專利名稱：數(shù)字式智能諧波電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)字式智能諧波電能表，屬電子計量儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電能計量應(yīng)遵循"公平、公開、公正"的原則，隨著電力市場改革的推進(jìn)，電能作為 一種商品已經(jīng)全面走向市場化，電能表能否在各種工業(yè)狀況下準(zhǔn)確計量，逐漸受到了供用 電雙方的重視。隨著大功率非線性負(fù)荷的迅速增加，使得供電系統(tǒng)中電壓、電流波形發(fā)生畸 變，對電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的影響，并使電能表計量的誤差急劇增大。 在實際的計量中，電力用戶可以分為兩類，即產(chǎn)生諧波的諧波源用戶和正常使用 基波電能的不產(chǎn)生諧波的諧波受害用戶。作為諧波源的用戶，一方面產(chǎn)生了諧波功率，對電 網(wǎng)造成了污染，另一方面，計費(fèi)總電能為基波電能減去產(chǎn)生的諧波電能。而作為正常使用基 波電能的不產(chǎn)生諧波的諧波受害用戶， 一方面其設(shè)備深受諧波危害，另一方面，計費(fèi)總電能 則為基波電能加上吸收的諧波電能。上述問題的存在，使得作為諧波源的用戶計費(fèi)總電能 減小，正常使用基波電能的諧波受害者用戶計費(fèi)總電能增加。因此，現(xiàn)有的電能計量儀器 (儀表)計量極其不合理。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一 種能夠?qū)ζ胀ㄓ脩舻幕娔芎椭C波源用戶的諧波電能分開計量、合理收費(fèi)的數(shù)字式智能 諧波電能表。 其技術(shù)方案是一種數(shù)字式智能諧波電能表由電流傳感器、電壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換 集成電路、數(shù)字處理器、數(shù)據(jù)存儲器、實時時鐘集成電路、液晶顯示器和自取電源電路組成； 電流傳感器二次側(cè)三相電流信號分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連接；電壓傳感器二次 側(cè)三相電壓信號分別通過運(yùn)算放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電 路的數(shù)字信號輸出端與數(shù)字處理器的輸入端連接，數(shù)字處理器的輸出端與液晶顯示器的輸 入端連接；數(shù)字處理器與數(shù)據(jù)存儲器之間通過鎖存器連接。 其技術(shù)效果是采用電流傳感器和電壓傳感器，對電力用戶的電壓和電流進(jìn)行連 續(xù)采樣測量，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，送至數(shù)字處理器進(jìn)行計量處理，通過 FFT實時分析，對電力系統(tǒng)用戶的正反向總有功、感性、容性總無功、正反向基波總有功、正 反向諧波總有功及2 50次諧波電能進(jìn)行分別計量，可以按每天四種費(fèi)率，八個時段任意 設(shè)置，進(jìn)行分時計量，具有多種電能分項計量、計量準(zhǔn)確和實時顯示等特點，從而消除了傳 統(tǒng)計量儀器(儀表)在諧波存在的情況下所產(chǎn)生的計量誤差，既體現(xiàn)了公平、合理的計量收 費(fèi)體制，還可計量出諧波源用戶"污染"電網(wǎng)的諧波電能，有助于采取經(jīng)濟(jì)杠桿，以經(jīng)濟(jì)的手 段促使這類用戶采用諧波治理裝置，減少諧波的產(chǎn)生，有利于供電公司建設(shè)"綠色電網(wǎng)"，減 少由于諧波引起的計量糾紛，更好地建設(shè)和諧社會；同時，本數(shù)字式智能諧波電能表還設(shè)有 標(biāo)準(zhǔn)的RS485通訊接口，以方便電力部門實現(xiàn)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理。
圖1是本實用新型的電路框圖； 圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式如圖1、2所示，一種數(shù)字式智能諧波電能表，由電流傳感器、電壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn) 換集成電路、數(shù)字處理器、數(shù)據(jù)存儲器、實時時鐘集成電路、液晶顯示器和自取電源電路組 成。電流傳感器二次側(cè)三相采樣電流Ia、 Ib、 Ic信號分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連 接。模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路采用四通道雙極輸入16位A/D轉(zhuǎn)換器ADS8343芯片。電壓傳感器 二次側(cè)三相采樣電壓Ua、 Ub、 Uc信號分別通過運(yùn)算放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連 接。運(yùn)算放大器采用自動校準(zhǔn)精密運(yùn)算放大器TLC4502芯片。模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路將采樣電 壓和電流的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送至數(shù)字處理器進(jìn)行計量處理。數(shù)字處理器采用77E58 芯片，外接實時時鐘集成電路、RS485通訊接口和按鍵接口。數(shù)字處理器的數(shù)字信號輸出 端與液晶顯示器連接。數(shù)字處理器和62256數(shù)據(jù)存儲器之間經(jīng)過74AHC573鎖存器連接。 數(shù)字處理器通過FFT軟件實時分析計算，得出正反向總有功，感性，容性總無功，正反向基 波總有功以及正反向2 50次諧波總有功和每天四種費(fèi)率，八個時段等計量參數(shù)。數(shù)字 處理器一方面通過鎖存器將計量參數(shù)保存在數(shù)據(jù)存儲器中；另一方面將各計量參數(shù)輸出至 DMF5001液晶顯示器，通過顯示屏進(jìn)行顯示，當(dāng)外部有數(shù)據(jù)傳輸要求時，向通訊接口傳輸數(shù) 據(jù)，即通過RS485接口和PC機(jī)相連，可以對電表進(jìn)行相關(guān)設(shè)置和數(shù)據(jù)傳輸，計量數(shù)據(jù)傳送至 PC機(jī)上，由PC機(jī)管理軟件進(jìn)行管理，還可通過光電耦合器TLP521-2輸出計量脈沖實現(xiàn)校驗 或與遠(yuǎn)動終端接口至調(diào)度端實現(xiàn)電度脈沖計量。RS485接口最多可連接64塊電表，通信距 離達(dá)1.5公里。 本實用新型智能諧波電能表的工作電源，采取自取電源電路。自取電源電路由 D1-D8IN4007*8全橋整流電路、LC濾波電路以及PS0500DC5S電源變換模塊構(gòu)成。全橋整流 電路的電源直接從采樣電源處獲取，無需另外施加電源。 采集三相電壓時，負(fù)半波采樣需要給運(yùn)算放大器提供負(fù)電源。為了降低硬件成本 和電路的復(fù)雜程度，采用由MAX873基準(zhǔn)電壓芯片和LC濾波電路構(gòu)成的負(fù)半波采樣電路，通 過負(fù)半波采樣電路抬高中性點電位，實現(xiàn)負(fù)半波的采樣。
權(quán)利要求數(shù)字式智能諧波電能表，其特征在于由電流傳感器、電壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路、數(shù)字處理器、數(shù)據(jù)存儲器、實時時鐘集成電路、液晶顯示器和自取電源電路組成；電流傳感器二次側(cè)三相電流信號分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連接；電壓傳感器二次側(cè)三相電壓信號分別通過運(yùn)算放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的數(shù)字信號輸出端與數(shù)字處理器的輸入端連接，數(shù)字處理器的輸出端與液晶顯示器的輸入端連接；數(shù)字處理器與數(shù)據(jù)存儲器之間通過鎖存器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式智能諧波電能表，其特征在于自取電源電路由全橋 整流電路、濾波電路以及電源變換模塊構(gòu)成。
專利摘要數(shù)字式智能諧波電能表，屬電子計量儀器技術(shù)領(lǐng)域。其目的是提供一種能夠?qū)ζ胀ㄓ脩舻幕娔芎椭C波源用戶的諧波電能分開計量、合理收費(fèi)的數(shù)字式智能諧波電能表。其技術(shù)要點由電流傳感器、電壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路、數(shù)字處理器、數(shù)據(jù)存儲器、實時時鐘集成電路、液晶顯示器和自取電源電路組成；電流傳感器二次側(cè)三相電流信號分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連接；電壓傳感器二次側(cè)三相電壓信號分別通過運(yùn)算放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路的電信號輸出端與數(shù)字處理器的輸入端連接，數(shù)字處理器的電信號輸出端與液晶顯示器的輸入端連接；數(shù)字處理器與數(shù)據(jù)存儲器之間通過鎖存器連接。
文檔編號G01R22/10GK201489053SQ20092018653
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者潘麗珠, 程琦 申請人:安徽新力電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司