CN201489053U - 数字式智能谐波电能表 - Google Patents

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潘丽珠
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Abstract

数字式智能谐波电能表，属电子计量仪器技术领域。其目的是提供一种能够对普通用户的基波电能和谐波源用户的谐波电能分开计量、合理收费的数字式智能谐波电能表。其技术要点：由电流传感器、电压传感器、模数转换集成电路、数字处理器、数据存储器、实时时钟集成电路、液晶显示器和自取电源电路组成；电流传感器二次侧三相电流信号分别与模数转换集成电路的输入端连接；电压传感器二次侧三相电压信号分别通过运算放大器与模数转换集成电路的输入端连接；模数转换集成电路的电信号输出端与数字处理器的输入端连接，数字处理器的电信号输出端与液晶显示器的输入端连接；数字处理器与数据存储器之间通过锁存器连接。

Description

数字式智能谐波电能表
技术领域
本实用新型涉及一种数字式智能谐波电能表，属电子计量仪器技术领域。
背景技术
电能计量应遵循“公平、公开、公正”的原则，随着电力市场改革的推进，电能作为一种商品已经全面走向市场化，电能表能否在各种工业状况下准确计量，逐渐受到了供用电双方的重视。随着大功率非线性负荷的迅速增加，使得供电系统中电压、电流波形发生畸变，对电网造成了严重的影响，并使电能表计量的误差急剧增大。
在实际的计量中，电力用户可以分为两类，即产生谐波的谐波源用户和正常使用基波电能的不产生谐波的谐波受害用户。作为谐波源的用户，一方面产生了谐波功率，对电网造成了污染，另一方面，计费总电能为基波电能减去产生的谐波电能。而作为正常使用基波电能的不产生谐波的谐波受害用户，一方面其设备深受谐波危害，另一方面，计费总电能则为基波电能加上吸收的谐波电能。上述问题的存在，使得作为谐波源的用户计费总电能减小，正常使用基波电能的谐波受害者用户计费总电能增加。因此，现有的电能计量仪器(仪表)计量极其不合理。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：旨在克服上述现有技术存在的问题，提供一种能够对普通用户的基波电能和谐波源用户的谐波电能分开计量、合理收费的数字式智能谐波电能表。
其技术方案是：一种数字式智能谐波电能表由电流传感器、电压传感器、模数转换集成电路、数字处理器、数据存储器、实时时钟集成电路、液晶显示器和自取电源电路组成；电流传感器二次侧三相电流信号分别与模数转换集成电路的输入端连接；电压传感器二次侧三相电压信号分别通过运算放大器与模数转换集成电路的输入端连接；模数转换集成电路的数字信号输出端与数字处理器的输入端连接，数字处理器的输出端与液晶显示器的输入端连接；数字处理器与数据存储器之间通过锁存器连接。
其技术效果是：采用电流传感器和电压传感器，对电力用户的电压和电流进行连续采样测量，经模数转换集成电路进行A/D转换后，送至数字处理器进行计量处理，通过FFT实时分析，对电力系统用户的正反向总有功、感性、容性总无功、正反向基波总有功、正反向谐波总有功及2～50次谐波电能进行分别计量，可以按每天四种费率，八个时段任意设置，进行分时计量，具有多种电能分项计量、计量准确和实时显示等特点，从而消除了传统计量仪器(仪表)在谐波存在的情况下所产生的计量误差，既体现了公平、合理的计量收费体制，还可计量出谐波源用户“污染”电网的谐波电能，有助于采取经济杠杆，以经济的手段促使这类用户采用谐波治理装置，减少谐波的产生，有利于供电公司建设“绿色电网”，减少由于谐波引起的计量纠纷，更好地建设和谐社会；同时，本数字式智能谐波电能表还设有标准的RS485通讯接口，以方便电力部门实现计算机联网管理。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图；
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种数字式智能谐波电能表，由电流传感器、电压传感器、模数转换集成电路、数字处理器、数据存储器、实时时钟集成电路、液晶显示器和自取电源电路组成。电流传感器二次侧三相采样电流Ia、Ib、Ic信号分别与模数转换集成电路的输入端连接。模数转换集成电路采用四通道双极输入16位A/D转换器ADS8343芯片。电压传感器二次侧三相采样电压Ua、Ub、Uc信号分别通过运算放大器与模数转换集成电路的输入端连接。运算放大器采用自动校准精密运算放大器TLC4502芯片。模数转换集成电路将采样电压和电流的模拟量转换为数字量，送至数字处理器进行计量处理。数字处理器采用77E58芯片，外接实时时钟集成电路、RS485通讯接口和按键接口。数字处理器的数字信号输出端与液晶显示器连接。数字处理器和62256数据存储器之间经过74AHC573锁存器连接。数字处理器通过FFT软件实时分析计算，得出正反向总有功，感性，容性总无功，正反向基波总有功以及正反向2～50次谐波总有功和每天四种费率，八个时段等计量参数。数字处理器一方面通过锁存器将计量参数保存在数据存储器中；另一方面将各计量参数输出至DMF5001液晶显示器，通过显示屏进行显示，当外部有数据传输要求时，向通讯接口传输数据，即通过RS485接口和PC机相连，可以对电表进行相关设置和数据传输，计量数据传送至PC机上，由PC机管理软件进行管理，还可通过光电耦合器TLP521-2输出计量脉冲实现校验或与远动终端接口至调度端实现电度脉冲计量。RS485接口最多可连接64块电表，通信距离达1.5公里。
本实用新型智能谐波电能表的工作电源，采取自取电源电路。自取电源电路由D1-D8IN4007*8全桥整流电路、LC滤波电路以及PS0500DC5S电源变换模块构成。全桥整流电路的电源直接从采样电源处获取，无需另外施加电源。
采集三相电压时，负半波采样需要给运算放大器提供负电源。为了降低硬件成本和电路的复杂程度，采用由MAX873基准电压芯片和LC滤波电路构成的负半波采样电路，通过负半波采样电路抬高中性点电位，实现负半波的采样。

Claims (2)

1.数字式智能谐波电能表，其特征在于：由电流传感器、电压传感器、模数转换集成电路、数字处理器、数据存储器、实时时钟集成电路、液晶显示器和自取电源电路组成；电流传感器二次侧三相电流信号分别与模数转换集成电路的输入端连接；电压传感器二次侧三相电压信号分别通过运算放大器与模数转换集成电路的输入端连接；模数转换集成电路的数字信号输出端与数字处理器的输入端连接，数字处理器的输出端与液晶显示器的输入端连接；数字处理器与数据存储器之间通过锁存器连接。
2.根据权利要求1所述的数字式智能谐波电能表，其特征在于：自取电源电路由全桥整流电路、滤波电路以及电源变换模块构成。
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