CN204008845U - 一种单相电能表计量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单相电能表计量电路，包括电流采集电路、电压采集电路和计量电路，在电流采集电路内设置了低通滤波器，电压采集电路采用电阻分压网络电路，能够提高采集的电流、电压信号的精度，并采用RN8209计量芯片，计量精度高，能够测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量，对供电线路的有功、无功量都能计量，功能强大，电路简单，容易实现，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单相电能表计量电路，属于电力设备计量技术领域。
背景技术
电能计量是电力企业生产经营活动和电网安全运行的重要环节。贸易结算、考核电力系统经济技术指标都要依靠准确、完备的电能计量装置电能计量装置的性能和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业的形象，而且还影响到贸易结算的准确、公正，涉及到广大电力客户的根本利益，因此，电力企业对电能计量的精确性有着很高的要求，传统的单相电能表计量电路，采用电流互感器、电压互感器对线路上的电流、电压值进行采集，但是，电压互感器在采集过程中，存在非线性失真，很容易受到磁场的干扰，造成强磁窃电，影响测量精度，电流互感器，需要将电流信号转换为电压信号进行采集，转换后的电压信号会出现波动，也会影响测量精度，而且，计量电路中计量芯片的选择，也关系到测量精度，传统的计量芯片输出信号单一，不便于全面检测用电情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有的单相电能表计量电路，采用电流互感器、电压互感器对线路上的电流、电压值进行采集，测量精度低，选择的计量芯片，输出信号单一，不便于全面检测用电情况的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种单相电能表计量电路，其特征在于：包括电流采集电路、电压采集电路和计量电路，所述电流采集电路的输入端与供电线路相连接，所述电压采集电路的输入端与供电线路相连接，所述电流采集电路的输出端、电压采集电路的输出端分别与计量电路的电流信号、电压信号输入端相连接，所述计量电路的信号输出端与单相电能表的微处理器相连接，
所述电路采集电路包括电流互感器CT、电流转电压电路、低通滤波器，所述电流互感器CT的两路输入端分别与供电线路零线、火线相连接，所述电流转电压电路并联在电流互感器CT的两路输出端，所述电流转电压电路为两个相串联的第一电阻R1与第二电阻R2相连接，所述第一电阻R1与第二电阻R2的连接处与地相连接，所述第一电阻R1与电流互感器CT的一路输出端连接处设有第一低通滤波器，所述第二电阻R2与电流互感器CT的另一路输出端连接处设有第二低通滤波器，所述第一低通滤波器、第二低通滤波器的输出端分别与计量电路的电流信号输入端相连接；
所述电压采集电路为电阻分压网络电路，包括依次串联的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10，所述五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值相同为30Ω，所述第九电阻R9、第十电阻R10阻值相同为1kΩ，所述第九电阻R9、第十电阻R10的连接处与地相连接，所述第九电阻R9、第十电阻R10还分别并联为滤波电容C3、C4，所述第八电阻R8、第九电阻R9做为电压采集电路的一路输出端，所述第十电阻R10的尾端做为电压采集电路的另一路输出端，电压采集电路的两路输出端分别与计量电路的电压信号输入端相连接；
所述计量电路采用RN8209计量芯片，所述RN8209计量芯片的信号输出端包括有功功率、有功能量、无功功率、无功能量的输出。
前述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相同为4Ω。
前述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述第一低通滤波器包括相串联第三电阻R3、第一电容C1，所述第三电阻R3的一端与第一电阻R1、电流互感器CT的一路输出端的连接处相连接，所述第三电阻R3、第一电容C1的连接处为第一低通滤波器的输出端，所述第二低通滤波器包括相串联第四电阻R4、第二电容C2，所述第四电阻R4的一端与第一电阻R2、电流互感器CT的另一路输出端的连接处相连接，所述第四电阻R4、第二电容C2的连接处为第二低通滤波器的输出端。
前述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述滤波电容C3、C4的容值为33nF。
前述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述计量电路的RN8209计量芯片信号输出端包括QF引脚、PF引脚，所述QF引脚和PF引脚上分别设有上拉电阻R11、R12。
前述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述RN8209计量芯片还连接有时钟电路。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的单相电能表计量电路，包括电流采集电路、电压采集电路和计量电路，在电流采集电路内设置了低通滤波器，电压采集电路采用电阻分压网络电路，能够提高采集的电流、电压信号的精度，并采用RN8209计量芯片，计量精度高，能够测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量，对供电线路的有功、无功量都能计量，功能强大，电路简单，容易实现，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的单相电能表计量电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，一种单相电能表计量电路，包括电流采集电路、电压采集电路和计量电路，所述电流采集电路的输入端与供电线路相连接，所述电压采集电路的输入端与供电线路相连接，所述电流采集电路的输出端、电压采集电路的输出端分别与计量电路的电流信号、电压信号输入端相连接，所述计量电路的信号输出端与单相电能表的微处理器相连接，
所述电路采集电路包括电流互感器CT、电流转电压电路、低通滤波器，所述电流互感器CT的两路输入端分别与供电线路零线、火线相连接，所述电流转电压电路并联在电流互感器CT的两路输出端，所述电流转电压电路为两个相串联的第一电阻R1与第二电阻R2相连接，所述第一电阻R1与第二电阻R2的连接处与地相连接，所述第一电阻R1与电流互感器CT的一路输出端连接处设有第一低通滤波器，所述第二电阻R2与电流互感器CT的另一路输出端连接处设有第二低通滤波器，第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相同为4Ω，所述第一低通滤波器、第二低通滤波器的输出端分别与计量电路的电流信号输入端相连接；
第一低通滤波器包括相串联第三电阻R3、第一电容C1，所述第三电阻R3的一端与第一电阻R1、电流互感器CT的一路输出端的连接处相连接，所述第三电阻R3、第一电容C1的连接处为第一低通滤波器的输出端，所述第二低通滤波器包括相串联第四电阻R4、第二电容C2，所述第四电阻R4的一端与第一电阻R2、电流互感器CT的另一路输出端的连接处相连接，所述第四电阻R4、第二电容C2的连接处为第二低通滤波器的输出端，增加的第一低通滤波器、第二低通滤波器能够将电流信号转换为电压信号的波动滤去，差分电流信号的输出，能提高输出到计量电路的电流信号的精度。
所述电压采集电路为电阻分压网络电路，包括依次串联的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10，所述五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值相同为30Ω，所述第九电阻R9、第十电阻R10阻值相同为1kΩ，所述第九电阻R9、第十电阻R10的连接处与地相连接，所述第九电阻R9、第十电阻R10还分别并联为滤波电容C3、C4，滤波电容C3、C4的容值为33nF，第八电阻R8、第九电阻R9做为电压采集电路的一路输出端，所述第十电阻R10的尾端做为电压采集电路的另一路输出端，电压采集电路的两路输出端分别与计量电路的电压信号输入端相连接；本实用新的电压采集电路采用电阻分压网络电路，得到的两路差分电压信号为正负700mV，能够解决传统的电压互感器存在非线性失真的情况，提高输出到量电路的电压信号的精度。
所述计量电路采用RN8209计量芯片，所述RN8209计量芯片的信号输出端包括有功功率、有功能量、无功功率、无功能量的输出，RN8209计量芯片信号输出端包括QF引脚、PF引脚，所述QF引脚和PF引脚上分别设有上拉电阻R11、R12，PF引脚为有功电能校验脉冲输出，默认状态低电平输出，上拉电阻R11提高引脚的抗干扰性，其频率反映瞬时有功功率的大小，具有5mA的输出和吸电流能力，QF引脚为无功电能校验脉冲输出，默认状态低电平输出，上拉电阻R12提高引脚的抗干扰性，其频率反映瞬时无功功率的大小，具有5mA的输出和吸电流能力。
RN8209计量芯片，还具有两个串行通信功能，包括SIG/ZX引脚、SCSN引脚、SCLK引脚、SDI引脚、SDO/SWI引脚，方便与外部单相电能表的微处理器之间进行通信，其中SDO/SWI引脚为专有的单线通讯接口，可以使用一根数据线实现双向通讯。
所述RN8209计量芯片还连接有时钟电路，时钟电路的晶振为3.579545MHz，用于给RN8209计量芯片提供时钟信号。
综上所述，本实用新型的单相电能表计量电路，包括电流采集电路、电压采集电路和计量电路，在电流采集电路内设置了低通滤波器，电压采集电路采用电阻分压网络电路，能够提高采集的电流、电压信号的精度，并采用RN8209计量芯片，计量精度高，能够测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量，对供电线路的有功、无功量都能计量，功能强大，电路简单，容易实现，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种单相电能表计量电路，其特征在于：包括电流采集电路、电压采集电路和计量电路，所述电流采集电路的输入端与供电线路相连接，所述电压采集电路的输入端与供电线路相连接，所述电流采集电路的输出端、电压采集电路的输出端分别与计量电路的电流信号、电压信号输入端相连接，所述计量电路的信号输出端与单相电能表的微处理器相连接，
所述电路采集电路包括电流互感器CT、电流转电压电路、低通滤波器，所述电流互感器CT的两路输入端分别与供电线路零线、火线相连接，所述电流转电压电路并联在电流互感器CT的两路输出端，所述电流转电压电路为两个相串联的第一电阻R1与第二电阻R2相连接，所述第一电阻R1与第二电阻R2的连接处与地相连接，所述第一电阻R1与电流互感器CT的一路输出端连接处设有第一低通滤波器，所述第二电阻R2与电流互感器CT的另一路输出端连接处设有第二低通滤波器，所述第一低通滤波器、第二低通滤波器的输出端分别与计量电路的电流信号输入端相连接；
所述电压采集电路为电阻分压网络电路，包括依次串联的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10，所述五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8的阻值相同为30Ω，所述第九电阻R9、第十电阻R10阻值相同为1kΩ，所述第九电阻R9、第十电阻R10的连接处与地相连接，所述第九电阻R9、第十电阻R10还分别并联为滤波电容C3、C4，所述第八电阻R8、第九电阻R9做为电压采集电路的一路输出端，所述第十电阻R10的尾端做为电压采集电路的另一路输出端，电压采集电路的两路输出端分别与计量电路的电压信号输入端相连接；
所述计量电路采用RN8209计量芯片，所述RN8209计量芯片的信号输出端包括有功功率、有功能量、无功功率、无功能量的输出。
2.根据权利要求1所述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相同为4Ω。
3.根据权利要求1所述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述第一低通滤波器包括相串联第三电阻R3、第一电容C1，所述第三电阻R3的一端与第一电阻R1、电流互感器CT的一路输出端的连接处相连接，所述第三电阻R3、第一电容C1的连接处为第一低通滤波器的输出端，所述第二低通滤波器包括相串联第四电阻R4、第二电容C2，所述第四电阻R4的一端与第一电阻R2、电流互感器CT的另一路输出端的连接处相连接，所述第四电阻R4、第二电容C2的连接处为第二低通滤波器的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述滤波电容C3、C4的容值为33nF。
5.根据权利要求1所述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述计量电路的RN8209计量芯片信号输出端包括QF引脚、PF引脚，所述QF引脚和PF引脚上分别设有上拉电阻R11、R12。
6.根据权利要求1或5所述的一种单相电能表计量电路，其特征在于：所述RN8209计量芯片还连接有时钟电路。
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