电能表毕业设计.docx

毕业设计（论文）
题目：单相电子式电能表的设计
系别：电气工程系
专业：电子电气专业
班级：
学生姓名：
指导老师： 完成时间:
毕业设计(论文)任务书
班级
学生姓名
指导老师
设计(论文)题目
单引入时基电路的目的很明确，为每一次电量累计提供时基参照，以确定
电价系数，而引入CPU则是建立一座时间与电量的桥梁，并提供智能化的操作与 控制，CPU是单相电子式电能表的一个核心枢纽，电能表的各个量变参数汇聚到 CPU进行进行各种复合的运算，最终得到一些和电量相关的加权参数，以供电力
部门调查取用，其间牵涉到的数据量的大小取决于用户对电能表功能的要求，我
们可以拓展存储功能的模块进行优化存储算法，作为电力计量类的产品，电子式
电能表要求其在十年内出现故障的概率为万分之三，为此在对电能表进行功能设
计的同时， 还必须着重考虑电能表的数据安全性与稳定性， 而要达到这两个方面，
则必须在硬件设计和软件优化两个方面都要进行具体细致的考虑，并需要比较长
时间的现场测试与调整。
电力部门对时钟精度的要求误差标准在±5PPM勺范围之内，也就是一天的累
计日误差在± ，时钟一般在晶振的基础上进行运行，普通的的晶振误差
在 ± 20PPM， 达不到我们的所需要求，因此必须选用高精度的晶振作为时钟的基准
源，除此之外，由于温度的变化会影响到晶振频率的变化，从而引起时钟精度的
变化，因此，我们还要加入温度芯片进行实时校正补偿，依此来达到精度所要求
的范围。
电能表本身除去计量存储的功能外，还在不同的程度上具备一些通讯功能：
红外通讯、串行通讯等。在电能表应用设计中串行通讯供485 抄读，直接供给PC
机，而红外通讯则是借助红外掌上机为媒介，将众多数据通过红外掌上机传送至
PC机，利于配电分步集中管理。
更进一步，在电能表中引入载波模块，即可实现对电能表的远程抄表与远程
控制，这里的载波是电力载波，是在电力线的电能传输过程中加载在我们的控制
信号或者数据信号，通过调制和解调的办法滤取信息，这种载波形式应用于电能
表领域的，考虑起数据传输的安全性，所以滤取信号或者加载信号总在交流的跨
零点的时刻加载信号，这样防止了交流干扰信号对于载波信号的叠加，只是传送
的速率会相对的慢一些，但载波通讯可以随时对电能表进行远程的抄控，其实时
性也就弥补了速率方面的不足；另外，随着科技的发展，一些更先进的功能模块
也会逐渐引入电能表进行通讯，如GPRS
总之，作为一种计量产品，单相电子式电能表从功能结构单一到功能强大、
结构复杂，也是国家电力部门推行电力现代化的一个必然的趋势；其表型繁多，
从单相到三相、从静止到复费率、 预付费到多功能电能表、 再外扩诸多的功能块、
配合集抄系统，最终要达到电力集中抄表的自动化。电能表的设计与研究开发，
也应该始终站在科技的前沿，掌握信息，任重道远。
主要技术指标
.输入电网额定电压：220V
.输入额定电流：20A
.精度：1级
.检测电网侧电压频率，并实时显示，精度
.测量并实时显示电功率

电能表硬件设计突出重点的就是计量功能和抗干扰功能两部分，电能表一般 分为二级表、，是对其测量误差精度的要求，计量部分的设计 是电能表的设计中比较关键的部分。本文采用电能芯片ADE7753f口单片机AT89S52
以及外围电路共同组成硬件系统。其原理框图如图一所示:
电流 采样 滤波
IC5
X25045
P2.
P1
CS
VCC
SO
RST
W P
SCK ,
GND
SI
+5
,6PT, 7
电压 采样 滤波
3
4
U101
RST
DIN
DVDD
DOUT
.AVDD
SCL K
V1P
,V1N
CS
CL KOUT
V2N
CL KIN
,V2P
,AGND
SRQ
,SAG
,RE F
ZX
. DGND
CF
5
8
9
10
ADE 7753

18 'P1. 7
17 P2. 5
16
15
20 P1. 5
19 P1. 6
RSI
P1. 0(T 2)
(T 2 EX)
VCC
P0. 0(AD0)
P1. 2
(AD1)
P1. 3
P0. 2(AD2)
P1. 4
P0. 3(AD3)
P1. 5
P0. 4(AD4)
P1. 6
P0. 5(AD5)
P1. 7
P0. 6(AD6)
RST
(AD7)
(RXD)
(T XD)
(/INT