基于分流式電流傳感器的三相智能電能表設(shè)計(jì).pdf

1、隨著智能電網(wǎng)的全面建設(shè)，對(duì)于智能電能表的技術(shù)要求也越來(lái)越高，目前市場(chǎng)上的三相智能電能表大都采用電磁式電流傳感器對(duì)交流電流信號(hào)進(jìn)行變換，這種電磁式電流傳感器存在成本高，易直流飽和，測(cè)量范圍小且易受外界電磁干擾等問(wèn)題，而分流式電流傳感器相比于電磁式電流傳感器在成本、安裝體積、抗直流飽和以及抗電磁干擾能力上都具有極大的優(yōu)勢(shì)，本文正是針對(duì)分流式電流傳感器應(yīng)用于三相智能電能表中的技術(shù)瓶頸，提出了一種通用性強(qiáng)、高可靠性的解決方案，并設(shè)計(jì)了一款符合技

2、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的三相智能電能表產(chǎn)品，從而推動(dòng)分流式電流傳感器在三相智能電能中的應(yīng)用，特別是在防強(qiáng)磁竊電方面的應(yīng)用。
　　 本文首先介紹了課題研究背景，闡述了電能表中常用的幾種電流傳感器的工作原理與應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析了分流式電流傳感器應(yīng)用于三相電能表中的技術(shù)瓶頸，然后針對(duì)這個(gè)技術(shù)瓶頸，總結(jié)分析了目前市場(chǎng)上已經(jīng)提出的三種比較典型的解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了一種可行性更強(qiáng)的解決方案。
　　 在硬件電路設(shè)計(jì)中，根據(jù)解決方案的電氣隔離要

3、求，設(shè)計(jì)了彼此獨(dú)立的計(jì)量電源和系統(tǒng)電源；總結(jié)了交流信號(hào)采集過(guò)程中的抗干擾措施，并對(duì)傳統(tǒng)錳銅分流器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改良；深入剖析了SOC計(jì)量芯片MSP430FE425的工作原理及其性能特性；借鑒RS485總線思想，設(shè)計(jì)了本課題專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通信接口模塊；針對(duì)防竊電功能的需求，設(shè)計(jì)了用于電能表外部恒定磁場(chǎng)及交變磁場(chǎng)檢測(cè)的強(qiáng)磁檢測(cè)模塊；根據(jù)四象限電能的定義，設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)電能脈沖輸出電路；最后介紹了遠(yuǎn)程抄表中最常用的GPRS模塊和載波模塊在電能表產(chǎn)

4、品中應(yīng)用。
　　 在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，采用了模塊化設(shè)計(jì)思想，整個(gè)軟件系統(tǒng)分為計(jì)量軟件、數(shù)據(jù)通信接口軟件、功能管理軟件三部分。重點(diǎn)剖析了ESP430CE1底層計(jì)量程序的算法原理以及計(jì)量數(shù)據(jù)組織與處理的方法；制定了主控制MCU與三塊SOC計(jì)量芯片之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議并詳細(xì)說(shuō)明了數(shù)據(jù)接口軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　 本文同時(shí)也總結(jié)分析了計(jì)量過(guò)程中主要誤差的來(lái)源及其減少方法，詳細(xì)說(shuō)明了目前電能表產(chǎn)品中最常用的誤差校正方法的數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)原理，應(yīng)