电子式电能表原理.doc

1 电子式电能表工作原理及调试方法第一节电子式电能表概述一、电子式电能表发展历史 20世纪 40年代: 诞生于欧洲 20世纪 80 年代之前: 主要用于标准表、高精度表和检验装置 20 世纪 80 年代末、 90 年代初:国外推出全电子电子表(斯伦贝谢兰吉尔、 GE), 电子表迅猛发展,但价格昂贵。 20世纪 90 年代初: 国内推出全电子电能表 2000 年以后: 国内电子表在电网改造中大批量推广应用, 设计水平、生产工艺水平非常成熟,价格越来越低,目前已成为电能计量的主流产品。二、电子式电能表的分类根据分类方法的不同, 通常有以下几种: 1 、按规格:单相电子表、三相电子表。 2 、按接线方式:直接接入式、经互感器接入式。 3 、按功能:有功电子式电能表、无功有功电子式电能表、有功无功组合电子式电能表、有功多费率电子式电能表、多功能电子式电能表。三、电子式电能表的优点近几年来电子式电能表之所以发展如此迅速, 是因为它与感应式电能表相比, 在性能和功能方面有着明显的优势。性能对比见下表感应式电能表与电子式电能表性能表比较类别感应式电能表电子式电能表准确度(级) ~ ~ 误差曲线线性差较好频率范围(Hz) 45~5540~2000 启动电流 外磁场影响大小 2LLi (t) u i (t) 环境温度影响大较小安装要求严格不严格过载能力 4倍4~10倍功耗大小电磁兼容好一般防窃电能力差强功能单一完善、可扩展第二节电子式电能表的基本结构一、电子式电能表的原理构成电子式电能表通常由以下几部分组成:电流变换电路、电压变换电路、计量芯片、 MCU 、显示部分、接口部分、电源部分、外壳。二、电流变换电路、电压变换电路电流变换电路、电压变换电路作用是将大电流、高电压转换成微小电压信号, 输入至电能计量芯片的乘法器。 1 、电流变换电路有两种: 一种是采用电流互感器, 优点是电表与电网隔离,电表抗干扰性能好,缺点是体积大成本高。 2 、电压变换电路另一种是采用分压网络, 优点是线性好、成本低, 缺点是不能实现电气隔离。以单相电子表为例,以L( 火线) 为公共地, V2P 为输入至计量芯片电压通道的电压, 分压网络如下:3 U 为火线和中线之间的电压,若=220V ,将阻值代入上式,计算出 V2p=124mV 分压网络将高电压变换成毫伏级微小电压,输入计量芯片。三、测量部分测量部分将电压变换电路输出的电压信号和电流变换电路输出的电压信号进行运算, 得到电功率信号。该部分实际上是一颗专用计量芯片, 它是电子表的心脏, 决定着电子表的准确度和稳定性。四、电源部分电源部分将交流电压( 50HZ 220V 或 380V 或 100V )降压、整流、滤波、稳压后,得到 5V或 9V、 12V 等级的直流电压,为表内各电子单元提供直流工作电源。电源有两类, 一类是线性电源, 另一类是开关电源。线性电源又分共频电源和阻容电源。 1 、工频电源v 2P (GND) R14 V2p= U R14+R1+R2+ +R12 ?? VCC + 工频电源原理图+ + 7805 GND 4 2 、阻容电源优点是成本低,缺点是电容在有谐波时阻抗变小,从而使电源不稳定。 3、开关电源开关电源优点: 电压范围宽, 效率高。缺点: 成本