CLK、DO、DI构成与MCU控制器的接口，用于传输控制命令和测得的电量数据，IIps、IIPt、IIPr用来对电流取样，IVPl、IVP2、IVP3用来对电压取样。 时钟日历模块 /product.free.8031554.1/。
2.电度表安装有什么要求
亲爱的楼主：
（一）电能表的选择要使它的型号和结构与被测的负荷性质和供电制式相适应，它的电压额定值要与电源电压相适应，电流额定值要与负荷相适应。
（二）要弄清电能表的接线方法，然后再接线。接线一定要细心，接好后仔细检查。如果发生接线错误，轻则造成计量不准或者电表反转，重则导致烧表，甚至危及人身安全。
（三）配用电流互感器时，电流互感器的二次侧在任何情况下都不允许开路。二次侧的一端应做良好的接地。接在电路中的电流互感器如暂时不用时，应将二次侧短路。 （
四）容量在250A及以上的电能表，需加装专用的接线端子，以备校表之用。
祝您步步高升
期望你的采纳，谢谢
3.电表的电流
对电能表的安装有以下要求：（1） 安装最大需量表，有功、无功电能表的地点应尽量靠 近电流、电压互感器，电能表应安装在安全、周围环境干燥、光线明亮、便于抄表而牢固不受振动的墙上，要考虑维修电能 表工作的安全，如离开关之间距离不要太近，防止抄表及检修时工作人员误碰开关造成用户停电。
（2） 为使电能表能在负荷情况下拆装、校验，电能表与电 流互感器之间连接的二次导线中间应装有联合接线盒。⑶无功电能表接线时，应根据各类型无功电能表规定的 相序进行接线。
安装三相四线有功电能表时，为防止中性线断线或因中性线在电表里接触不良而造成用户用电设备烧环因此，在三相四线电路中，中性线不剪断接入电表，只在中性线上用不小于2.5立方毫米的铜芯绝缘线T接到三相四线电能表饴中性线端子上，以供电能表电压元件回路使用，中性线在中间没有断口的情况下直接接到用户设备，这样可减少用户供电线路上断中性线事故的发生。
4.电度表安装时应注意哪些问题
能表应安装在干净、不含有腐蚀性气体、温度在0°C~40°C之间、湿度不超过85%、不易受到振动的墙上或开关板上，离地面应在0.4~1.7m之间。民用电能表的安装一般不应低于 1.6m；工矿企业的不应低于1.4m，倾斜度不超过2°。
电能表应从左至右按相序顺序安装。未经电流互感器接入电能表的导线要满足安全工作电流要求；经电流互感器接入电能表的导线的截面应使用不小于1.5mm2的绝缘铜线，其导线本身及连接其它仪表的阻抗应小于或等于各相电流互感器的规定值，并要把计量与保护用的电流互感器分开；电能表与低压电流互感器、配电箱壁上下间距离应大于或等于80mm，左右间距离要大于或等于80mm。
5.电表安装规范
电能表及表箱安装工艺标准
一、表箱外观工艺标准
1. 表箱应安装在户外，高度应不高于2.5米；高层住宅一户一表集中安装于共用楼梯间内；不得出现有阻碍抄表人员抄表的现象。不得安装在室内、院内，不符合要求的应重新安装或迁移。在电杆高处者移至低处，不应需要使用铁鞋爬杆抄表的情况。
2. 表箱标有清晰的编号。
3. 表箱必须加锁。
4. 表箱内有安装牢固、动作可靠的二级漏电保护器。
5. 二级漏电保护器和电能表之间必须加装隔板。
6. 表箱进出线必须加装绝缘PVC套管保护，表箱进线不应有破口或接头，套管上端应留有滴水弯，下端应进入表箱内，以免雨水流入表箱内（见附图）
图例一 表箱外观工艺标准图
二.电能表接线
1.电能表按照从左到右，从上到下的顺序安装；对于有集抄的表箱，可留有外侧一表位作为集抄终端安装位置。
2.电能表安装必须牢固垂直，每只表除挂表螺丝外至少还有一只固定螺丝，电能表倾斜度不大于10°。
3.安装电能表时 ， 应先压表尾上排螺丝 ， 用手扯动表尾线无松动现象 ， 再压下排螺丝。压线时用力不宜过大 ， 以免伤线。按线扒皮要适宜 ， 以防螺丝压在线皮上 ， 并且金属线也不应露出表尾 ， 压坏的导线应重新更换。三相电能表接地端钮必须可靠接地或接零。必须安装尾盖，加装铅封。
4.根据客户用电负荷情况，合理配置电能表导线截面，负荷电流在25~35A之间，建议采用4平方毫米的铜线或6平方毫米铝线。
5.电能表走线要求合理、整齐、美观、清楚，应留有距表底边不小于15毫米的折弯，表箱内接线弯角必须是90°的直角。表箱内接线走线应讲究整齐规则，不得随意乱接乱扯，不得留有接头。
6.在装表接线时必须遵循以下原则：a、单相电能表必须将相线接入电流线圈；b、三相四线电能表必须正相序接线，有可靠接零线；c、电能表的零线必须与电源零线直接联通，进出有序，不允许相互串联，不允许采用接地、接金属外壳等方法代替。
7.二级漏保器进出线线径应满足表箱内所有客户的用电负荷容量，并留有余地，接线走线应讲究整齐规则，不得随意乱接乱扯。
8.在多雷区计量装置应装设防雷保护。
