基于电能计量芯片HLW8012的应用研究

一、引言

HLW8012是一款单相交流电电能计量芯片，可以测量有功功率、电量、电压有效值、电流有效值，广泛应用于智能家电、智能电能采集终端，如WIFI智能插座、普通计量插座、电视智能节能插座、电脑智能节能插座，智能路灯、智能LED灯等应用场合。本文主要介绍HLW8012软硬件设计，应用场合。

二、HLW8012介绍

1、HLW8012主要特性

（1）高频脉冲CF，指示有功功率，在1000:1范围内达到±0.3%的精度

（2）高频脉冲CF1，指示电流或电压有效值，使用SEL选择，在500:1范围内达到±0.5%的精度（3）内置晶振、2.43V电压参考源及电源监控电路

（4）5V单电源供电，工作电流小于3mA

2、HLW8012输入输出

VIP

SEL

选择CF1输出

电流/电压值

/电压值

图1芯片引脚图

●模拟信号输入

（1）V1P，V1N输入电流采样信号：峰峰值V P-P：±43.75mV，最大有效值：±30.9mV。

（2）V2P输入电压采样信号：峰峰值V P-P：±700mV，最大有效值：±495mV。

●数字信号输出

（1）高频脉冲CF（PIN6）：指示功率，计算电能；输出占空比为1:1的方波。

（2）高频脉冲CF1（PIN7）：指示电流或电压有效值，SEL选择；输出占空比为1:1的方波。注：MCU与HLW8012的接口不是使用协议进行读取，而是通过测量CF、CF1引脚输出高频脉冲的周期来计算功率、电流、电压值。

三、HLW8012硬件设计

所有电能计量测量，电压、电流通道的采样方式有2种：互感器采样方式、电阻采样方式。互感器采样方式成本高，本文只介绍电阻采样方式。

1、电源电路

为了配合电阻采样方式（即从电网直接采样信号，非隔离），电源电路必须为非隔离电源，非隔离电源有2种方式：AC-DC 非隔离电源、阻容降压电源。两者的比较如下：序

项目 AC-DC 非隔离电源阻容降压电源

驱动电流（5V 时）最大可达到150mA 约35mA （电容为0.68uF 时） 2

体积小大 3

成本高低 4

可靠性高低 5

输入电压影响驱动能力基本不影响电压下降，驱动能力下降 6 零负载功耗基本为零与驱动电流一致用户可根据产品的不同要求，选用不同的电源电路。

（1）AC-DC 非隔离电源

下图是其中一种AC-DC 非隔离电源，L 与N 分别是交流火线与零线，以零线作为地线。此设计得到电压为5V ，驱动电流大约50mA ，根据产品需求可以增加元器件提高驱动能力。

图2 AC-DC 非隔离电源

（2）阻容降压电源

下图是低成本的阻容降压电源，以零线作为地线：

图3 阻容降压电源

经安规电容C1降压，二极管整流后，采用1N4738将电源降压至8.2V ，再经过稳压芯片78L05将输出电源稳定在5V ，给HLW8012提供电源。选用0.68uF 的安规电容，电源电路大约可以提供20mA-30mA 的驱动电流；如果需要设计更小体积的系统，可以选用0.47uF 的小体积的安规电容，驱动电流约在15mA 。如果需要驱动继电器，建议使用更大的电容，比如1uF 。

2、电能计量电路

HLW8012集成内置振荡器、参考电源，外围电路简单，主要包括电流、电压的采样。电流信号是通过锰铜电阻（R29）对负载电流进行采样，电压信号是通过电阻网络（R21, R22, R23, R24, R26）分压采样，电路设计如下：

图4 电能计量电路

电压通道采样得到的电压信号不能超过

495mV ，电流通道采样得到的电压信号不能超过30.9mV 。一般情况，电压通道采样电阻网络可以如上图比值即可。

电流通道的锰铜电阻需根据不同最大电流值选择不同阻值，建议表如下：（电流采样电阻额定功率建议>=2W ）

序最大电流锰铜电阻阻值

1 5A 5mΩ

2 10A 2mΩ

3 16A 1mΩ

4 20A 1mΩ

注意锰铜电阻的接法：一端与GND连接，另一端与负载连接。

3、MCU与HLW8012的接口

MCU与HLW8012的接口有2种情况：MCU与HLW8012直连、MCU通过光耦与HLW8012连接（1）MCU与HLW8012直连

若MCU与HLW8012的工作电源为同一个，且MCU其它控制不需要隔离措施，那么MCU 可以与HLW8012的接口直连。

图5 MCU与HLW8012直连

HLW8012高频脉冲引脚连接MCU的外部中断，SEL连接普通IO口。接口资源如下表：

序测量参数MCU与HLW8012连接

1 功率，电量1个IO口（1个外部中断）

2 功率，电量+ 电流/电压2个IO口（2个外部中断）

3 功率，电量+ 电流+ 电压3个IO口（2个外部中断,1个GPIO）

（2）MCU通过光耦与HLW8012连接

若MCU工作电源为隔离电源，则与HLW8012的连接必须通过光耦隔离，再连接光耦输出

或输入。MCU的接口资源与直接情况下的一致。

HLW8012与光耦连接的电路如下图。

图6 MCU通过光耦与HLW8012连接

4、HLW8012部分PCB Layout注意事项

（1）芯片电源引脚处的去耦电容尽量靠近芯片的引脚。

（2）电压通道电阻分压网络，应呈阶梯式分布，逐渐降压，从输入端高压直至计量芯片的取样电压，注意电阻之间的爬电距离。

（3）电流采样电阻的地线应和其它地线分开布线，以最短路径走线到主板参考地线输入端（如零线），减少对采样信号的干扰。

（4）采样信号线走线要平行且靠近，尽量缩短布线，减小对采样信号的干扰。

（5）芯片的地线要能够快速回到电源输入端压敏电阻的地上，减小地线对计量芯片的干扰。（6）电源走线不要走成环形，环形的电源走线容易受外界的电磁场干扰。

（7）电压取样布线要和锰铜取样布线隔一定距离，以免相互干扰。

（8）所有引线不宜太长，尤其是PCB装配固定后，所有引线不能直接接触计量芯片及其它外围电路。确实无法避免时，所有导线应分组加黄蜡套管，提高绝缘度。

四、HLW8012软件设计

HLW8012的脉冲输出图如下：

图7 HLW8012脉冲

1、脉冲测量原理

测量1个脉冲周期的长短，就是测量相邻2个下降沿(或上升沿)的时间间隔T。测量到周期之后就可以根据比例关系计算功率值、电压值、电流值。所有电能计量设备，由于外围采样器件如锰铜电阻、分压电阻存在较大的误差，导致MCU实际测量到的周期与理论周期误差比较大（最大20%），所以所有电能计量设备必须对周期进行校准。

2、脉冲测量方法

为了提高测量精度，CF、CF1与MCU外部中断IO相连，外部中断模式设置为下降沿触发中断，使用MCU外部中断来确定2次中断间隔，使用MCU定时器来测量相邻2次外部中断的时间间隔。

3、流程图

主要阐述测量HLW8012输出脉冲周期的流程图。脉冲周期的测量主要是计时、计数，运行于中断服务子程序中。以下是外部中断、定时器中断服务子程序：

图9 外部中断服务子程序

图10 定时中断服务子程序

图11 周期测量结束的操作

以上是中断服务子程序中运行的内容，多脉冲测量的周期计算、功率值、电压值、电流值等都在大循环程序中运行。

五、应用场合

HLW8012可以测量有功功率、电量、电压有效值、电流有效值，外围元器件少，SOP8封装，适合于许多电能测量场合，尤其是体积要求小的产品。

1、插座类如：计量插座、WIFI智能插座、电视脑智能节能插座、电脑智能节能插座等；

（1）普通计量插座：相当于插座转接口。

A、可以显示电器当前功率、电压、电流值、累计电量；

B、显示当前时间；

C、设置定时，比如多少时间之后关闭或打开电源；

D、设置循环定时，比如一周中哪几天的特定时间打开或关闭电源；

E、大功率保护，当功率大于某值时，关闭电源；

（2）无线智能插座：如WIFI智能插座、433智能插座、蓝牙智能插座、Zegbee智能插座等。

A、是在普通计量插座的基础上增加无线控制功能，或者链接后台服务器以实现远程控制。

B、配备小插件，与智能插座结合实现如视频监控、温湿度监控、危险气体监控等功能。

（3）电视、电脑智能节能插座：对传统排插的改进。

A、此排插有3种插孔：1个主插孔、多个副插孔、多个常通孔。电脑主机或电视接到主插孔，其它设备如机顶盒、音箱、显示器、打印机等接到副插孔。

B、电脑主机或电视关闭时，主插孔通过电能计量芯片检测到功率下降到临界值，MCU会断开继电器，关闭副插孔的电源。电视排插会将主插孔电源也关闭。

C、电脑主机或电视打开时，主插孔检测到功率上升，MCU会闭合继电器，打开副插孔的电源。

2、智能采集器如：智能路灯采集终端。

A、测量路灯有功功率，室内监测系统可以检测路灯用电量情况。

B、测量路灯电压、电流值，室内监测系统可以根据有电压无电流，电压正常但电流不正常等情况对各个路灯的运行情况做出相应的故障判断，如灯泡坏，线路坏等故障。

C、HLW8012具有优秀的电能计量特点，监测系统可以对路灯进行准确的用电调节。

D、测量有功功率、有效电压及电流值，可以计算功率因素，反映路灯的电网状况。

3、智能家电

智能家电将会走向云智能，家电之间进行联动，而联动传递的信息将必然会包含电能信息：功率、电压、电流、用电量。只有这些信息才能真正反映家电状态：是否确实在工作，工作是否正常。比如功率为零时，表示家电确认关闭；功率较大时，表示家电仍在工作。处于工作状态时，电压、电流是否正常，是否超出安全范围，若出现异常状态，执行相应的处理措施。六、结语

随着智能家电的发展，内部集成的传感器越来越多，电能计量模块将会是最基本的“传感器”之一，它可以“感知”家电的真实状态。家电越来越智慧，电能计量的应用将会更加广泛。

随着节能意识的逐步提高，各种自动节能设备会得到越来越广泛的应用，需要电能计量模块提供节能的依据，才能实现自动节能。电能计量模块将会是许多电子设备的必备“传感器”。

第一篇---电能计量装置基本知识

第一篇电能计量基本知识电能计量是电力生产、营销以及电网安全运行的重要环节，发、输、配电和销售，使用都离不开电能计量。电能计量的技术水平和管理水平不仅影响电能量结算的准确性和公正性，而且事关电力工业的发展，涉及国家电力企业和广大电力客户的合法权益。电能计量是电力安全生产和经营管理的主要基础，电能计量装置准确与否，关系着广大电力用户、发电企业和电网企业的切身利益，关系到电网公司的服务水平。本篇重点讲述电能计量装置的组成及作用；电能表的分类、铭牌和选用；各类电能表的结构、工作原理及接线。第一章电能计量装置的基本知识 ◆1.1电能计量装置的组成及作用 1.1.1 电能计量装置的组成电能计量装置是直接与电网相连并对用户进行电能计量的全套装置。主要由电能表、计量互感器（电流互感器、电压互感器）、及二次回路和附属部件(实验接线盒、电能计量柜箱、门封和门锁)等组成。 1.1.2 电能计量装置的作用电能计量装置是供电企业和电力客户进行电能计量、结算的“秤杆子”。用来计量用户用电情况，并具有抗破环、数据分析、数据传输、各种系统保护等功能。 1.电能表的作用：用来测量电能的仪表也称电度表，是电能计量装置的核心，用来计量负载消耗的或电源发出的电能并兼有采样、测量、计算、显示与存储等功能。 2.计量互感器的作用：互感器分为电压互感器和电流互感器，其作用如下：（1）扩大电能表的量程。电流互感器将大电流变换成小电流；电压互感器将高电压变换成低电压。（2）隔离高电压、大电流，保证操作人员和仪表的安全。（3）减少仪表的制造规格。除直接接入式电能表外，电流互感器的二次侧以5A为主，电压互感器的二次侧以100V为主。 3.二次回路的作用：互感器的二次回路分为电压二次回路和电流二次回路，其作用如下：（1）电压二次回路是指电压互感器、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。由于连接导线阻抗等因素的影响，电能表电压线圈上的电压往往小于额定值，二次回路电压降的大小直接影响电能计量的准确度。（2）电流二次回路是指电流互感器、电能表的电流线圈以及连接二者的导线所构成的回路。电流互感器的二次负载包括二次连接导线阻抗、电能表电流线圈的阻抗、端钮之间的连接电阻等，它直接影响电流互感器的准确度等级。 1.1.3 电能计量柜电能计量柜作为电能计量装置的一种，具有封闭性好，安全性强的特点。适用安装在户内、户外，便于加强技术管理。 DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》明确规定，10kV及以下电压供电用户用于贸易结算的电能计量装置，应配置全国统一标准的电能计量柜。 ◆1.2电能计量装置的分类现行有关规程规定，运行中的计量装置按其所计量电能多少和计量对象的重要性分为 5 类： Ⅰ类：月平均用电量500万kW 及以上或受电变压器容量为10MVA以上的高压计费用户；200MW及以上的发电机(发电量)、跨省(市)高压电网经营企业之间的互馈电量交换

电能计量设备分类及计量办法

电能计量设备分类及计量办法电能表是电力公司中运用遍及的电测外表。运用上分为：广阔用电户运用和电业有些自身运用。自全国首要城市(城镇)推行遍及一户一表及大有些乡村电网通过改造后，电能表的具有量直线上升。电能表(以下称电表)不相同于别的电测外表，是《计量法》规则的强行检定交易结算的计量用具。跟着中国电力工作的翻开，电业有些自身的首要经济方针如发电量、供电量、售电量、线损等电能计量设备(以下称计量设备)，也日益增多。设备分类现行有关规程规则，作业中的计量设备按其所计量电能多少和计量目标的首要性分为5类。 Ⅰ类：月均匀用电量500万kW及以上或受电变压器容量为10MVA以上的高压计费用户；200MW及以上的发电机(发电量)、跨省(市)高压电网运营公司之间的互馈电量沟通点，省级电网运营与市(县)供电公司的供电关口计电量点的计量设备。 Ⅱ类：月均匀用电量100万kW及以上或受电变压器容量为2MVA及以上高压计费用户，100MW及以上发电机(发电量)供电公司之间的电量沟通点的计量设备。 Ⅲ类：月均匀用电量10万kW及以上或受电变压器容量

315kVA及以上计费用户，100MW以上发电机(发电量)、发电厂(大型变电所)厂用电、所用电和供电公司内部用于承揽查核的计量点，查核有功电量平衡的100kV及以上的送电线路计量设备。 Ⅳ类：用电负荷容量为315kVA以下的计费用户，发供电公司内部经济方针剖析，查核用的计量设备。 Ⅴ类：单相供电的电力用户计费用的计量设备(住所小区照明用电)。计量办法中国如今高压输电的电压等级分为500(330)、220和 110kV。配备给大用户的电压等级为110、35、10kV，配备给广阔中小用户(居民照明)的电压为三相四线380、220V，独户居民照明用电为单相220V。供电局对各种用户计量办法有3种： (1)高压供电，高压侧计量(简称高供高计) 指中国城乡遍及运用的国家电压规范10kV及以上的高压供电体系，须经高压电压互感器(PT)、高压电流互感器(CT)计时。电表额外电压：3times;100V(三相三线三元件)或3times;100/57.7V(三相四线三元件)，额外电流：1(2)、1.5(6)、3(6)A。核算用电量须乘高压PT、CT倍率。10kV/630kVA受电变压器及以上的大用户为高供高

电能计量芯片汇总

电能计量SA9904B, 1引言新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设计简单性价比高 1引言新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设计简单、性价比高。着重介绍SA9904B，ATT7026A及CS54633种三相电能计量芯片的工作原理，比较其性能指标，为合理选择电能芯片提供了有力的帮助。 2电能计量芯片 SA9904B是南非微电子系统有限公司设计开发的一种电能计量芯片， ATY7026A是珠海炬力集成电路设计有限公司开发的电能计量芯片，CS5463是美国CRYSTAL公司推出的带有串行接口的单相双向功率／电能计量集成电路芯片。这三者都用于三相多功能电能计量，均适用于三相三线制的具有50Hz 或60Hz标准频率的电网，支持电阻网络校表和软件校表两种方式。由于电能计量、参数测量和数据读取是电能芯片的核心部分。下面主要从有功计量、无功计量、视在功率／电能计量、有效值测量、中断和SPI接口6个方面介绍芯片原理。 2．1SA9904B简介 SA9904B有20个引脚，PDIP封装，12个元暂存器。SA9904B包含9个代表各相的有功电能、无功电能与电源电压的24位元暂存器。第10个24位元暂存器代表任何有效相位的市频，包含3个位址以保存与SA9604A的兼容性。3个位址的任何其一可用于存取频率暂存器。每相位的有功与无功功率被积存于24位元暂存器。被测电路的电能或功率不直接提供给用户，但是可以通过公式计算。计算每相的有功或无功电能：电能每计数=(VRATED×IRATED)／320 000；计算每相的有功或无功功率：功率=VRATED×IRATED×N／INTTIME／320 000。其中：VRATED为电表的额定电源电压，IRATED为电表的额定电源电流，N=相继读数间的暂存器数值差数(△值)，INTTIME为相继读数间的时间差值(单位为秒)。若要求合相有功电能，只能通过程序对三相有功电能求和，或通过有功功率脉冲输出F50计数。芯片内的3个电压暂存器包含各相位测得的RMS电压值．用户可以直接从暂存器中读取。SA9904B不具有中断功能。串行周边的接口汇流排(SPI)为一同步汇流排，使用于微控器与SA9904B之间的数据传输。引脚D0(串行数据出端)，DI(串行数据入端)，CS(芯片选项)与SCK(串行时脉)用于此汇流排的应用。SA9904B为从器件，。而微控器为汇流排主器件。CS 输入启始与终止数据传输。SCK信号(微控器发送的)选通微控器与SA9904B的SCK引脚间的数据。DI与DO引脚为SA9904B的串行数据输入与输出引脚。2．2ATT7026A简介 ATT7026A44个引脚，QFP44封装，102个寄存器翻。有功功率通过求瞬时功率代数均值获得。分相、合相有功功率分别存入指定寄存器，供用户读取。。无功功率是通过将电压采样信号作一90°相移，再求瞬时功率的代数均值获得。分相、合相无功功率同样提供给用户。芯片中有电能累加寄存器，能够提供分相、合相有功、无功电能，但不提供电网周期累加模式。芯片通过能量脉冲生成器，提供校表脉冲CFl和驱动步进电机的低频脉冲F1／F2。由于芯片提供电流和电压有效值，用户也可用公式S=VRMS×IRMS，通过MCU计量分相、合相视在功率。有效值测量通过对电压、电流的采样数据求均方值实现。能够同时计算6通道的有效值，结果存在指定的寄存器中供用户读取。此外，芯片不仅提供分相电流、电压有效值．还提供三相电流、电压矢量和的有效值，用户可在指定寄存

计量基础知识试题答案

计量检定人员计量基础知识试题答案单位：姓名：分数：一、判断题（您认为正确的请在（）中划“√” ，错误的请在（）中划“×” ）（每题 1 分，共25 分） 1. （×）强制检定计量器具的检定周期使用单位可以根据使用情况自己确定。 2. （√）质量的单位千克（kg）是国际单位制基本单位。 3. （×）体积的单位升（L）既是我国的法定计量单位，又是国际单位制单位。 4. （√）不带有测量不确定度的测量结果不是完整的测量结果。 5. （×）某台测量仪器的示值误差可以表示为±％。 6. （√）过去采用的“约定真值（相对真值）”和“理论真值”均称参考量值。 7. （×）测量的准确度就是测量的精密度。 8. （√）已知系统测量误差可以对测量结果进行修正。 9. （√）随机测量误差等于测量误差减去系统测量误差。 10. （×）测量不确定度是用来评价测量值的误差大小的。 11. （×）国家法定计量单位由国际单位制单位组成。 12. （×）计量单位的符号可以用小写体也可用大写体，用人名命名的计量单位符号，用大写体。 13. （√）强制检定的计量标准器具和强制检定的工作计量器具，统称为强制检定的计量器具。 14. （√）修正值等于负的系统误差估计值

15. （×）和测量仪器的最大允许误差一样，准确度可以定量地表示。 16. （√ ）超过规定的计量确认间隔的计量器具属合格计量器具。 17. （× ）计量要求就是产品或工艺的测量要求。 18. （× ）计量确认就是对计量器具的检定。 19. （√ ）对于非强制检定的计量器具，企业可以自己制订计量确认间隔。 20. （√ ）计量职能的管理者应确保所有测量都具有溯源性。 21. （√ ）测量过程的控制可以发现测量过程中的异常变化； 22. （× ）GB 17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的所有条款都是强制性条款。 23. （× ）能源计量范围只包括用能单位消耗的能源。 24. （× ）电力是一次能源。 3. （× ）强制检定的计量器具必须由法定计量检定机构承担检定。二、选择题（请您在认为正确的句子前划“√” ）（每题1分，共25分） 1．给出测量误差时，一般取有效数字。位位√至 2 位 2. 以下那一种说法是不准确的 √A．秤是强检计量器具 B．社会公用计量标准器具是强检计量器具 C．用于贸易结算的电能表是强检计量器具

数据采集系统的历史与发展

数据采集系统的历史与发展数据采集系统起始于20设计50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专业的系统。 20世纪70年代中后期，随着微型的发展，诞生了采集器，仪表同计算机溶于一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自是这一类的典型代表。这种接口系统采用积木式结构，把相应的接口卡装在专用的机箱内，然后由一台计算机控制。第二类系统在工业现场应用较多。这两种系统中，如果采集测试任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡在添加的专业的机箱里即可完成硬件平台中建，如果采集测试任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡再添加到专用的机箱即可完成硬件平台重建，显然，这种系统比专用系统灵活得多。20 世纪80年代后期，数据采集系统发生了极大的变化，工业计算机，单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，使系统的成本降低，体积减小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。 20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事，航空电子设备及宇航技术，工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能，高可靠性的单片数据采集系统（DAS）。目前有的DAS产品精度已达16位，采集速度每秒达到几十万次以上。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速地组成一个新的系统。该阶段并行总线数据采集系统高速，模块化和即插即用方向发展，典型系统有VXI总线系统，PCI,PXI总线系统等，数据位以达到32位总线宽度，采用频率可以达到100MSps。由于采用了高密度，屏蔽型，针孔式的连接器和卡式模块，可以充分保证其隐定性急可靠性，但其昂贵的价格是阻碍它在自动化领域取得了成功的应用。串行总线数据采集系统向分布式系统结构和智能化方向发展，可靠性不断提高。数据采集系统物理层通信，由于采用RS485双绞线，电力载波，无线和光纤，所以其技术得到了不断发展和完善。其在工业现场数据采集和控制等众多领域得到了广泛的应用。由于目前局域网技术的发展，一个工厂管理层局域网，车间层的局域网和底层的设备网已经可以有效地连接在一起，可以有效地把多台数据采集设备联在一起，以实现生产环节的在线实时数据采集与监控。

第五章电能计量方式

第五章电能计量方式本章重点讲述单相和三相有功电能以及无功电能的计量方式和适用范围。电能计量包括单相、三相三线和三相四线制电路中有功电能和无功电能的计量。测量电路中电能表除了直接接入式的以外,还有经互感器接入的，即电能表和互感器的联合接线。第一节单相有功电能的计量单相交流电路有功功率的计算公式为图5－1所示为测量单相电路有功电能的接线。电能表的电流线圈或电流互感器的一次绕组必须与电源相线串联,而电能表的电压线圈应跨接在电源端的相线与零线（中线)之间。电流、电压线圈标有黑点“＊”的一端(称为电源端）应与电源端的相线连接。当负载电流I和流经电压线圈的电流I U，都由黑点这端流入相应的线圈时,电能表的驱动力矩M Q可由相量图得到，即因此，按此接线电能表可以正确计量电能。如图5－2所示，若有一个线圈极性接反,例如电流线圈极性接反时，则流入电能表电流线圈中的电流方向与图5-1中的相反,产生的电流磁通方向也相反,在这种情况下,电能表的驱动力矩为

驱动力矩为负值,导致电能表反转。如图5-3所示的电能表接线，电压线圈跨接在负载端时，电能表测量的电能包括负载和电压线圈消耗的电能。当用户不用电时,由于电能表的电流、电压线圈中仍有电流存在，使电能表产生转动，这种现象称为正向潜动。在实际中这种接线是不被采用的。

第二节三相有功电能的计量一、三相三线制电路有功电能的测量 (一）三相电路中的功率如图５-4所示，三相三线制电路的负载可以连接成星形和三角形两种接线。由交流电路的理论得知,无论三相电路对称与否。三相电路的瞬时功率ｐ总是等于各相瞬时功率之和，即当负载连接成星形时,则三相电路的瞬时功率p为式中u各相电压的瞬时值； i各相电流的瞬时值。根据基尔霍夫第一定律，三相三线制电路中有

电能计量装置基础知识

电能计量装置基础知识计量班

第一节电能计量装置基本概念 1、术语及定义电能计量装置：为计量电能所必须的计量器具和辅助设备的总体，包括电能表、负荷管理终端、智能计量终端、集中抄表数据采集终端、集中抄表集中器、计量柜（计量表箱）、电压互感器、电流互感器、试验接线盒及其二次回路等。负荷管理终端：安装于专变客户现场的用于现场服务与管理的终端设备，实现对专变客户的远程抄表和电能计量设备工况以及客户用电负荷和电能量的监控功能。配变监测计量终端：安装于10kV公共变压器现场的用于实现配变供电计量和监测的现场终端设备。配变监测计量终端具备计量和自动化功能。集中抄表数据采集终端：用于采集多个客户电能表电能量信息，并经处理后通过信道将数据传送到系统上一级（中继器或集中器）的设备。集中抄表集中器：收集各采集终端的数据，并进行处理储存，同时能和主站进行数据交换的设备。电能计量柜:对电力客户用电进行计量的专用柜。计量柜包括固定式电能计量柜和可移开式电能计量

柜，分专用高压电能计量柜与专用低压电能计量柜。计量表箱:对客户用电进行计量的专用箱。适合安装电能表、低压互感器、计量自动化终端设备和试验接线盒，适用于10kV高供高计、10kV高供低计和380/220V低压计量方式。试验接线盒:用于进行电能表现场试验及换表时，不致影响计量和用电的专用接线部件测控接线盒:用于进行负荷管理终端的现场试验及接线，不致影响计量和用电的专用接线部件。 2、电能计量装置的分类根据计量电能多少和计量对象的重要性可分为I、II、III、 IV、V5类。 Ⅰ类：月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电能计量装置。 Ⅱ类：月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量装置 Ⅲ类:月均匀用电量10万kW及以上或受电变压器

电能计量基础知识培训

电能计量相关内容培训根据电气专业公司电气技术部提出的培训需求，培训基本包括以下内容：一、电能表的分类：二、测量用互感器的用途及接线方式三、电能计量装置的构成四、电能表测量各种电量的意义：五、计量器具的选用六、对电流、电压二次回路的技术要求七、电能表接线对电能计量的影响八、电能表在安装之前应确定的内容九、电能计量装置新装完工后，在送电前应检查的内容十、电能计量装置新装完工后，通电检查内容十一、检查三相三线有功电能表接线是否正确的几种简便方法：十二、检查三相四线有功电能表接线是否正确的简便方法：十三、现场带电检查错接线的设备及判断方法：十四、电能计量装置验收内容一、电能表的分类：

1、从测量原理上可分为：感应式电能表（机械表）、机电一体式电能表、电子式电能表。 2、从型号上可分为： DD28（单相）、 DT862（三相四线）、 DS862（三相三线）、DX 862（三相无功） DSSD（三相三线电子式多功能）DTSD（三相四线电子式多功能）其中第一个字母D代表电能表；第二个字母D代表单项有功、X代表三相无功、S代表三相三线有功、T 代表三相四线有功；第三个字母S代表全电子式；第四个字母 D代表多功能；后边的数字为系列序号。目前我们公司在分类计量工程中曾使用过的电能表，属于全电子式多功能电能表；其型号有DTSD719、720、DTSD341。 3、从规格上可分为：三相三线制：参比电压3×100V 三相四线制：参比电压3×57.7V/100V、 3×220V/380V 单相制：参比电压220 V 4、从接线方式上可分为：经互感器接入式和直接接入式；经电流互感器接入的电流规格：有：3×0.3(1.2)A 3×0.5(2)A 3×1.5(6)A 3×5(10)A 等。直接接入的电流规格有： 3×5(20)A 3×10(40) A 3×20(80)A 等。目前电能表的电流规格大多设计成宽负荷，例如3×5(20)A，其

电能计量技术 --作业 2014

《电能计量技术》作业（注意：每个同学作10个题目，学号的末尾数为1的同学依次选题号为1、11、21、31、41、51、61、71、81、91等10个题目；学号末尾数为0的同学就选10、20、30、40、50、60、70、80、90、100十个题目，其他学号的同学仿照这样选题，把题目复制到你做的文本上，通过网络平台发给我，不能复制其他同学做好的，雷同的都没有成绩。请各位同学认真做一做。1．什么是电能计量装置？它的作用是什么？电能表装置是如何进行分类的？ 2．电能表额定最大电流和基本电流的物理意义是什么？ 3．单相感应式电能表的电压元件和电流元件在结构上有什么特点？ 4．回磁极的作用是什么？正在运行的电能表，若回磁极突然断裂，电能表的转速有何变化？为什么？ 5．移进磁场是如何形成的？电能表的转盘制动的条件是什么？转动方向如何？ 6．制动力矩是如何形成的？电能表在没有接入负载时，制动力矩是否存在？制动力矩的方向与制动磁铁的磁极性有何关系？ 7．为什么计度器的读数能反映负载所消耗的电能？为什么各分量电能表每月要为总电能表要交1kWh的电费？ 8．绘出感应式电能表的实际相量图和理想相量图，并说明电能表正确测量电能的条件。9．什么是电能表的基本误差和附加误差？电能表的附加力矩有那些？造成的误差是基本误差还是附加误差？ 10．补偿力矩是如何形成的？补偿力矩与负载电流有何关系？ 11．什么是电能表的负载特性曲线？怎样用负载特性曲线分析电能表的特性？ 12．大用户电能表每3个月左右校表一次，若当天校表夏天使用，那么调整时应使电能表的误差偏负些还是偏正些？为什么？（功率因数等于1.0的条件下） 13．电能表的调整装置有哪些？满载调整装置调那个力矩？为什么？为什么要设置相位角调整装置？ 14．什么叫潜动？产生潜动的原因是什么？如何坚持潜动是否存在？如何采取措施防潜？ 15．简述电子式电能表的工作原理，画出电子式电能表的组成框图。 16．电子式电能表是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？ 17．电子电能表中可以利用哪几种乘法器？各种乘法器的原理是什么？ 18．数字式电能计量专用芯片与模拟式电能计量专用芯片，工作原理是否相同？哪种芯片的性能更优越？为什么？ 19．脉冲电能表由哪几部分构成？画出脉冲电能表的构成框图。 20．什么是最大需量表？我国规定需量周期是多少？计量最大需量的意义是什么？

电能计量装置基本知识

第1章电能计量基本概念在电力市场的整体运作中，由于电力市场中的发电公司、电网公司、供电公司、用电客户各自独立经营，分属于电力系统中的上、下游产业，相互之间均有对电能量的计量及贸易结算业务，相互间的经济关系靠“电能计量装置”这杆“称”来裁定，加之城乡广大居民客户推行一户一表，工商客户推行分时电价，集中用户推行集中抄表、大电力客户实行远方抄表及远方监控，特定用户推行预付费电能表，大用户推行安装无功电能表、最大需量表，所以整个电力市场中电能计量装置的数量、类型，在近几年间急骤增多，新技术含量大幅度提高，电能计量在电力市场中的地位显著提高。我们必须加强电能计量基础知识的学习，加强电能计量新技术的学习，使电能计量工作管理规范化、符合国家标准，计量准确可靠，接线正确统一，为查获违章用电及防止窃电提供良好的技术环境，为处理电费纠纷提供理论依据，从而降低管理线损，降低供电成本，提高供电企业的综合效益。最终达到稳定电价、开拓电力市场、服务于人民，服务于社会，增强我国工农业产品的国际竞争力的目的。 1·1 电能计量装置及电能计量管理简介电能计量装置的原理框图如图1—1所示，用户供电线路分支是与高压配电系统相联接的，要对这个高压供电系统分支的电能进行计量，首先要通过电压信号源器件将高电压信号成正比地变为低电压信号，通过电流信号源器件将大电流信号成正比地变为小电流信号；然后通过传输线将这个低电压、小电流信号传输给电能量采样、测量、计算、显示、存储器件。电压信号源器件一

般选用电压互感器，也有用电阻分压器的；电流信号源器件一般选用电流互感器，高新技术选用电子式电流互感器、光电流互感器；传输线一般选用电缆，高新技术选用光缆；电能量采样、测量、计算、显示、存储一般由电能表来完成，高新技术直接用计算机来取代电能表。图1—1 电能计量装置的原理框图目前广泛使用的电能计量装置包括：计量用电流电压互感器、电能表及其互感器与电能表之间的二次回路，电能计量箱(柜)，电能计量集抄设备等。电能通过电网传输会产生网损，通过专线传输会产生线损，一个变压器台区变压器的供电量会大于售电量之和，其差值也称为线损。线损造成的经济损失使输电、供电成本加大，电力系统中各级电能计量装置计量结果正确与否会影响每段线路记录的线损大小，影响线损的归属，是个值得注意的经济问题。在有一些发达的国家里，电能计量工作由独立的计量

电能计量接线图

低压计量基础知识与查处窃电作者:张立华 2010年张立华独立编写《低压电能计量知识和查处窃电》培训教材一书，作为本单位抄表员及所站长的技能培训教材,培训10期,每期35人-40人，学员技能水平明显提高.特此证明(内容见复印件) 廊坊供电公司客服中心廊坊供电公司培训中心签字：签字： 2011年9月9日2011年9月9日

在现代化的建设与人民生活中谁都离不开电，电力的建设与发展与国民经济和人民生活质量息息相关，但是，电能作为一商品，在社会主义市场经济交换过程中，窃电的现象也就相伴而生。窃电者为了达到目的，往往是千方百计使窃电的手法更加隐蔽和更加巧妙，并随着科技知识的普及，窃电行为的手段、窃电的方法也在发生变化。对此，作为供电行业的用电管理人员一定要时刻警惕和高度重视，针对各种窃电行为进行深入的调查研究和分析，同时应采取相应的对策。就象公安人员研究犯罪分之的作案手法一样，只有掌握了犯罪分子的作案规律、共性案例和特殊性案例及其手法才能做好如何防范，而且要比窃电者棋高一酬，掌握工作的主动权，使国家的财产损失减少到最小。窃电的手法虽然五花八门，但万变不离其宗，最常见的是从电能计量的基本入手。我们知道，一个电能表计量电量的多少，主要决定于电压、电流、功率因数三要素和时间的乘积，因此，只要想办法改变三要素中的任何一个要素都可以使电表慢转、停转甚至反转，从而达到窃电的目的（例如：矢压、矢流、短接（分流）、改变电能表进出线或极性等）；另外，通过采用改变电表本身的结构性能的手法，使电表慢转（例如：改变电流线圈匝数、倒转表码、更换传动齿轮损坏传动齿轮等），也可以达到窃电的目的；各私拉乱接、无表用电的行为则属于更加明目张胆的窃电行为。下面介绍电能计量基础知识和如何查处窃电。

电能计量复习试题及答案

第十二章电能计量一、填空题请将正确内容填入下列横线处。 1．一般我们把电能表与其配合使用的测量互感器、二次回路及计量箱所组成的整体称为电能计量装置。 2．有功电能表的计量单位是千瓦时，单位符号是 kWh ，无功电能表的计量单位是千乏时，单位符号是 kvarh 。 3．在电能表的铭牌上都要求标注基本电流，而额定最大电流用括号内的数值标注在基本电流之后，例如：5(20)A 。 4．电能表是电能计量装置的核心部分，其作用是计量负载所消耗的电能。 5．低压供电线路负荷电流在 50 A 及以下时，宜采用直接接入式电能表。 6．当接入中性点非有效接地，且接地电流近似为零的高压线路的计量装置时，宜采用三相三线无功电能表。 7．单相电能表因电源线和负载线接反而使电流线圈的极性端接反，使电能表的驱动力矩方向改变，造成电能表反转。 8．电能计量装置的二次回路包含电压二次回路和电流二次回路。 9．电能计量装置的倍率一般分为两部分：一是电能表本身结构决定的倍率，二是电流互感器与电压互感器变比引起的倍率。 10．计量器具主要有电能表，电压互感器，电流互感器，电压、电流二次回路导线。 11．高供低计的用户，计量点到变压器低压侧的电气距离不宜超过 20 m 。 l2．瓦表法将电能表反映的功率与线路中的实际功率比较，以定性判断电能计量装置接线是否正确的一种方法。 13．用瓦表法测得计算功率为P ，而实际功率为P 0，则该电能计量装置相对误差γ的计算公式为000 0100?-=P P P γ 14电能计量装置的接线检查分为停电检查和带电检查。 15．仪表法检查电能计量装置接线，就是利用电压表、钳形电流表 ` 、相序表、相位表等仪表测量相关数据进行分析判断接线情况。 16．通常电能计量装置错误接线的类型有缺相、接反、移相。 17相位角法就是利用三相电压之间的固定相位关系，通过测量电压之间的相位来判断电压的相序。 18．退补电量的计算方法有相对误差法、更正系数法和估算法。 19电能表计量的电能是指通过它的功率在某一段时间内的累积值。 20互感器就是一种容量小、用途特殊的变压器。通常情况下，电压互感器(TV)二次额定电压为 100 V ，电流互感器(TA)二次额定电流为 5A 。 21电压二次回路是指由．电压互感器的二次绕组、电能表的电压线圈以及连接二者的导线所构成的回路。 22电压互感器(TV)和电流互感器(TA)均由铁心、一次（初级）绕组二次（次级）绕组、接线端子和绝缘支持物等组成。二、单选题下列每题有四个答案，其中只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。 1．三相电能表应采用正相序接线。 2．有功电能表的计量单位为 kWh 3．П类电能计量装置中所用电压互感器不应低于 6．三相三线有功电能表能准确测量( A )的有功电能。 (A)三相三线电路； (B)对称三相四线电路； (c)不完全对称三相电路； (D)三相电路。 7．当三相三线电路的中性点直接接地时，宜采用三相四线的有功电能表测量有功电能。 8．在用瓦表法检查电能计量装置接线中，用秒表记录电能表圆盘转10圈所需时间为50s ，有功电能表常数为2000r ／kwh ，则计算功率为36 W 9．直接接入式与经互感器接入式电能表的根本区别在于接线端钮盒 10．当单相电能表相线和零线互换接线时，用户采用一相一地的方法用电，电能表将不计电量 11．在三相负荷平衡的情况下，对电能计量装置接线进行检查时，若两相电流的相量和值是单相电流值的 3倍．则说明有电流( B ) (A)移相； (B)接反； (C)缺相； (D)短路 12．为保证抄表工作的顺利运行，下列选项中不属于抄表前要做到的是 ( D )。 (A)掌握抄表日的排列顺序； (B)合理设计抄表线路； (C)检查应配备的抄表工具； (D)检查线路是否断路。

三相电能计量芯片FAQ

炬力公司三相电能计量芯片FAQ 1、炬力公司三相电能计量芯片有哪些型号？炬力公司目前已经推出了五款三相电能专用计量芯片，他们分别满足不同的系统应用： ATT7030A是一颗高精度三相有功电能计量芯片，电阻网络校表，可直接驱动机电式计度器用于显示电能，主要应用于有功三相电能表。 ATT7028A是一颗高精度三相有功电能计量芯片，支持软件校表以及电阻网络校表，可计量分相电能和总电能，主要应用于三相有功电能表。 ATT7026A是一颗高精度三相组合表专用计量芯片，提供有功、无功参数，主要应用于三相电能表。 ATT7022A是一颗高精度三相多功能专用计量芯片，可以完成四象限有功、无功测量，可应用于三相多功能电能表以及电测仪表、工业控制等方面。 ATT7022B是一颗在ATT7022A基础上增加基波/谐波电能计量功能的高精度三相多功能专用计量芯片，可应用于三相多功能电能表以及电测仪表、工业控制等方面。 2、三相电能芯片对复位操作有何要求？芯片复位保持25us左右后，芯片才能复位，芯片复位后，一般等待500us 左右才能进行操作SPI。 3、SIG端子有何用？可否不用？ SIG信号只在软件校表时有用。外围干扰可能导致计量芯片内部数据错乱，或者计量芯片受干扰复位，校表数据必须由外部MCU通过SPI口进行更新，以保证计量的准确性。SIG信号就是用来通知外部MCU的一个握手信号。当然也可以不用SIG信号，可以检测工作寄存器的相应状态位，详细信息可以参考芯片用户手册 4、晶振的选用范围为10-25MHz,默认为24.576MHz,可选用12MHz晶振?与 24.576MHz有何区别？由于芯片计量部分采用了数字滤波器结构，所以为了保证测量精度，建议选用24.576MHz。 5、采样周期是多少？多长时间采样一次？采样频率是3.2KHz。 6、计量芯片内部寄存器更新时间？内部有效值、功率、相位、相角、频率等寄存器的更新时间大约是1/3秒。而能量寄存器则是与能量脉冲同步更新。 7、CF的最高输出脉冲频率？最高约600Hz。

第三章数据采集系统基本原理

第三章数据采集系统基本原理第一节数据采集系统基本组成 ⒈传感器:将被测的物理量转换成电压信号送至仪器输入电路。 ⒉仪器输入电路：传感器与仪器之间的匹配电路，它作为传感器的输出负载必须具有足够高的输入阻抗，同时它的输出信号作为仪器的输入信号，要求它具有非常小的输出阻抗。仪器输入电路对共模干扰信号具有很强的抑制能力，即具有很高的共轭抑制比。图3-1 数据采集系统的基本组成框图 ⒊低噪声前置放大器：对检测到的微弱电信号给以固定增益的放大，由于该放大器位于仪器一系列电路的前端，它的噪声是仪器整体系统噪声的主要提供者，因此任何电子仪器测量系统的前置放大器都必须是低噪声电路。 ⒋电模拟滤波器 ①低切滤波器：用来去除低频干扰信号，在地震勘探工作中低频干扰信号主要是指面波信号。 ②高切滤波器：它用来去除高频干扰，在数字信息采集系统中，一般都设置采样开关，这样高切滤波器主要用来去除信号中不满足采样定理的假频成分，假频信号的频率是信号中比折叠频率还高的高频成分。 ③陷波器：它用来除去50Hz的工业频率干扰。 ⒌多路采样开关：在一个采样周期之内，对全部各路信号按先后顺序分别采

样一次，将多路系统转换为单路系统，实现多路合一；同时将连续的模拟信号转换为离散的模拟子样脉冲。 ⒍模数转换器：则将每一个子样脉冲电压转换为二进制代码。 ⒎数据记录系统：将二进制代码按照国际专业技术组织的规定，进行编排和编码，编排主要是将一定长度的二进制数据编排成便于计算机数据处理的字节形式；编码则是为了数据写读的方便，针对数码“1”和“0”对磁带剩余磁通的变化方式所作出的规定。第二节输入电路和低噪声前置放大器一、差动放大器输入电路 A 1和A 2的输出分别为V 1和V 2，它们可表示为 2111i W FO i W FO V R R V R R V ?-????? ??+= ，1221i W FO i W FO V R R V R R V ?-????? ? ?+= 放大器A 3具备输入平衡条件，它的输出V 0表示为 ()()2121021i i f F W FO f F V V R R R R V V R R V -?????? ? ?+-=-?- = 闭环增益为：f F W FO i i F R R R R V V V K ???? ? ?+-=-= 21210 由于该电路具有很高的输入阻抗和共模抑制比，许多数字地震仪的输入电路都采用了该形式的电路。

第五章-电能计量方式分析

电能计量方式讲述单相和三相有功电能以及无功电能的计量方式和适用范围。电能计量包括单相、三相三线和三相四线制电路中有功电能和无功电能的计量。测量电路中电能表除了直接接入式的以外，还有经互感器接入的，即电能表和互感器的联合接线。第一节单相有功电能的计量单相交流电路有功功率的计算公式为图5-1所示为测量单相电路有功电能的接线。电能表的电流线圈或电流互感器的一次绕组必须与电源相线串联，而电能表的电压线圈应跨接在电源端的相线与零线（中线）之间。电流、电压线圈标有黑点“*”的一端（称为电源端）应与电源端的相线连接。当负载电流I和流经电压线圈的电流I U，都由黑点这端流入相应的线圈时，电能表的驱动力矩M Q可由相量图得到，即因此，按此接线电能表可以正确计量电能。如图5-2所示，若有一个线圈极性接反，例如电流线圈极性接反时，则流入电能表电流线圈中的电流方向与图5-1中的相反，产生的电流磁通方向也相反，在这种情况下，电能表的驱动力矩为

驱动力矩为负值，导致电能表反转。如图5-3所示的电能表接线，电压线圈跨接在负载端时，电能表测量的电能包括负载和电压线圈消耗的电能。当用户不用电时，由于电能表的电流、电压线圈中仍有电流存在，使电能表产生转动，这种现象称为正向潜动。在实际中这种接线是不被采用的。

第二节三相有功电能的计量一、三相三线制电路有功电能的测量（一）三相电路中的功率如图5-4所示，三相三线制电路的负载可以连接成星形和三角形两种接线。由交流电路的理论得知，无论三相电路对称与否。三相电路的瞬时功率p总是等于各相瞬时功率之和，即当负载连接成星形时，则三相电路的瞬时功率p为式中u各相电压的瞬时值； i 各相电流的瞬时值。根据基尔霍夫第一定律，三相三线制电路中有

科陆三相智能电能表说明书

三相智能电能表说明书 1 综合介绍 1.1 概述 DTZ/DSZ719三相四线/三相三线智能电能表是深圳市科陆电子科技股份有限公司研制生产的新一代智能型高科技电能计量产品。它以MCU+计量芯片技术为基础，采用当今最新集成电路技术，根据电能表有关国际(IEC)标准和我国电力标准GB/T 17215.301-2007《多功能电能表特殊要求》、GB/T15284-2002《多费率电能表特殊要求》、DL/T614-2007《多功能电能表》、DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》、Q/GDW354-2009《智能电能表功能规范》、Q/GDW356-2009《三相智能电能表型式规范》等设计制造。它集计量、监控、报警、显示、谐波测量、冻结、通讯功能于一身，能计量组合有功、正反向有功、组合无功1、组合无功2、四象限无功总电量及分时电量；能计量正反向有功、组合无功1、组合无功2、四象限无功总最大需量及分时最大需量，以及最大需量发生的日期和时间；能测量各相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率及三相总有功功率、总无功功率、总视在功率、总功率因数和频率等；能检测并记录各相失压、失流、断相、反向、过载、过流、过压、欠压、断流、逆相序等事件；能检测备用电池电压和监测负荷情况；能实现远程和红外抄表。是实现配电管理现代化的重要组成部分，也是电力负荷管理系统的配套终端产品，与电力负荷管理主站配合可实现负荷的监测，是电力营销自动化系统中具有较高的实用价值的终端产品；而且具备多种扩展功能。该表计适用于各电厂、变电站、计量关口和企事业单位。 1.2 工作原理简述本产品由计量芯片、高速数据处理器、实时时钟、数据接口设备组成。在高速数据处理器的控制下，通过计量芯片获得有功电量、无功电量、功率、电压、电流、功率因数、电网频率等实时测量参数，并依据相应费率和需量等要求对数据进行处理，其结果保存在数据存储器中，并随时向外部接口提供信息和进行数据交换，其原理框图如图1所示。 1.3 技术参数

供电局的计量方式

电能表是电力企业中使用普遍的电测仪表。应用上分为：广大用电户使用和电业部分自身使用。自全国主要城市(乡镇)推广普及“一户一表”及大部分农村电网经过改造后，电能表的拥有量直线上升。电能表(以下称电表)不同于其他电测仪表，是《计量法》规定的强制检定贸易结算的计量用具。随着我国电力事业的发展，电业部分本身的重要经济指标如发电量、供电量、售电量、线损等电能计量装置(以下称计量装置)，也日益增多。装置分类现行有关规程规定，运行中的计量装置按其所计量电能多少和计量对象的重要性分为5类。 Ⅰ类：月均匀用电量500万kW及以上或受电变压器容量为10MVA以上的高压计用度户；200MW及以上的发电机(发电量)、跨省(市)高压电网经营企业之间的互馈电量交换点，省级电网经营与市(县)供电企业的供电关口计电量点的计量装置。 Ⅱ类：月均匀用电量100万kW及以上或受电变压器容量为2MVA及以上高压计用度户，100MW及以上发电机(发电量)供电企业之间的电量交换点的计量装置。 Ⅲ类：月均匀用电量10万kW及以上或受电变压器容量315kVA及以上计用度户，100MW以上发电机(发电量)、发电厂(大型变电所)厂用电、所用电和供电企业内部用于承包考核的计量点，考核有功电量平衡的100kV及以上的送电线路计量装置。 Ⅳ类：用电负荷容量为315kVA以下的计用度户，发供电企业内部经济

指标分析，考核用的计量装置。 Ⅴ类：单相供电的电力用户计用度的计量装置(住宅小区照明用电)。计量方式我国目前高压输电的电压等级分为500(330)、220和110kV。配置给大用户的电压等级为110、35、10kV，配置给广大中小用户(居民照明)的电压为三相四线380、220V，独户居民照明用电为单相220V。供电局对各种用户计量方式有3种： (1)高压供电，高压侧计量(简称高供高计) 指我国城乡普遍使用的国家电压标准10kV及以上的高压供电系统，须经高压电压互感器(PT)、高压电流互感器(CT)计时。电表额定电压：3×100V(三相三线三元件)或3×100/(三相四线三元件)，额定电流：1(2)、(6)、3(6)A。计算用电量须乘高压PT、CT倍率。10kV/630kVA受电变压器及以上的大用户为高供高计。 (2)高压供电，低压侧计量(简称高供低计) 指35、10kV及以上供电系统。有专用配电变压器的大用户，须经低压电流互感器(CT)计量。电表额定电压3×380V(三相三线二元件)或3×380/220V(三相四线三元件)。额定电流(6)、3(6)、(10)A。计算用电量须乘以低压CT倍率。10kV受电变压器500kVA及以下为高供低计。 (3)低压供电，低压计量(简称低供低计) 指城乡普遍使用，经10kV公用配电变压器供电用户。电表额定电压：单相220V(居民用电)，3×380V/220V(居民小区及中小动力和较大照明用电)，额定电流：5(20)、5(30)、10(40)、15(60)、20(80)和30(100)A用电量直

数据采集系统的结构形式

数据采集系统的结构形式：微型计算机数据采集系统、集散型数据采集系统、分布式数据采集系统微型计算机数据采集系统组成：传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机、外设等。特点：系统结构简单，容易实现、对环境的要求不高、成本低。是集散型数据采集系统的一个基本组成部分集散型控制系统由若干个数据采集站和一台上位机及通信线路组成信号分类：确定性（周期性和非周期性）、非确定性传感器敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的某一物理量的元件。转换元件：负责把敏感元件输出的物理量转换为电路参数。转换电路：把电路参数接入转换电路，转换为电量输出。能量控制型传感器：传感器输出量的能量由外部能源提供，但受输入量控制。这类传感器需要外接电源。电阻、电感、电容等电路参量传感器均属此类。特性：静态特性：衡量的指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性动态特性：瞬态响应特性、频率响应特性温度传感器特性：半导体热敏电阻特点： 1、温度系数比金属大，约达4~9倍，可以有正的或负的温度系数，可根据需要可以选择 2、电阻率大，支撑的电阻元件体积较小，热惯性小，适用于测量点温、表面温度和快速变化的温度 3、结构简单，机械性能好，能根据需要制成不同形状 4、缺点：线性度较差，只能在较窄频率范围内有较好的线性度。热电偶：普通型热电偶、铠装型热电偶、表面热点偶、薄膜热电偶、快速消耗型热电偶常见模拟多路开关：机械式多路开关、电磁式多路开关、电子式多路开关数据采集系统的目的：利用计算机的强大数据处理能力来处理数据。在模拟信号输入通道中，是否需要加采样/保持器，取决于模拟信号的变化频率和A/D转换的孔径时间。对不同频率的信号与有选择性的电路称为滤波器滤波器的类型：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器、程控有源滤波器等。有源滤波器：种类：RC有源低通滤波器、RC有源高通滤波器、RC有源带阻滤波器、RC有源带通滤波器、微处理器程控有源滤波器 A/D转换器的主要指标：转换精度、转换时间、A/D转换器的效能规格（直流精确度、动态效能） A/D转换器主要类型：并行比较型A/D转换器、逐次逼近型A/D转换器、积分型A/D转换器、压频变换型A/D转换器、∑-Δ型A/D转换器、流水线型A/D