电能计量算法介绍.ppt

杭州智源电子有限公司 电能计量算法介绍 杭州智源电子公司 开发部 2005年10月02日 杭州智源电子有限公司 电能表基础知识 常用电能表的分类 4使用电路：直流电能表和交流电能表 4工作原理：电气机械式和电子式电能表（电子式 又称为静止式和固态式） 4结构：整体式电能表和分体式电能表 4用途：用途：有功电能表、无功、最大需量、标 准、复费率分时、预付费 4准确度等级：普通安装式（0.2 、0.1、1.0、2.0 、3.0）和携带式精密级（0.01、0.02、0.05、0.1 、0.2级 杭州智源电子有限公司 电能表基础知识 电能表型号：类别代号+组别代号+设计代号+派生号 4类别代号：D电能表 4组别代号：D单相；S三相三线；T三相四 线 4设计代号：阿拉伯数字表示 4派生号：T湿热、干燥两用；TH湿热；TA 干热带用；G高原用；H船用；F化工防腐 用 杭州智源电子有限公司 正弦功率理论 单相正弦功率理论： 三相正弦功率理论： 杭州智源电子有限公司 非正弦功率理论 单相非正弦功率理论： 杭州智源电子有限公司 能量计量框图 DSP Sigma-Delta ADC 电流 电压 Sigma-Delta ADC FFT IIR filter FIR filter 采样单元信号处理 接口 信号输入数据输出 杭州智源电子有限公司 信号输入 信号取样输入方式 ： 电流取样方式：CT、锰铜片、di/dt 电压取样方式：PT、电阻分压 信号接线方式： 全差分输入方式：每一个输入信号都有自有的基准地线 单端输入方式：在单端输入中，输入信号均以共同的地线为基准 伪差分输入方式： 差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端 输入一定仅仅是一个参考。描述伪差分的另外一种方式就是，输入仅仅 在打破地的环流这个意义上是差分的，而参考信号(负端输入)不是作为传 递信号的，而仅仅是为信号(正端输入)提供一个直流参考点 杭州智源电子有限公司 采样单元 采样理论： 香农采样定理： 为使采样信号能完全恢复成原模拟信号，采样频率fs必须大于模拟信号 频带的最高频率fa的两倍,即fs2fa。采样频率的1/2,即fs/2称为奈奎斯特 频率，直流至fs/2之间的频带称为奈氏带宽； 混叠： 当信号频率超出奈氏带宽（fafs/2）时，fs-fa的混叠频率分量将进入奈 氏带宽内，这就是混叠现象。抗混叠就是将信号的频率带宽限制在奈氏 带宽之内。所以采样频率决定了能处理的信号带宽，也同时决定了AD 前端的抗混叠滤波电路。 过采样理论： 当采样频率高于信号频率两倍的时候，这样的采样称为过采样。 SNR=6.02N+1.76+10lg（fs/2fa）db 采样频率每增加4倍，可以使信噪比提高6db，相当于使ADC提高一位分 辨率 杭州智源电子有限公司 信号处理单元 有功能 量 杭州智源电子有限公司 信号处理单元 无功能 量 杭州智源电子有限公司 信号处理单元 90度移相：低通滤波法 杭州智源电子有限公司 信号处理单元 90度移相：hilbert法 杭州智源电子有限公司 专题（温度影响） 温度对能量精度的影 响 I取样ki x IADC Kad x Ki x I U取样ku x UADC Kad x Ku x U P=Kad x Kad x Ki x Ku x U X I 当温度发生变化的时候 杭州智源电子有限公司 专题（温度影响） 结论： 当温度发生变