毕业论文开题报告电子式电能表

1、安徽科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告书题 目电子式电能表的设计学生姓名王兆国指导教 师闫改珍职 称、研究（调查）目的意义（小四、宋体，加粗、行间距 1.25）电子式电能表在计量管理中的重要应用电子式电能表又被称为静止式电能表，是一种近几年发展很快的一种新型电能表， 随着电力市场经济发展需求，以 及微电子技术的发展，电子式电能表以其独特功能，在电力生产自动化、电能计 量智能化及用电管理中得到广泛应用， 而且需求越来越高。为正确计量电能及合 理收费，电子式电能表起到极为重要的作用。供用电管理系统逐步走向自动化，对作为管理基础的电能计量仪器仪表不断提出新的更高的技术要求，依托于现代电子式电能表

2、技术日新月异的发展，必将在更广泛地应用过程中，推动并加快用 电管理系统的自动化与现代化进程。参考文献：1JJG596-1999，电子式电能表检定规程S.2DL/T614-1997,多功能电能表S二、国内、外研究概况和应用前景1.国际上电子式电能表的发展概况（1）电力工业发展初期曾用电解化学原理电能表计量收费，1890年，发明了感应式电磁原理电能表沿用至今已有 100多年。随着电费制度的发展，提出分时 计量、需量计量预付费等要求，特别是19世纪70年代以来各国酝酿发展电力市又提出实时电价、负荷曲线计量、双工通讯、远方采集数据、记录负荷曲线和电 能质量、控制负荷以及费率编程等要求，原来的感应式电能

3、表虽经多方面改进扩 充，已很难满足电力市场日益发展的功能和要求。（2） 20世纪中叶，开始随着微电子和信息产业的发展，新技术有力的支持电能表的革新，先是有高精度电子式 标准电能表的出现满足了校验技术要求，继而70年代已开始商业化应用电子式 电能表于大工业用户电能计量。（3）国外家用计费用电子式电能表出现于1983年，到1988年已实用化。（5）国际上电子式电能表经过50多年发展，开始都是基 于模拟量乘法器原理的，在历史上曾有过多种原理线路，后来演变为时分割（Time di-vision） 和霍尔效应（Hall effect）两种乘法器。到目前标准电子式电能表和安装式计费电子式电能表中较多用时分

4、割乘法器于0.2级表计,而霍尔乘法器只用于0.5级及以下安装式计费电能表。由于数字技术的迅速发展，目前已有趋势全部更新为A/D转换，计算机处理方法，这样也更有利于实施负荷控制、记录电能 质量、负荷曲线、发展表计的通信功能和确保高准确度。2国内电子式电能表发展和应用（1）我国20世纪70年代开始用电子式标准电能表，先是进口后来到8090年代 国内已能商业化生产 0.05%级电子式标准电能表，也已研制出更高准确度等级的 标准电能表。（2）计费用电子式电能表在我国应用和制造发展都很快，从20世纪90 年代开始到现在已大量使用只花了十多年就为广大电力公用企业接受。 ( 3)随着电力市场化改革的不断深入

5、 , 我国网、省电网各级关口表在各级电能计量数据采集系统建设, 大部分已更新为电子式电能表。参考文献：陈新亮 . 电子式电能表的应用 . 需求侧管理(DSM).2000,4厉美云 . 电能仪表发展方向初探. 华东电力 .1997.25(7)三设计任务设计一个防窃电单相电子式电能表。四 设计思路采用 ADE77655 集成电路芯片，对采样电压和采样电流进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出，通过计度器显示。五电子式电能表机构图电压信号 -【电流型电压互感器】-【ADE7755】-【计度器】-【防窃电】电流信号-【电流互感器】原理分析：.电子式电能表需对输入电压电流信号进行采样， 然后将采样信

6、号送入电能计量芯片 ADE7755 计量。对于输入信号有两种采样方式：A.采用电阻网络分压、分流的方式，将大电压、电流转换成 ADE7755能 接收的电压信号，该方案电路复杂，难于调试，精度低，且不能实现芯片与电网 的隔离，故不采用。B.采用电流互感器与精密电阻网络组成调理电路，将电压和电流转换芯片可以接收的电压信号。该方案设计简单，精度高，且实现了芯片与电网的隔离， 保证了芯片的安全，故本设计采用此方案。.电子电能表在日常生活和工业生产中已经得到了广泛的应用， 尤其是一户 一表制的普及，使其需要具备低功耗、高线性度、误差小、温度特性好、过载能 力强以及运输安装方便的特点， 这就更加提高了对于

7、电表计量精度的要求。 电表 计量的核心是一块计量芯片， 配以一些外围器件实现电能计量功能。 此类芯片主 要基于模拟乘法器和频率变换原理的设计，代表产品之一是美国 ADI 公司出品 的 ADE7755 。由于 ADE7755 是专用电量计量芯片,且具有抗干扰的优点。本次设计就是采用 ADE755 电能计量芯片。ADE7755 工作原理若电压U(t)和电流I均为正弦波，且：U(t尸 2Usin tI(t)= 2Isin( t- a )则瞬时功率P为P(t)=U(t) x I(t)=UIcos a x 2UIsin(2 t- a )平均功率 P 为 :P=UIcosco tADE7755是一种采用电

8、压和电流直接相乘的方法得到瞬时有功功率，再由瞬时有功功率求出平均有功功率。如图1所示,由电压传感器和电流传感器得到电压和电流信号分别经两路A/D转换器转换成数字信号送入电压通道V2N、V2P和电流通道V1N、V1P。电流通道中的高通滤波器是用来滤除电流分量中的直流 电流，以便减小电流直流分量对瞬时有功功率计算的影响。经滤波后的电压和电 流信号经乘法器相乘后，所得的信号经低通滤波器后滤掉交流分量后，得到的直流 分量就是瞬时有功功率。此信号经过数频转换器转换成与平均有功功率成正比的低频信号经过F1、F2端口输出，同时从高频口 CF输出与瞬时有功功率成正比的脉冲信号。低频端口 F1 和F2的输出脉冲

9、频率freq与高频端口 CF输出脉冲频率fCF可由下式确定：freq=(8.06 U1XU2XGin XF1-4)/U2ref fCF=Kfreq其中系数Gin为输入增益，F1-4为可由主时钟CLKIN获得的分频，Uref为基准电 压,K为比例系数。ADE7755的外围电路中，通过输出频率设置电路实现对 CF 口输出频率的设 置,即电表常数的设置。本电表的电表常数设定为 3200imp/kwh,即计录一千瓦的 功率，要求ADE7755在CF 口输出3200个脉冲。29 AFR1C图1 ADE7755的内部框图ADE7755是一种高精度的电量计量芯片，在工频情况下，在500:1的动态范围内， 精

10、度达到0.1%。技术指标超过了 IEC1036标准的要求。唯一的模拟电路是模数转换电路， 其他电路都是采用数字电路，这保证了该芯片具有足够的抗干扰的能力。通过 F1和F2实时 输出功率信息，能直接驱动电度表计数器或直接和单片机连接。.防窃电分析当前，电子式电能表的防窃电技术在电能表行业中的地位越来越重要， 不同国家、 地区的电能表市场都在不同程度上要求电能表的防窃电计量。针对单相电子式电 能表的窃电方式主要有以下几种： 破坏电能表结构窃电、电流旁路窃电、一火一 地窃电、断零线窃电、强外部强磁场窃电。这里主要分析电流旁路窃电：将单相 电子式电能表火线（或零线）的进、出两端用导线短接，使流经单相电

11、子式电能表 电流回路的负载电流被分流而减小， 电能表少走字，达到窃电目的。“下进下出” 单相电子式电能表下端接线密集且进线、出线端子间距离近，不法者短接进线、 出线窃电将非常隐蔽。防电流旁路窃电新结构“上进下出”单相电子式电能表能有效防范电流旁路窃电，其接线方式如图2所示。“上进下出”电能表的进线、出线端子位置分明，分别安置在表计的上端和下端。 若不法者旁路火线窃电，外部短接线势必跨越整个电能表， 将会非常明显，使这 种窃电方式极易发现而失效。使用“上进下出”电能表只须考虑进线端钮处的防 窃电。.显示器部分a.计度器显示：优点：易于被用户接受即使停电，仍可以抄表。即使表损坏 后，仍保留用电量。缺点：只有单一电量显示，显示功能单一。b.LED显示：优点：为自发光原件，无需外部光源可阅读显示内容，低温特 性好。缺点：功耗大。c.LCD显示