单相多用户多功能智能化电能表设计与实现

?７２?工业仪表与自动化装置２００８年第２期

单相多用户多功能智能化电能表设计与实现

原明亭，高军伟，何文雪

（青岛大学自动化工程学院，山东青岛２６６０７１）

摘要：介绍了一种以单片机为核心，采用专用电能计量芯片设计的单相多用户多功能智能化电能表，并提供了其硬件和软件设计。该电能表可实现电能计量、复费率、远程抄表、预付费、定时供电控制等多种功能。

关键词：电能表；单片机；硬件设计ｉ软件设计

中图分类号：ＴＭ９３３．４文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—０６８２（２００８）０２—００７２—０３

Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｔｙｐｅｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒａｎｄｍｕｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｅⅢｇｅｎｔｉｚｅｄａｍｍｅｔｅｒ

ＹＵＡＮＭｉｎｇ—ｔｉｎｇ，ＧＡＯＪｕｎ—ｗｅｉ，ＨＥＷｅｎ—ｘｕｅ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｌｔｎｄｅｒＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＱｉｎｇｄａｏ２６００７１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｎｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｂｏｕｔａｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒａｎｄｍｕｌｔｉ?ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉ—ｇｅｎｔｉｚｅｄａｍｍｅｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈａｓｐｅｃｉａｌｐｏｗｅｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｈｉｐｂａｓｅｄｏｎａｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅ

ｐａｐｅｒａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｔｓｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｉｓａｍｍｅｔｅｒｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏ

ｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｅｌｅｃ－

ｔｉｌｅｅｎｅｒｇｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｍｕｈｉｒａｔｅ，ｌｏｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇ，ｐｒｅｐａｙｍｅｎｔ，ｔｉｍｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｅｔｃ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｍｍｅｔｅｒ；ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｏｌｅｒ；ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ；ｓｏｆｔｅｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ

０引言

目前一般的家用全电子式的电能表，大多采用专用计量芯片设计电量计量采集电路，采用机电式计度器作为显示装置，只具有电能计量功能。结构简单，价格便宜，适合一户一表使用，近几年得到推广应用。这类电表，内部不含微处理器，难于实现分时计量、远程抄表、预付费、定时供电控制等功能。在一些用电集中的场所，如大学生宿舍，分户计量时每层需安装多块电表，给施工、抄表、控制等带来困难。该文设计一单相多用户智能化电能表，采用一块微处理器，不仅能实现对多个用户的电能计量，而且具有分时计量、远程抄表、预付费、定时供电控制等多种功能。

１电能表硬件设计

单相多用户多功能智能化电能表硬件结构如图１所示。系统主要由电量计量采集电路、微处理器、

收稿臼期：２００７—０ｒ７—１６

作者简介：原明亭（１９６７一），男，工学硕士，副教授，博士研究生，现从事自动化仪表及装置、智能控制系统等方面的教学与科研工作。实时日历时钟电路、非易失存储器电路、显示电路、远程通信电路、供电控制电路等部分组成。

一存蕊景耄路蕊微１圃

计量电路ｌｌ一。

一户电能ｌｌ。。

处

计晕电路ＩＬ三二理

器．一远程矗信Ｊｕ磷

略卜

豆位及系统运行监视电路Ｌ一－Ｉ供电控制电Ｐ

图１电能表硬件结构框图

用户电能计量采用专用集成电路设计，每一户的计量脉冲信号，经Ｉ／Ｏ接口电路连接到系统总线，在微处理器的控制下，轮流采集并计数其脉冲信号，达到０．１ｋＷｈ时，将电量存储到非易失存储器中，以防电量丢失。整个电表采用分时方式，轮流显示用户使用的电量数据。远程通信电路可实现电表联网和远程抄表；实时１３历时钟实现电表的复费率和定时供电；系统运行监视电路实时监控电表运行情况，增加电表的可靠性。下面介绍一下电表的主要电路设计。

１．１显示电路设计

由于电能表一般安装在楼梯间等较为昏暗的地方，要求显示器件不仅具备自主发光能力，而且寿命

２００８年第２期工业仪表与自动化装置?７３?

要长，显示的信息易于理解。对多用户多功能的电能表来讲，其基本要求是正常计量情况下，需要同时清楚显示出用户编号和其用电量，以便查看、抄表等。所以显示电路由１０位ＬＥＤ数码管和３只发光二极管构成，１０位数码管排列如图２所示。上面的４位用来显示用户编号或用户户号，如显示２０１，表示为该单元２０１室，易于和门牌号对应，下面６位以５

位整数一位小数形式显示用户的用电量，

显示的最大数为９９９９９．９，用电超过此

值，系统自动回零。三位发光二极管作复

费率情况下的峰、谷、平指示灯。显示器

以分时方式轮流显示各户的用电信息和

系统信息，每３．５ｓ刷新一次，更新显示

用户户号及正常睛况下的用电量、预付费

方式时用户剩余电量、实时日历时钟、复

费率工作方式下各时段标志及用电量、远

程通信提示信息、电表基本信息（用户

数、表地址信息）等。电路设计采用串行到电能计量目的。Ｉ／Ｏ接口可达到ｌ一５个，使整个系统的用户通道数达到１—４０个，在一个ＮＣＵ控制下实现对多个用户的电能计量。

１．３供电控制电路设计

供电控制电路实现电表对用户供电的控制。当电表工作在预付费方式时，处理器会不停比较用户用

方式，由７４ＬＳｌ６４串并转换器作接口芯片，电路设计较为简单，可参考文献［４］。

峰。谷。平。

显示用户户号

显示用户用电量图２显不器件外形设计

１．２计量电路接口设计

ＡＤ７７５５是一款功率／电能专用ＩＣ，基本工作原理是，被测电流经芯片内可编程增益放大器（ＰＧＡ）放大后接电流通道的ＡＤＣ，并由此ＡＤＣ转换为对应的数字信号。再经相位校正和高通滤波，进入乘法器。乘法器的另一路输入是由电压通道ＡＤＣ转换而来的、与被测电压对应的数字信号。相乘后产生瞬时功率信号。此信号经低通滤波器滤除其中的交流分量，提取出负载消耗的瞬时有功功率，以较短时间对瞬时有功功率进行累计，求得与瞬时有功功。率成正比的高频频率并经ＣＦ输出，送ＭＣＵ微控制器累加计数，实现对电能的计量，计量接口电路设计可参见文献［２］。

在图３中，自ＡＤ７７５５采样的电能脉冲经光电隔离后，送到了Ｉ／Ｏ接口芯片７４ＨＣ３７３，ＭＣＵ自７４ＨＣ３７３读人８个通道的电能脉冲信号，采用软件方法，识别出每个通道电能脉冲是否出现脉冲下降沿，若出现下降沿，便进行脉冲计数和电量累计，达

７４ＨＣｊＺＡ

图３多通道电量采集电路设计

电量和预购电量，当用户预购电量使用完毕，实现自动断电，当用户再次预购电量后系统将自动送电。当某用户出现拖交电费等不良情况时，管理者可对该用户实现强制停电。在大学生宿舍等需要定时供电的场所，在实时日历时钟的配合下，实现整表用户的送电、停电控制。如图４所示，单片机Ｐｌ口４位口线Ｐ１．０一Ｐ１．３输出控制信号，经７４ＬＳｌ４５ＢＣＤ一十进制译码器，输出两个电平始终相反的信号Ａ、Ｂ控制三极管的导通或截至，控制磁保继电器触点的闭合或断。开，达到供电控制目的。其他用户的磁保继电器的控制信号Ａ、Ｂ皆为低，保持供电状态不变。

ＰｌＯｌ５

Ｐｌｌ１４

Ｐ１２１３

Ｐ１３１２

１２Ｖ

图４供电控制电路

１．４非易失存储器电路设计。

多用户电表作为计量仪表，电表的一些基本参数（用户数、表地址、用户户号）、各用户的用电量、预付费方式时用户预购电量、各用户计量的脉冲数（小于０．１ｋｗｈ对应的脉冲数）等都是非常重要的

?７４?工业仪表与自动化装置２００８年第２期

参数，在任何情况下遭到干扰时，这些参数都不能丢

失或被损坏，否则影响到电表计量的准确度和正常

工作。对小于０．１ｋＷｈ计量的电能脉冲数，当掉电

时，应给予及时保存，否则将会给供电部门造成不可

估量的损失（如果掉电时不保存该值，以每户最大

０．１ｋｗｈ计，一个１６通道的多用户电表，每停电一

次，因设计原因，便会给供电部门造成１．６ｋｗｈ的

损失，通道数越多，损失越大，这是不可接受的）。

所以这些参数应及时存放到非易失存储器中。该文

采用铁电非易失存储器，是美国Ｒａｍｔｒａｎ公司刚刚

推出的一种新型非易失性存储器件，简称ＦＲＡＭ。

与普通ＥＥＰＲＯＭ相比，除具有非易失特性、功耗低、

价格相对较低的特点外，最大的优点在于，擦写次数

多（５Ｖ供电的ＦＲＡＭ擦写次数达到１００亿次）、速

度快（串口总线的ＦＲＡＭ的ＣＬＫ的频率高达２０

ＭＨｚ，无１０ｍｓ的写等待周期），这样，ＭＣＵ每检测

一个脉冲就可以写到ＦＲＡＭ保存起来，以

１６００个脉冲为１度计算，ＦＲＡＭ能存１６０

万度电，对单相表和单相复费率电表已足

够使用。接口及编程参见文献［１］。若采

用普通的串行ＥＥＰＲＯＭ，作为多用户智能

电表的数据存储器，须采用复杂的可靠性

措施，以防数据丢失¨１。

２软件设计

多用户多功能电表，可在多个用户通道上工作在电能计量方式、预付费用电方式、复费率用电方式，并具有远程抄表和供电控制功能。工作方式灵活，功能繁多，软件编程较为复杂。硬件设计时很多部分采用了串行接口芯片，时序要求严格，ＣＰＵ内程序存储器容量有限，所以软件采用汇Ｎ

调著门狗子秤序

图５主程序设计框图

自相应Ｉ／Ｏ接ｕ渡入通道ｆ“量脉冲信号

延时Ｉｍｓ，再次自该通道读入脉冲信号

！土

该通道柬一用电脉冲，脉冲计数值＋ｌ

电胃计量数据可信，进行加ｌ处理ｌＮ

脉冲计数单元清零，自ＥＥＰＲＯＭ

中读出该通道电量计量数据

生成新校验和，新电量数据

≠入原柬存储单元延时０．１ｍｓ

读出该通道刚存入的电量计晕数据

Ｎ

编语言编制，以更好地控制时序和代码空间。整个程序采用模块化编程，主要包含电量脉冲计数模块、信息显示模块、数据存储模块、远程通信模块、供电控制模块等。软件设计过程中，考虑到采集数据不能出现错采、漏采等现象以及高可靠性要求，必须采用必要的软件抗干扰措施，如软件陷阱、指令冗余、程序运行监视、数据校验、数据备份、数据写入存储器判断等措施。主程序流程与某一通道电量脉冲采集程序设计思想如图５、图６所示。

３结论

该文采用ＡＤ７７５５电能计量专用芯片和单片机

继续处理下一通道数据

图６数据采集程序设计框图

设计的多用户多功能电能表，具有结构简单、成本低廉、功能强、安装使用和管理比较方便等优点，在城镇居民住宅、学生公寓、商铺等得到广泛应用，是很有市场前景的一种智能化电表。

参考文献：

［１］孟臣，李敏．高性能铁电存储器ＦＭ２４Ｃ２５６及其在单片机中的应用［Ｊ］．电子技术，２００３，（１）：３８－４１．［２］高工．用ＡＤ７７５５设计的低成本电能表［Ｊ］．电子技术应用，２０００，（８）：６９—７２．

［３］原明亭．多用户智能电表中的数据安全存储技术［Ｊ］．工业仪表与自动化装置，２００５，（４）：４５－４７．［４］万福君，单片微机原理系统设计与应用［Ｍ］．合肥：中国科学技术大学出版社，２００２．襄

单相多用户多功能智能化电能表设计与实现

作者：原明亭，高军伟，何文雪， YUAN Ming-ting， GAO Jun-wei， HE Wen-xue

作者单位：青岛大学,自动化工程学院,山东,青岛,266071

刊名：

工业仪表与自动化装置

英文刊名：INDUSTRIAL INSTRUMENTATION & AUTOMATION

年，卷(期)：2008，(2)

引用次数：0次

参考文献(4条)

1.孟臣.李敏高性能铁电存储器FM24C256及其在单片机中的应用[期刊论文]-电子技术 2003(1)

2.Anthony Collins.高工用AD7755设计的低成本电能表[期刊论文]-电子技术应用 2000(8)

3.原明亭多用户智能电表中的数据安全存储技术[期刊论文]-工业仪表与自动化装置 2005(4)

4.万福君单片微机原理系统设计与应用 2002

相似文献(10条)

1.期刊论文李颖峰.LI Yingfeng基于单片机的电能表错接线判定仪设计-低压电器2009(4)

提出了一种用功率转向法判断电能表接线的原理,据此原理设计出了采用单片机实现的电能表错接线判定仪.该装置能指示相序和电能表接线方式.追补电量的计算公式也能纠正错误的电能表接线方法.

2.期刊论文罗兆虹.全同贵.詹学文.LUO Zhao-hong.QUAN Tong-gui.ZHAN Xue-wen复费率电能表的单片机选择-湖南科技学院学报2005,26(11)

介绍了S3P7235单片机的功能特点,和基于S3P7235单片机的复费率电能表的硬件、软件设计方案,以及该复费率电能表主要实现的功能.

3.期刊论文张殿明.公茂法.闫银发.孙秀娟高速高性能单片机C8051F020及其在柜式电能表中的应用-电子工程师2004,30(9)

C8051Fxxx系列单片机是Cygnal公司最新推出的高速高性能单片机,与51系列单片机兼容.本文简单介绍了C8051F020的功能、特点,阐述了该芯片在电能表中的应用.

4.期刊论文张殿明.公茂法.闫银发.孙秀娟高速高性能单片机C8051F020及其在柜式电能表中的应用-电子质量2004(6)

C8051FXXX系列单片机是Cygnal公司最新推出的高速高性能单片机,与51系列单片机兼容.本文简单介绍了C8051F020的功能、特点,阐述了该芯片在电能表中的应用.

5.期刊论文崔光照.曹祥红.张华基于MSP430单片机的智能型复费率单相电能表设计-微计算机信息2006,22(5)

介绍了一种基于MSP430单片机的复费率单相电能表的主电路及通信接口电路,给出了其具体电路,采用AD7755作为专用电量测量芯片以保证测量脉冲数的准确性,硬件日历时钟及参数存储采用总线器件以减少电路连线.综合设计使电能表的工作可靠性得到大大提高.同时对系统的软件设计和可靠性设计也作了介绍.

6.期刊论文刘源.王洪义.罗汶.LIU Yuan.WANG Hong-yi.LUO Wen GMS97C2051单片机在机电一体电卡式智能电能表中的应用-天津农学院学报2000,7(2)

本文介绍了智能电能表的功能及其工作原理,给出了使用廉价的GMS97C2051单片机组成的机电一体电卡式电能表的原理图及程序框图.

7.期刊论文赵宇.ZHAO YU基于MSP430单片机的多功能复费率三相电能表-微计算机信息2007,23(23)

本文介绍了一种基于TI公司的MSP430超低功耗单片机的多功能复费率三相电能表的设计方案,并且介绍了具体的硬件电路和软件设计.该方案具有测量精度高,性能稳定,通讯方式灵活多样,低功耗低成本等特点,具有很好的市场前景和应用价值.

8.期刊论文杨本臣.华岗.YANG Ben-chen.HUA Gang基于87C51单片机的复费率电能表的设计-辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2004,23(z1)

讨论了一种以87c51单片机为核心处理器的多功能复费率电能表,该表具有电量采集﹑分段计费﹑电子显示﹑远红外无线操表等功能,适合我国目前电力供应紧张和用电负荷不平衡的需求,同时也可减轻人工抄表的劳动强度.该表以87C51为核心控制单元,以ADE7755作为电量采集芯片,以高清晰的LCD作为显示屏来显示系统中谷﹑峰﹑平等各时段的电能值,具有结构简单,可靠性高和成本低等特点.

9.期刊论文屈百达.张瑞占.张善理基于ATT7022B提高三相电能表的精度-江南大学学报（自然科学版）

2009,8(5)

为了提高电能表的计量精度,避免低电流负荷时电流互感器测量产生较大误差,提出了功率分段计量的电能表设计方案.该方案采用双变比电流互感器进行电流信号的检测采样,通过实时监视电网功率额度进行电流检测装置高低变比的切换,以实现功率分段计量.

10.学位论文王健诚电能表校验系统中微机控制的研究2001

随着市场经济的不断发展,电力系统已经开始由计划经济向市场经济转变,电能计量精度关系到电力参源供需双方的经济利益,因此电能计量的重要意义就显得更加突出.随着计量的电能表在结构和性能上的不断发展,检测电能表业度的电能表检定装置的发展未能跟上脚步.由于从业人员的水平有限,电能表检定装置因控制系统未使用现时最成熟的技术,仍然使用10年前的技术,所以无法适应新型电能表的检定荼.国内各生产厂家正逐步开始研究,从系统结构方面着手解决.该文就是从控制系统方面提出棒定装置新的控制系统架构.论文详细地介绍了电能表检定装置的控制结构,阐述了现时成熟的控制方案

器和串行总线,提出PC机与电能表检定装置进行远程通信的方案.方案的合理性已经在广州羊城科技实业有限公司的电能表检定装置中初步实现.

本文链接：https://www.360docs.net/doc/6c1017490.html,/Periodical_gyybyzdhzz200802020.aspx

下载时间：2010年1月10日

单相桥式整流电路课程设计报告..

电力电子课程设计报告

目录一、设计任务说明 (3) 二、设计方案的比较 (4) 三、单元电路的设计和主要元器件说明 (6) 四、主电路的原理分析 (9) 五、各主要元器件的选择： (12) 六、驱动电路设计 (14) 七、保护电路 (16) 八、元器件清单 (21) 九、设计总结 (22) 十、参考文献 (23)

一、设计任务说明 1.设计任务： 1)进行设计方案的比较，并选定设计方案； 2)完成单元电路的设计和主要元器件说明； 3)完成主电路的原理分析，各主要元件的选择； 4)驱动电路的设计，保护电路的设计； 5)利用仿真软件分析电路的工作过程； 2.设计要求： 1)单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载，L=700mH，R=500Ω 2)技术要求： A.电网供电电压为单相220V； B.电网电压波动为5%——10%； C.输出电压为0——100V;

二、设计方案的比较单相桥式整流电路有两种方式，一种是单相桥式全控整流电路，一种是单相桥式半控整流电路。主要方案有三种：方案一：采用单相桥式全控整流电路，电路图如下：对于这个电路，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路，不需要续流二极管，不会出现失控现象，整流效果好，波形稳定。变压器二次绕组不含直流分量，不会出现变压器直流磁化的问题，变压器利用率高。方案二：采用单相桥式半控整流电路，电路图如下：相较于单相桥式全控整流电路，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管，而另一个用二极管代替，这样使电路连接简便，且

降低了成本，降低了损耗。但是若无续流二极管，当α突然增大到180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使d U成为正弦半波，级半周期d U为正弦波，另外半周期d U为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即失控现象。因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。综上所述：单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。但输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。因此选择方案一的单相桥式全控整流电路。

多用户电表功能特点

多用户电能表定义：多用户电能表是用来测量电能的仪表,能够同时检测 36户（单相）、12户（三相）及36户以下单三相任意组合的电能表俗称多用户电表。主要功能和技术特点： 1．模块化结构设计采用最为可靠的PIC单片机作为电能表的主控制芯片，从根源上提升电能表的品质。采用大规模专用集成电路采集电能信号，能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计，有效的杜绝了偷、漏电现象。各个功能单元之间的接口标准化，方便用户升级。纵向乖直结构设计，强弱电采用镀锌屏蔽板隔离，可避免强电对弱电干扰。内部电源三相供电，电源缺相，电能表照常工作；具有电源缺相指示功能。2．三核设计采用三个CPU，通讯交互、计量、显示由不同的CPU负责，各司其职，保证通讯时不丢脉冲，使计量更准确，通讯响应更迅速。 3．显示设计显示CPU负责动态扫描显示，避免静电辐射式显示乱码现象，同时具有无线或有线发送显示数据到第二显示屏的功能。同步显示每个用户的电量和功率，方便用户随时查看自己的用电情况。（可选） 4．通讯设计通讯采用防雷设计，当通讯线路中因为外界的干扰突然产生尖峰或电压时，能在极短的时问内导通分流从而避免浪涌对回路中设备的损害。通讯速率灵活设置(可以现场设置更改通讯波特率(300bps—115kbps)，通讯方式选择组合使用，可实现实时通讯的最佳效果。为用广升级改造网络提供支持。（可选）通讯方式多样：485总线网络、局域网网络，无线网络、电话网络、GPRS

网络、光纤等传输方式。 5．分户计量设计可同时计量与检测DF型：39户（单相）/13户（三相），DF—SD型36户（单相）/12户（三相）。单三相随意组合设置，方便用户统一调配资源。【企业简介】山东科大中天位于中国院士泰山创业基地，注册基金1150万元，由中国科学院宋振骐院士汇聚多位院士等业内高端专家，充分依托山东科技大学联合中国矿业大学与山东大学等多所高校院所组建而成。以节能监测为主导产业，集产品研发、制造、销售、教学实习于一体，富有高度社会责任感。公司充分依托高校技术和人才优势，建立高效的产、学、研平台，确保技术开发和新产品研制始终处于同行业领先水平。公司成立至今，先后成为国家级高新技术企业、山东省企业技术中心、山东省软件工程技术中心、山东省物联网重点企业、山东省著名商标、山东名牌、国家重点计量器具先进单位、计量保证确认合格单位等，产品通过ISO9001认证、3C认证及双软认证，并由中国人民保险公司质量承保，获多项国家专利证书，被列为工程建设推荐产品，公司是中国房地产及住宅建设委员会会员单位，长期享受科技部、省财政厅、信息产业厅及中小企业局等部门的技术创新专项基金扶持，被列为山东省重点扶持企业和重合同守信用企业、泰安市文明信用企业。公司自主研发的核心产品“宏天”牌DF型多用户集中式电能表等能耗计量的高端系列产品、智能物业管理的成套技术以及节能用电管理系统、水电气暖、一卡通系统、企业能耗监测与能效管理系统等。提出了创新节能方案+管理软件+系统集成系统组件，利用多用户管理模块、多元化通讯模块、集中式计量模块，专业提供基于PDCA全过程的能耗实时监测和动态管理系统及个性化、智能化的节能增效系统解决方案。为管理者和决策者实现量化控制提供智能化和集约平台。

单相电能表的设计与实现

毕业设计设计题目单相电能表的设计与实现学生姓名学号专业班级指导教师院系名称计算机与信息学院

2015 年月日目录No table of contents entries found. 单相电能表的设计与实现摘要：随着我国近年来经济技术的快速发展，企业和居民对电能的需求越来越大。但是传统的机械式电表计费单一、计量误差较大、寿命较短，已经不足以满足人们的需求，所以开发一款寿命长、计量精准的多功能电子式电能表就成为一种必然趋势。本文主要是基于芯片ADE7755设计的一种针对于普通家庭用户使用的电子式单相电能表。该设计采用高精度电能计量芯片ADE7755来计量用电量，并使用51单片机来控制整个电路。通过电流、电压的信号采集，数模转换，功率计算，带掉电存储和显示等硬件设计，并结合软件编程实现了电能表的正常工作。本文主要介绍了电能表的工作原理，电能计量模块，显示模块，数据存储模块，以及软件设计模块。所设计的数字化单相电能表具有成本低廉、结构简单、性能可靠、计量精准等优点，具有一定的实用价值和推广价值。关键词：ADE7755；电能表；单片机

Design and implementation of single-phase energy meter Abstract: With the rapid development of China's economy in recent years, technology, business and household demand for electricity is growing. But the traditional mechanical meter single billing, measurement error is large, short-lived, it has been insufficient to meet people's needs, so the development of a long-life, multi-function electronic metering precise electrical energy meter has become an inevitable trend . This article is based on a chip designed for electronic ADE7755 single-phase energy meter for ordinary home users. The design uses a high-precision chip ADE7755 energy metering to measure electricity consumption and use 51 microcontroller to control the entire circuit. By signal acquisition current, voltage, digital to analog conversion, power calculation, with power storage and display hardware design, combined with software programming work to achieve a normal meter. This paper describes the working principle of electric energy meter, energy metering module, display module, data storage module, and software design module. Designed

单相费控智能电能表的面板和液晶显示说明

一、单相费控智能电能表的面板和液晶显示说明面板说明：液晶显示屏下方从左至右依次有脉冲指示灯、跳闸指示灯、报警指示灯。 1.脉冲指示灯：用来指示用户用电功率状况，用电负荷功率越大，该指示灯闪亮的频率越快，反之越慢。当用户不用电时，不亮。用电恢复后该灯继续随负荷功率的大小闪亮。 2.跳闸指示灯：跳闸指示灯常亮表示电能表处于拉闸状态；合闸时灭。 3.报警指示灯：常亮表示电能表处于报警状态；正常时灭。 4.报警功能：当出现下列故障或报警项时，LCD立即停留在该代码上或报警提示，且背光灯持续点亮。 5.电能表故障类异常提示信息码如下： 1.Err-01控制回路错误； 2.Err-02 ESAM错误； 3.Err-04 时钟电池电压低； 4.Err-08 时钟故障； 5.Err-10 认证错误； 6.Err-16 修改密钥错误; 7.Err-56 有功电能方向改变。 6.椭圆形的红外是代表红外通讯接口。

二、智能电能表推广应用热点问题解答 1、什么是智能电能表？它与普通机械式电能表有什么区别？智能电能表是指除具有准确计量用户使用的电能外，还具备远程停送电、异常报警、信息传输与交互等功能的电子式电能表。与传统的机械式电能表相比，它功能多、功耗低、体积小，可实现本地和远程通信，其应用能及时、完整、准确获取电力用户用电信息，实现与客户、智能用电设备的信息交互与控制，极大的方便居民生活，减少电网能源损耗，提高供电服务质量。机械式电能表只具备单一电能计量功能，表计功耗高、体积大，不能实现信息传输与交互，不便于供电企业提高优质服务水平和方便居民生活。 2、智能电能表的工作原理是什么？智能电能表是电子式电能表的一种，其工作原理是表内的测量单元将输入的电压、电流信号转变为数字信号，再将数字信号交由表内数据处理单元进行计数，从而计算实际使用的电能量。 3、什么是低压集抄技术？低压集抄技术即低压电力客户集中自动抄表技术，它通过低压电力线载波进行通讯和数据的实时传输，实现电能表电量等数据的自动抄读。该技术是近年来高新技术普及应用的结果，也是智能电网建设的重要组成部分，其目的是为了方便居民的生活和提高电力部门的服务质量。目前，在西欧国家得到了广泛应用。

单相桥式全控整流电路设计_(纯电阻负载)

单相桥式全控整流电路的设计一、 1. 设计方案及原理 1.1 原理方框图触发电路驱动电路整流主电路负载 1.2 主电路的设计电阻负载主电路主电路原理图如下： 1.3主电路原理说明 1.3.1电阻负载主电路原理（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管 VT1、VT4承受反向电压也不导通。（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿 b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。

1.4整流电路参数的计算电阻负载的参数计算如下：（1）整流输出电压的平均值可按下式计算 U d=0.45U2（1+cos ）（1-1）当α=0时，取得最大值，即= 0.9 ，取=100V则U d =90V，α=180o 时，=0。α角的移相范围为180o。（2）负载电流平均值为 I d=U d/R=0.45U2（1+cos ）/R (1-2) (3)负载电流有效值，即变压器二次侧绕组电流的有效值为 I2=U2/R (1-3) (4)流过晶闸管电流有效值为 IVT= I2/ （1-4）二、元器件的选择晶闸管的选取晶闸管的主要参数如下： ①额定电压U TN 通常取和中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。晶闸管的额定电压 U TN=（2～3）U TM（2-1） U TM:工作电路中加在管子上的最大瞬时电压

基于ARM多用户智能电能表设计.

基于ARM多用户智能电能表设计汤秋芳，罗梅林，周少武，周明辉(湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201)0引言随着城市居民住房的发展，楼房用表需求量不断增大，传统的把多个电能表挂在一起的计量方式越来越显出它的弊端；即体积大，成本高，工程造价高，不利于新型住房的集中用电管理。多用户、多功能智能电表不仅能很好地解决上述问题，还能实现很多智能化的功能。多用户多功能智能电能表可同时计量48户居民的用电量。该电能表采用2块LPC2294控制，以汤秋芳，罗梅林，周少武，周明辉 (湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭 411201) 0 引言随着城市居民住房的发展，楼房用表需求量不断增大，传统的把多个电能表挂在一起的计量方式越来越显出它的弊端；即体积大，成本高，工程造价高，不利于新型住房的集中用电管理。多用户、多功能智能电表不仅能很好地解决上述问题，还能实现很多智能化的功能。多用户多功能智能电能表可同时计量48户居民的用电量。该电能表采用2块LPC2294控制，以完成数据的通信和采集；采用2块ARM，以减轻CUP的负担，提高系统的多功能化和智能化。相对于单用户电表，多用户电表有多达32路以上通道，采用同一系统进行分时处理，该系统采用12位A／D转换芯片 AD8364，能保证数据采集的精度和速度。上位机还能实现与银联系统联网，可远程控制用户的用电。多用户、多功能电能表在灵活性、多功能化、智能化、精度等方面都有优势。 1 测量原理该电能表采用交流采样方法进行数据采集，然后通过算法获得电压、电流、有功功率、功率因素等。式中用1个周期内有限个采样电压数字量来代替1个周期内连续变化的电压函数值；△Tm为相邻两次采样的时间间隔；um为第m-1个时间间隔的电压采样瞬时值；N为1个周期的采样点数。当采用等间隔采样时，△Tm为常数△T，同时N=(T／△T)+1，则式(2)变为：

国网单相智能电能表设计概要

国网单相智能电能表设计概要随着电子技术的迅速发展和不断成熟，电子式电能表在我国得到了广泛的使用，成为主要的电能量贸易结算器具，在电网技术由自动化向智能化方向发展的趋势下，电子式电能表将向智能电能表过渡。智能电能表在电能量计量的基础上具有信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，数据安全传输和存储是实现以上功能的基础，因此如何保证信息传递、信息保存的安全性已经成为智能电能表的关键性因素。 1智能电能表基本架构 1.1基本架构（1）硬件架构智能电能表在硬件上主要包括电压/电流采样电路、计量单元、中央控制单元（MCU）、电源模块、存储单元、控制回路、红外通信、IC卡接口、安全论证单元等部分组成，其中数据安全防护重点为数据存储区和通信接口。在数据存贮方面，采用FLASH芯片和EEPROM两种芯片，FLASH芯片容量大，成本较低，但擦写次数一般为10万次，所以主要存储负荷曲线、事件记录等历史数据；EEPROM芯片单片存贮容量较小，价格相对较高，但一般存储电量、金额以及表计的设置参数等重要数据。在对外通信接口方面，红外通信接口、485通信接口、CPU 卡接口以及以窄带载波，其它近距离无线和无线公网为主的其他通信接口,暂不考虑。电压采样电流采样计量芯片 MCU单元存储单元控制回路 485接口电源模块实时时钟通讯单元功率脉冲输出红外通信 Lc卡接口 LC D显示操作接口图1 智能电能表硬件框图（2）功能架构智能电能表以电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互功能为特征，根据国网公司的要求，有以下功能：计量功能：正确计量正反向总有功电量，并单独存储；费率时段：正确计量各费率时段有功电量和总有功电量；数据存储和冻结功能：存储结算日或按照约定的时间或时间间隔的总电能、各费率电能、需量等信息；事件记录：存储失压、失流、断相、开盖、远程控制等事件发生时间、结束时间和相应的电能量数据；

单相远程费控电能表说明书

DDZY105型单相远程费控智能电能表使用说明书

一、概述 DDZY105型单相远程费控智能电能表，是根据国家电网“统一坚强智能电网”建设的总体要求，在国网公司智能电表系列标准的基础上研制而成的新一代智能电能表。该电能表采用了超大规模数字信号处理芯片、永久保存信息的存贮器、485通讯、载波通讯和红外通讯、大画面宽温液晶显示等先进技术。电能表采用了先进的SMT表面贴装工艺，外壳采用高强度、阻燃环保材料、造型新颖、美观适用,具有较高的绝缘强度和耐腐蚀性。该表集众多功能于一体，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、信息交互等功能。二、依据标准和规范该智能电能表设计、测试、制造均符合或超过国家标准和电力行业标准。 ● GB/T 15284—2002 《多费率电能表特殊要求》 ● GB/T 17215.321—2008 《交流电测量设备特殊要求-第21部分静止式有功电能表（1级和2级）》 ● GB/T 17215.211—2006 《交流电测量设备通用要求试验和试验条件-第11部分：测量设备》 ● GB/T 15464—1995 《仪器仪表包装通用技术条件》 ●《广东电网公司RS-485接口单相电子式电能表通讯规约（第二版）》 ● DL/T 614—2007 《多功能电能表》 ● DL/T 645—2007 《多功能电能表通信协议》 ● DL/T 566－1995 《电压失压计时器技术条件》 ● Q/GDW 205—2008 《电能计量器具条码》 ● Q/GDW 354—2009 《智能电能表功能规范》 ● Q/GDW 355—2009 《单相智能电能表型式规范》 ● Q/GDW 364—2009 《单相智能电能表技术规范》 ● Q/GDW365—2009 《智能电能表信息交换安全认证技术规范》三、工作原理 3.1 工作原理说明智能电表工作时，电压、电流经传感器件转换为采样信号通过滤波处理后送入计量芯片，计量芯片将能量信号转化为脉冲信号送到CPU进行电量脉冲采集，电量累计和各项计算分析处理，其结果保存在数据存贮中；同时CPU完成红外、485通讯、LCD显示等功能处理。电表带有硬时钟电路，保证时钟在标称温度下时钟日误差小于0.5s/d。数据安全性上采用冗余设计，数据采用多重备份，确保计量数据可靠。 3.2 工作原理框图

隆基宁光单相费控智能电能表

【特点及用途】 1. 采用先进的集成电路设计和SMT工艺制造，其特点是高精度、宽负载、低功耗、抗干扰能力强。配有红外、RS485和载波通信接口。是一款具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。 2.适用范围：计量额定频率为50Hz的交流单相正、反向有功电能。 3.产品符合GB/T17215.321-2008《交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）》、GB/T15284-2002《多费率电能表特殊要求》、DL/T 645-2007《多功能电能表通信规约》、 Q/GDW 364-2009 《单相智能电能表技术规范》的全部技术要求。 4.功能配置表注：“▲”代表该型号电能表有此功能

【规格及主要技术参数】 1. 规格：本公司可根据用户要求定制各种规格的电能表。 2、主要技术参数： 2.1 基本误差： 2.2 电气参数（参比条件下测得）: 起动电流：0.4 % Ib 功耗：电压线路< 1.5W, 6.0V A 电流线路< 1.0V A 潜动：具有逻辑防潜动电路

时钟误差< 0.5秒/日(23℃) 液晶使用寿命：>10年掉电存贮时间：>20年【功能介绍】 1.计量功能 1.1正向有功电量计量：电能表自动计量正向累计有功电量，并分别计量正向尖、峰、平、谷各费率电量。 1.2反向有功电量计量：电能表自动计量反向累计有功电量，并分别计量反向尖、峰、平、谷各费率电量。当反向用电时，电能表给出反向指示。 1.3组合电量计量：电能表可根据“组合电量模式字（可设置）”，进行组合总电量和各费率电量的计量。1.4本地费控智能电能表具有电费计算功能。计费方式有分时电价和阶梯电价，对应分时电价电能表和阶梯电价电能表两种。分时电价电能表根据尖、峰、平、谷各费率的正、反向用电量累加和，分别按相应费率的电价计算电费。阶梯电价电能表根据当月的实际用电量，按照预设的阶梯电价分段计算电费。 1.5瞬时参量测量：电能表可测量电压、火线电流、零线电流、功率、功率因数等参量。 2.分时费率功能

单相费控智能电能表尺寸图

本结构及尺寸适用CPU 卡式和射频卡式的2级单相本地费控智能电能表（CPU 卡、射频卡通过电能表型号进行区分标识）；本结构的外观、开盖尺寸、侧视/后视图尺寸、接线芯尺寸、接线端子等简图参见A.1～A.5，接线端子定义参见表A-1、表A-2。图中未单独注出公差的尺寸的允许公差遵照GB/T 1804-2000的要求执行（以下同）。 A .1 电能表外观简图脉冲红外报警跳闸2 国家电网制造厂商名称 R 2009年 XXXXXX型单相本地费控智能电能表 A .2 电能表开盖尺寸简图

A.3电能表侧视/后视尺寸简图

A.4电能表接线芯尺寸简图电流60A及以下电流60A以上互感器接入式电流端子接线孔外口采用倒角 A.5电能表端子接线图

直接接入式表A-1直接接入式电能表接线端子定义 1 相线接线端子7 脉冲接线端子 2 相线接线端子8 脉冲接线端子 3 零线接线端子9 多功能输出口接线端子 4 零线接线端子10 多功能输出口接线端子 5 跳闸控制端子11 485-A接线端子 6 跳闸控制端子12 485-B接线端子 1 相线入零线入234 相线出零线出经互感器接入式表A-2经互感器接入式电能表接线端子定义 1 电流接线端子7 脉冲接线端子 2 电流接线端子8 脉冲接线端子 3 相线接线端子9 多功能输出口接线端子 4 零线接线端子10 多功能输出口接线端子 5 跳闸控制端子11 485-A接线端子 6 跳闸控制端子12 485-B接线端子

附录 B 单相本地费控智能电能表（载波）尺寸图本结构及尺寸适用于CPU 卡式和射频卡式2级本地费控智能电能表（载波），其中CPU 卡、射频卡通过电能表型号进行区分，电能表载波模块外置。本结构的外观、开盖尺寸、侧视/后视图尺寸、接线芯尺寸、接线端子等简图参见图B.1～B.5，接线端子的定义参见表B-1、表B-2；载波通信模块结构要求见附录E 。 B .1 电能表外观简图脉冲红外报警跳闸2 国家电网制造厂商名称 R 2009年 RXD TXD XXXXXX型单相本地费控智能电能表(载波)

单相桥式整流电路设计..

1 单相桥式整流电路设计单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2 倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。 1.1 元器件的选择 1.1.1 晶闸管的介绍晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silico n Con trolled Rectifier--SCR ）, 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代; 20 世纪80 年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz 以下）装置中的主要器件。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件 1）晶闸管的结构晶闸管是大功率器件，工作时产生大量的热，因此必须安装散热器。晶闸管有螺栓型和平板型两种封装引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便

单表多用户模块化智能电表系统的原理及设计

单表多用户模块化智能电表系统的原理及设计今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种单表多用户模块化智能电表系统。该专利由铨盛电子股份有限公司申请，并于2017年6月20日获得授权公告。内容说明本实用新型涉及到智能电表技术领域。发明背景随着智能化水平的发展，电表系统已经实现远程抄表，电力管理部门可以无需到达现场就可以实现抄表，但是现有的智能电表一般只是为了便于电力管理部门抄表，且只能对总表进行远程抄表，对于分表电力管理部门无需抄表；例如出租屋的分表一般是由房东逐个自行人工抄表，当电表安装在高处，还需借助梯子，抄表操作和计算管理都非常不便。另外，现有的智能电表系统一旦形成，很难再增加电表数量，存在扩容操作不便，扩容成本高的技术问题。发明内容综上所述，本实用新型的目的在于解决现有的智能电表本地抄表不便，以及扩容操作不便的技术不足，而提出一种单表多用户模块化智能电表系统。为解决本实用新型所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种单表多用户模块化智能电表系统，其特征在于所述电表系统包括有电表箱，电表箱内设有安装基板，在安装基板上设有一个主机和两个以上分别与主机连接的模块化测量模组。所述的主机包括有主控模块，以及分别与主控模块连接的两个以上供测量模组连接的本地通信接口，用于人机交互的LCD显示触控模块，用于与远程服务器建立通讯连接的远程通讯接口和用于与本地移动终端建立无线通讯连接的蓝牙模块。所述的测量模组包括有独立的外壳；外壳上设有市电接入端子、市电输出端子及与所述主机的本地通信接口连接的低压数据接口；外壳内部设有串联在市电接入端子与市电输出端子之间的电力测量模组和电力控制模块，电力控制模块连接有微控制单元，微控制单元的数据接口与所述的低压数据接口连接，电力测量模组通过模数转换电路与微控制单元连接。

民熔多用户电表详情介绍 (图文)

多用户电能表是用来测量电能的仪表，能够同时检测36户（单相），12户（三相）及36户以下单三相任意组合的电能表俗称多用户电表。中文名：多用户电能表外文名：无功能：用来测量电能的仪表优势：抗干扰能力强；组合36户以下单三相任意功能具有预付费功能/后付费

浅谈什么是多用户电能表，民熔根据相应的国家标准，电能表的型号由相关厂家向电能表产品型号登记单位（国家主管部门、哈尔滨电气仪表研究所）申请，并依法取得相应的型号。多用户电表型号为ddshxxx，XXX代表生产厂家的序列号。

下图为预付费电表售用电系统示意图浅谈什么是多用户电能表，民熔浅谈什么是多用户电能表，民熔 ※电表结构采用模块化设计，抗干扰能力强；

※具有实时功率显示功能，可实时显示用户的用电负荷； ※可同时计量与检测36户（单相）或12户（三相），表箱体积小，安装方便；采用专用电能表测量电路，测量周期短，精度高，性能稳定；计量准确，使用寿命长，有效防止窃电，便于管理；具有电源失相指示功能； ※内部电源三相供电，电源缺相，仪表正常工作； ※仪表进出线采用专用端子，方便现场施工。浅谈什么是多用户电能表，民熔

KD80 多用户电能表设计型号： KD 80- XS + YD/?? KD：产品型号T80：功能代号XS:三相户数YD:单相户数?：扩展代号注： 1，当电表出户为单相时，电表规格表示为：KD80-YD,如：当出户为单相6户时，电表规格为：KD80-6D; 2，当电表出户为三相时，电表规格表示为：KD80-XS,如：当出户为三相6户时，电表规格为：KD80-6S; 3，当电表出户为单相/三相时，电表规格表示为：KD80-XS+YD,如当出户为3个三相户和3个单相户，电表规格为：KDT80-3S+3D.

单相本地费控智能电表

DDZY150C-Z（C）单相本地费控智能电表一、产品概述： ddzy150c型单相本地费控智能电能表（cpu卡）是本公司研制生产的智能型电能计量产品，适用于额定电压220v、频率50hz的单相交流有功电能的计量。具有独立的调制式红外光口和 1 路rs485 通讯口；具有ic卡口，可支持本地费控功能；该表具有高可靠、高精度、长寿命等优点。它适应电压范围宽，且整机出厂后无须调整。可广泛应用于城市、农村或工厂企业单相交流电的计量场合。二、型号分类： 1、ddzy150c:带cpu卡控制；带rs485通讯功能； 2、ddzy150c-z:带cpu卡控制；带rs485+红外通讯功能；带载波通讯。三、引用标准： gb/t17215.321—2008《交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）》 gb/t17215.301—2007《多功能电能表特殊要求》 dl/t 698—1999《低压电力用户集中抄表系统技术条件》 dl/t645—2007《多功能电能表通信协议》 q/gdw 354—2009智能电能表功能规范 q/gdw 355—2009单相智能电能表型式规范 q/gdw 364—2009单相智能电能表技术规范 q/gdw 365—2009智能电能表信息交换安全认证技术规范四、主要功能特点： 1、计量功能 a）具有正向有功电能、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功。

b）具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量。 c）可存储上12个月的总电能和各费率电能量；数据存储分界时刻为月末24时，或在每月1号至28号内的整点时刻。 2、费控功能费控功能的实现分为本地和远程两种方式：本地方式通过cpu卡、射频卡等固态介质实现。 2.1 本地费控电能表在电能表内进行电费实时计算，其主要功能包括： a）当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表能以声、光或其他方式提醒用户；透支金额应实时记录，当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表发出断电信号，控制负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，首先扣除透支金额，当剩余金额大于设定值（默认为零）时，方可通过远程或本地方式使电能表处于允许合闸状态，由人工本地恢复供电。 b）剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示位数决定。 c）电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加，并能将剩余金额、电能表用电参数等信息返写至固态介质。 d）电能表不接受非指定介质输入的任何信息。当使用非指定介质或进行非法操作时，电能表能进行有效防护；在非指定介质或非法操作撤销后，电能表能正常工作且数据不丢失。 g）通过固态介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写、esam数据抄读和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证及安全认证，除用户购电信息外的其他用电参数设置还应通过编程键和编程密码验证使电能表处于编程允许状态下方可进行。 2.2 远程费控电能表电费计算在远程售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、esam数据抄读指令时，需通过严格的密码验证及安全认证。可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置；

KD型多用户电表-集中式多用户电表使用说明书

KD型多用户电表-集中式多用户电表使用说明书 1 结构 KD型集中式多用户电表主要由单片机系统、每户电能计量单元、输出三个部分组成。 2 原理 2.1 每户计量单元主要由电压、电流采样和专用电能表芯片（如BL0932B、ADE7755等）构成。它的任务是完成每个用户的用电量累积、存储，并同时将电量转换成相应的脉冲分别输出或送入单片机处理。户电能计量单元，集中安装在一个印刷电路板上，其面积比一个纸烟盒还小，每户一块，每户单独计量，互不影响。 2.2 单片机系统它是一个智能数据采集处理和控制单元。整个系统安装在一个见方约200*80mm2 的印刷电路板上。它的任务是接收并存储各用户电量，经处理后控制公用显示器，定时、轮流显示各户用（或剩余）电量，控制对外通信，完成抄表或远控等工作。 2.3 输出部分主要包括公用显示器和对外通信、控制接口等。公用显示器轮流显示每户户号和电量，可24小时连续工作，用户随时可查看各自的用量情况。不难看出，上述集中式多用户电能表是集电子技术、计算机技术和通信技术相结合的高科技产品。它具有体积小、可容户数多（一块24户集中式多用户电能表其面积约为用单表简单集中安装的1/3），同时又具有"一户一表"的功能。值得提及的是，目前市场上还有一种类型的集中式多用户电子式电能表，其采样是每户分别进行，但每一户的用电量计算则由同一个芯片或单片机系统来完成。这类表无论从结构上还是从原理上来看，都不具备"一户一表"的功能。再一个问题是，每一户的

用电能量计算都由同一的部件去完成，即每一户的用电量计算都要排队循环等待。这势必要造成用电计量的误差，户数越多，误差越大。 3 技术特点 ●集成化程度高，体积小、功耗低、精度高仅为同户感应数的5%。电表采用国际先进的专用超大规模集成电路及SMT工艺制造； ●液晶显示，可控背光，能显示用户户号、累计电量、剩余电量、透支电量、电压、电流、功率、电价、故障、拉闸、通讯、时间等信息； ●电表通讯电路采用防雷电路，信号采用光电隔离，通讯电路与电表其他电路进行分离处理，可最大程度减轻累积对电表的伤害； ●电表采用进口多功能、多资源、集成程度更高、运行速度更快的计量、检测和控制芯片（工业级），模块化结构设计。抗干扰能力更强； ●电能信号采集模块接口采用电脑专用接口，经过特殊处理，信号传输可靠； ●电表内部采用多CPU结构，一个主管计量，一个主管通讯、显示和指示，一个负责检测状态，多CPU相互独立工作，互不影响； ●内部强电与弱电采用镀锌屏蔽板隔离，可减轻强电对弱电信号的干扰； ●内部电源采用三相供电，具有电源缺相指示功能，电源缺相，电表正常工作； ●电表进出线端采用专用及接线端子，电流承载能力强，便于现场施工； ●可同时计量与检测36户（单相）或12户（三相）及36个回路以下单三任意组合； ●单相用户断电指示，三相用户缺相断电保护且指示（控制型）； ●数据安全：电表各种数据参数采用加密算法，保证数据安全； 4 设备尺寸一览表型号户型外形尺寸定位尺寸C尺寸 KD-BASA1 6D-18D(2S-6S) 订制订制订制 KD-BASA1 19D-24D(7S-8S) 订制订制订制 KD-BASA1 25D-30D(9S-10S) 订制订制订制 KD-BASA1 31D-36D(33S-12S) 订制订制订制 5 详细参数 ※额定电压：3×220/380V；

单相费控智能电能表使用说明书

目录 1．概述 (2) 1.1性能 (2) 1.2 工作原理： (3) 2．技术参数： (3) 2.1 规格及技术参数： (3) 3．使用说明 (5) 3.1液晶显示示意图如下表： (5) 3.2 状态指示灯 (5) 3.3 数据显示： (5) 4.电表功能 (6) 4.1 计量功能： (6) 4.2 费控功能： (6) 4.3 负荷开关： (6) 4.5 安全认证加密： (7) 4.6 测量及监测： (7) 4.7事件记录： (7) 4.8 费率、时段功能： (7) 4.9 冻结功能 (8) 4.10 报警功能 (8) 4.11 显示功能 (8) 4.12 通讯接口 (10) 5. 表外形尺寸图及接线图 (10) 5.1外形尺寸图： (10) 5.2 接线图 (10) 5.3 脉冲输出接线图： (11) 6.运输贮存与保证期限 (12)

1．概述 DDZY22-Z型单相费控智能电能表，采用当今最先进的电能表专用集成电路、微处理器、永久保存信息的不挥发性存贮器、宽温液晶显示等技术和SMT 工艺设计、制造，是高精度、宽负载、高灵敏、低功耗，供计量额定频率为50/60Hz 的单相电网中的交流有功电能，该表集众多功能于一体，实现了正、反向有功、分时电能计量以及远传实时电压、电流、零线电流、功率、功率因数等，并可通过远程售电系统实现用户“先买后用”的预付费功能，又可灵活预置多种功能：冻结电量、故障报警、自动断电、开盖记录、自动抄表等功能。以PC机和掌上电脑为媒介实现用户与供电部门计算机的信息传输。本表还具有红外、RS485接口，方便电力部门实现计算机网络管理。并采用多种软件、硬件抗干扰措施，保证电表可靠运行，从而适应了电力部门对用户有效及时地现代化科学管理需求。供电部门可通过计算机和远程售电管理系统对用户预置购电量，并可设置剩余报警电量、跳闸报警电量、协议透支电量等。此电能表一表一加密模块，智能表上的所有数据信息均经加密处理，保障了用户的用电利益，同时售电管理系统中存储用户地址、姓名、以及此用户表的出厂表号、表常数等信息，便于用电管理与用电监察。 1.1性能 1.1.1、电能表的线路设计和元器件的选择以较大的环境允差为依据，因此可保证整机长期稳定工作。精度基本不受频率，温度、电压变化影响。整机体积小，重量轻，密封性能好，可靠性较其它同类产品有明显提高，为方便供电部门对表的标准化管理，表内设有误差微调装置。 1.1.2、当电源失电后，不可充环保锂电池作为后备电源，保证内部数据不丢失，日历，时钟、时段程序控制功能正常运行，来电后自动投入运行。在电能表端钮盒上设置有光电耦合隔离脉冲输出接口，以便于进行误差测试或脉冲采集，脉冲输出常数与标牌标志的表常数一致。 1.1.3、电表运行信息可由低压电力线载波、掌上电脑，RS485接口三种媒介传

单相桥式全控整流电路纯电阻课程设计

1 引言电力电子技术是利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。这个方法中，整流是最基础的一步。整流，即利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。整流的基础是整流电路。整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。典型的单相可控整流电路包括单相半波可控整流电路、单相整流电路、单相全波可控整流电路及单相桥式半控整流电路等。单相可控整流电路的交流侧接单相电源。这次课程设计我设计的是单相桥式全控整流电路电阻性负载，与单相半波可控整流电路相比，桥式全控的电源利用率更高一些，应用范围更广泛一些。 2 单相桥式全控整流电路 2.1 单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况分析单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如图2-1：图2.1 单相桥式全控整流电路原理图

在单相桥式全控整流电路，闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a 点电位高于b 点电位），若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压u2。在触发角a 处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a 端经VT1、R 、VT4流回电源b 端。当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。在u2负半周，仍在触发角a 处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经VT3、R 、VT2流回电源a 端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。在u2负半周，仍在触发延迟角a 处触发VT2和VT3（VT2和VT3的a=0处为ωt=Π），VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经VT3,R,VT2流回电源a 端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2和2U2。由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。整流电压平均值为： ?+=+==παααπωωπ2 cos 19.02cos 122)(d sin 21 222U U t t U U d 向负载输出的直流平均电流为： 2 cos 19.02cos 12222ααπ+=+==R U R U R U I d d 晶闸管VT 1、VT 4 和 VT 2、VT 3 轮流导电，流过晶闸管的电流平均值只有输出直流电流平均值的一半，即 2 cos 145.0212α+==R U I I d dT b c) d u V 图2.2单相桥式全控整流电路波形