一種寬量程電能表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種寬量程電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，2009年以來(lái)隨著我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)工作大面積開(kāi)展，在低壓側(cè)的電能表需求在逐步加大，而一般電能表規(guī)格是根據(jù)標(biāo)定電流的6?12倍來(lái)決定，由此產(chǎn)生多種電流規(guī)格的電能表，如有1.5(6從、1(10從、5(60從、10(100從等多種規(guī)格。由于電流規(guī)格較多，無(wú)可避免的給電力用戶(hù)在檢表、配送、安裝維護(hù)帶了較大的多余的工作量，同時(shí)也給惡意偷竊電帶來(lái)了便利。同時(shí)生產(chǎn)廠家為了匹配設(shè)計(jì)生產(chǎn)多種電流規(guī)格的電能表加大了采購(gòu)、庫(kù)存、供貨周期等難度，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)造成一定的影響。
[0003]并且現(xiàn)在由于用電情況復(fù)雜，設(shè)備多樣，在不同時(shí)負(fù)載有很大的不同，如果使用現(xiàn)在單一電流規(guī)格的電能表時(shí)，選用的電能表標(biāo)定電流大，當(dāng)用電很小時(shí)，低于電能表標(biāo)定電流的5%計(jì)量準(zhǔn)確精度不夠高；如果選用電能表標(biāo)定電流小，一旦用電量很大時(shí)，電能表就可能因過(guò)負(fù)荷造成計(jì)量失準(zhǔn)甚至于燒毀。
[0004]如果能夠設(shè)計(jì)一種能匹配所有電流規(guī)格的電能那就能解決以上的問(wèn)題。但是現(xiàn)有的電能表在計(jì)量側(cè)的設(shè)計(jì)方案一般采用的都是單組互感器采樣+傳統(tǒng)計(jì)量芯片的方式。受制于傳統(tǒng)計(jì)量芯片窄動(dòng)態(tài)范圍(3000:1)，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)是無(wú)法滿(mǎn)足I(10)A的寬電流范圍的電能表設(shè)計(jì)的。
[0005]現(xiàn)在雖有一些廠家已經(jīng)在設(shè)計(jì)出相應(yīng)的寬量程電能表，但是依然存在如下缺點(diǎn):
[0006]I)采用單組采樣互感器，同一脈沖常數(shù)，雖然在一定程度上能達(dá)到寬量程的要求。但是脈沖常數(shù)的選擇上如果選擇較小的脈沖常數(shù)那就會(huì)導(dǎo)致在檢定小電流時(shí)太慢反而給檢定帶來(lái)工作量;如果選擇較大的脈沖常數(shù)那在大電流時(shí)脈沖寬度達(dá)不到電網(wǎng)公司要求的每個(gè)脈沖寬度應(yīng)該要為80ms ± 15ms。
[0007]2)如果采用兩組采樣互感器或者一組采樣互感器和一組采樣錳銅，雖然能解決上面的問(wèn)題，但是在采樣切換點(diǎn)上的選擇一般都是選擇讀取電流進(jìn)行判斷后切換，無(wú)法滿(mǎn)足快速負(fù)荷的變化，存在計(jì)量盲區(qū)有可能導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。
[0008]為此本實(shí)用新型提出一種寬量程電能表電流通道自適應(yīng)調(diào)整方法，實(shí)現(xiàn)了 1(100)A電流范圍內(nèi)精確計(jì)量。并且也解決了以上兩個(gè)缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種寬量程電能表。
[0010]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種寬量程電能表，包括一組用于測(cè)量小電流信號(hào)的第一采樣互感器CT1、一組用于測(cè)量大電流信號(hào)的第二采樣互感器CT2、一個(gè)電子開(kāi)關(guān)MUX、一個(gè)一個(gè)帶有DMA傳輸功能的計(jì)量芯片以及一個(gè)帶有DMA傳輸功能的MCU單片機(jī);所述計(jì)量芯片的信號(hào)輸入端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)MUX分別與所述第一采樣互感器CT1和第二采樣互感器CT2連接;所述MCU單片機(jī)通過(guò)帶有DMA傳輸功能的SPI總線(xiàn)和所述計(jì)量芯片通信連接;所述的MCU單片機(jī)通過(guò)I/O 口和電子開(kāi)關(guān)MUX相連，用于控制電子開(kāi)關(guān)MUX的開(kāi)關(guān)切換。
[0011]進(jìn)一步的，所述電子開(kāi)關(guān)MUX為雙刀雙擲的電子開(kāi)關(guān)。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1.本實(shí)用新型為多量程測(cè)量，在I(10)A全范圍內(nèi)尤其是基本電流5%的測(cè)量點(diǎn)以下的電流也能精確計(jì)量。
[0014]2.本實(shí)用新型為多量程測(cè)量，脈沖常數(shù)可以切換，加快了小電流的檢定速度，從而給檢定帶來(lái)了便捷。
[0015]3.本實(shí)用新型采用DMA傳輸技術(shù)和快速的電子開(kāi)關(guān)切換技術(shù)，在3個(gè)電網(wǎng)測(cè)量周期(60ms)上就能判定到電流的大小，從而真正達(dá)到了實(shí)時(shí)的電流檔位切換，減少了因切換量程帶了計(jì)量不準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1本實(shí)用新型的電能表的電路原理不意圖。
[0017]圖2本實(shí)用新型的電流通道自適應(yīng)調(diào)整流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1所示，公開(kāi)了一種寬量程電能表，包括一組1.5(6)A/5mA變比的測(cè)量小電流信號(hào)的第一采樣互感器CTdl、一組10(100)A/2mA變比的測(cè)量大電流信號(hào)的第二采樣互感器CT212、一個(gè)電子開(kāi)關(guān)MUX 3、一個(gè)帶有DMA傳輸功能的計(jì)量芯片Ud以及一個(gè)帶有DMA傳輸功能的MCU單片機(jī)5;所述計(jì)量芯片瓜4的信號(hào)輸入端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)MUX3分別與所述第一采樣互感器CT111和第二采樣互感器CT212連接;所述M⑶單片機(jī)5通過(guò)帶有DMA傳輸功能的SPI總線(xiàn)和所述計(jì)量芯片山4通信連接;所述的M⑶單片機(jī)5通過(guò)I/O 口和電子開(kāi)關(guān)MUX3相連，用于控制電子開(kāi)關(guān)MUX3的開(kāi)關(guān)切換。
[0019]優(yōu)選的，所述電子開(kāi)關(guān)MUX3為雙刀雙擲的電子開(kāi)關(guān)。
[0020]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式中通過(guò)判定電流大小來(lái)調(diào)整采樣通道的方法步驟，下面就結(jié)合圖2的流程圖來(lái)說(shuō)明怎么樣實(shí)現(xiàn)電流通道的切換。
[0021 ] 具體步驟如下:
[0022]步驟101)，開(kāi)啟電能表，實(shí)時(shí)測(cè)量開(kāi)始；
[0023]步驟102)，M⑶單片機(jī)通過(guò)I/O口控制電子開(kāi)關(guān)MUX的控制管腳，讓電能表采用第二采樣互感器CT2作為電流采樣通道的測(cè)量元件，并將其脈沖常數(shù)切換到400imp/kWh;
[0024]步驟103)，配置計(jì)量芯片U1的初始參數(shù)，并設(shè)置其電流通道采樣，計(jì)量芯片山用60ms (3個(gè)電網(wǎng)周波)產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)始傳送的中斷信號(hào)；
[0025]步驟104)，MCU單片機(jī)實(shí)時(shí)等待傳送過(guò)來(lái)的中斷信號(hào)，待接收到中斷信號(hào)后，MCU單片機(jī)優(yōu)先處理進(jìn)入切換判斷；
[0026]步驟105)，由M⑶單片機(jī)判斷計(jì)量芯片傳送過(guò)來(lái)的電流值的大小；
[0027]步驟106)，當(dāng)M⑶單片機(jī)判斷到電流值大于7.0OOA時(shí)，MCU單片機(jī)控制電子開(kāi)關(guān)MUX繼續(xù)讓電能表采用第二采樣互感器CT2作為電流采樣通道的測(cè)量元件，并且脈沖常數(shù)繼續(xù)切換到400imp/kWh;當(dāng)判斷到電流值小于等于7.0OOA時(shí)，控制電子開(kāi)關(guān)MUX使電能表切換使用第一采樣互感器ClMt為電流采樣通道的測(cè)量元件，并把其脈沖常數(shù)切換到6400imp/kWh；
[0028]步驟107)，如果沒(méi)有中斷信號(hào)，則由MCU單片機(jī)處理其他程序流程；
[0029]步驟108)，運(yùn)行結(jié)束。
[0030]對(duì)于本實(shí)用新型中的變化如下:
[0031]1.不論系統(tǒng)程序流程進(jìn)入到那個(gè)階段，都能在60ms內(nèi)和專(zhuān)有計(jì)量芯片實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)對(duì)接，解決了計(jì)量切換盲區(qū)。
[0032]2.脈沖常數(shù)按照電流進(jìn)行切換解決了大電流的時(shí)候脈沖寬度不能滿(mǎn)足要求的問(wèn)題，也解決了小電流的時(shí)候檢定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬量程電能表，其特征在于，包括一組用于測(cè)量小電流信號(hào)的第一采樣互感器CT1、一組用于測(cè)量大電流信號(hào)的第二采樣互感器CT2、一個(gè)電子開(kāi)關(guān)MUX、一個(gè)計(jì)量芯片以及一個(gè)MCU單片機(jī);所述計(jì)量芯片的信號(hào)輸入端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)MUX分別與所述第一采樣互感器CT1和第二采樣互感器CT2連接;所述mj單片機(jī)通過(guò)帶有DMA傳輸功能的SPI總線(xiàn)和所述計(jì)量芯片通信連接;所述的MCU單片機(jī)通過(guò)I/O 口和電子開(kāi)關(guān)MUX相連，用于控制電子開(kāi)關(guān)MUX的開(kāi)關(guān)切換。2.如權(quán)利要求1所述的一種寬量程電能表，其特征在于，所述電子開(kāi)關(guān)MUX為雙刀雙擲的電子開(kāi)關(guān)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種寬量程電能表，包括一組用于測(cè)量小電流信號(hào)的第一采樣互感器CT1、一組用于測(cè)量大電流信號(hào)的第二采樣互感器CT2、一個(gè)電子開(kāi)關(guān)MUX、一個(gè)計(jì)量芯片以及一個(gè)MCU單片機(jī)；所述計(jì)量芯片的信號(hào)輸入端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)MUX分別與所述第一采樣互感器CT1和第二采樣互感器CT2連接；所述MCU單片機(jī)通過(guò)帶有DMA傳輸功能的SPI總線(xiàn)和所述計(jì)量芯片通信連接；所述的MCU單片機(jī)通過(guò)I/O口和電子開(kāi)關(guān)MUX相連，用于控制電子開(kāi)關(guān)MUX的開(kāi)關(guān)切換。本實(shí)用新型為多量程測(cè)量，在1(100)A全范圍內(nèi)尤其是基本電流5％的測(cè)量點(diǎn)以下的電流也能精確計(jì)量。
【IPC分類(lèi)】G01R22/10
【公開(kāi)號(hào)】CN205333733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620005992
【發(fā)明人】張曉東, 閆書(shū)芳, 金偉劍, 曹曉峰, 楊國(guó)燁, 陶英浩, 何志超
【申請(qǐng)人】江陰長(zhǎng)儀集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日