电子式电能表
电子式电能表原理

第四节 单相预付费电能表
一、基本原理 二、IC卡技术 三、主要性能指标及
功能
一、基本原理
单相预付费电能表原理框图如图3-25所 示。
一、基本原理
工作原理: 测量模块为表计核心,它和普通电子 式单相电能表采用相同技术输出功率脉冲 到微处理器。微处理器接收到测量部分的 功率脉冲进行电能累计,并且存入存储器 中,同时进行剩余电费递减,在欠费时给 出报警信号并控制跳闸。它随时监测IC卡 接口,判断插入卡的有效性以及购电数据 的合法性,将购电数据进行读入和处理。
第二节 全电子式电能表的结构和工作原理
一、输入变换电路
二、乘法器电路
三、电压/频率转换器 四、分频计数器
五、显示器
一、输入变换电路
输入电路的作用,一方面是将被测信
号按一定的比例转换成低电压、小电
流输入到乘法器中;另一方面是使乘 法器和电网隔离,减小干扰。
一、输入变换电路
(一)电流输入变换电路 1.锰铜片分流器 以锰铜片作为分流电阻RS,当大电流i (t)流过时会产生相应的成正比的微弱电压 Ui(t),其数学表达式为 Ui(t)=i(t)R
第一节 机电式电能表的结构和工作原理
机电式电能表主要由感应式测量机构、 光电转换器和分频器、计数器及显示器四大 部分组成,工作原理框图如图3-1所示。
§ 感应式测量机构的主要作用是将电能信号转 变为转盘的转数 § 光电转换器的作用是将正比于电能的转盘转
第一节 机电式电能表的结构和工作原理
一、单向脉冲式电能表
二、乘法器电路
模拟乘法器是一种完成两个互不相关的模拟 信号(如输入电能表内连续变化的电压和电流) 进行相乘作用的电子电路,通常具有两个输入端 和一个输出端,是一个三端网络,如图3-15所 示。理想的乘法器的输出特性方程式可表示为 UU (t ) KU X (t )UY (t )
单相电子式电能表原理

单相电子式电能表原理
单相电子式电能表是一种用于测量单相电力消耗的电器设备,其工作原理基于电压和电流的测量。
该电能表使用了一对电压线圈和一对电流线圈,分别用于测量输入电路中的电压和电流。
当待测电路通电时,输入电流将通过电流线圈,而输入电压将通过电压线圈。
电流线圈和电压线圈各自将产生相应的磁场。
为了测量电能,电流线圈和电压线圈之间通过一个电流、电压倍数调整器和一个共安装的显示和计算装置连接在一起。
电压线圈的输出电压经过倍数调整器进行放大或缩小,以匹配电压线圈传感器的灵敏度。
同样地,电流线圈的输出电压经过倍数调整器也进行同样的放大或缩小操作。
在电压线圈和电流线圈的输出电压已经调整完成后,它们将进入显示和计算装置。
该装置通过将电压和电流乘以相应的倍数,然后将它们相乘,从而计算出电能的消耗。
该结果将通过数字显示屏显示出来,以供用户查看。
总体来说,单相电子式电能表通过测量电压和电流,然后将其作为输入送入显示和计算装置,以计算出电能的消耗。
这种电能表具有精确度高和稳定性好等特点,被广泛应用于家庭和工业领域中。
三相电子式多功能电能表使用说明书

DTSD1277型之阿布丰王创作DSSD1277-B型三相电子式多功能电能表使用说明书装置、使用产品前请阅读使用说明书石家庄科林自动化有限公司目录1概述- 1 -2工作原理- 1 -3技术参数- 2 -3.1主要型号-2-3.2主要技术参数-2-3.3抄表及全失压电池-2-3.4时钟参数-2-3.5电能量脉冲输出-3-3.6多功能测试输出-3-3.7跳闸、报警控制输出-3-3.8尺寸及重量-3-4电能表主要功能- 3 -4.1电能计量功能-3-4.2需量丈量功能-3-4.3实时量丈量功能-3-4.4时钟、时段、费率及校时功能-4-4.5事件记录功能-4-4.6冻结功能-4-4.7负荷记录功能-5-4.8停电抄表功能-5-5GPRS无线通讯模块(可选)- 5 -5.1远程及当地灯定义-5-5.2当地串口线的定义:-5-5.3装置SIM卡-5-5.4天线装置-5-6面板及显示- 6 -6.1面板说明-6-6.2液晶显示说明-7-7装置及使用- 9 -7.1装置图及接线说明-9-7.2使用说明-11-8GPRS通信模块基本功能- 11 -8.1通讯连接-11-8.2无线信道规格和指标-11-8.3主动上报功能-12-8.4表计数据查询-12-8.5数据转发-12-8.6远程升级-12-9使用注意事项- 12 -10仪表运输及储存- 12 -11保修- 13 -12罕见故障及排除- 13 -13技术支持- 13 -14配件清单- 13 -附表1 数据显示内容及定义附表 2 报警状态字定义1概述DT(S)SD1277系列三相电子式多功能电能表,是石家庄科林自动化有限公司采取先进的大规模集成电路,成熟的软件算法,低功耗设计以及SMT工艺,依照国际、国内相关尺度的要求设计制造。
本产品集计量、显示、通讯、监测等功能于一身,采取高精度计量芯片可以精确地分时计量三相正反向有功电能、四象限无功电能以及需量;精密实时丈量三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等;监测并记录失压、失流、断相等事件;可实现远程和当地抄表、编程等功能。
电子式电能表课程设计

电子式电能表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电子式电能表的基本工作原理和构造。
2. 学生能够掌握电子式电能表的主要技术参数及其测量方法。
3. 学生能够描述电子式电能表在智能电网中的应用和重要性。
技能目标:1. 学生能够正确使用电子式电能表进行电能测量,并准确读取数据。
2. 学生能够分析电子式电能表测量数据,解决简单的电能消耗问题。
3. 学生能够通过实际操作,掌握电子式电能表的安装与维护基本技能。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电能表测量工作的兴趣,认识到电能表在节能减排中的关键作用。
2. 学生能够发展科学探究精神,形成严谨、细致的实验操作态度。
3. 学生能够增强环保意识,理解合理使用电能的重要性,养成节约用电的良好习惯。
课程性质:本课程为实践性与理论性相结合的课程,旨在通过讲解与动手实践,帮助学生深入理解电子式电能表相关知识。
学生特点:考虑到学生所在年级,他们具备基本的物理知识和实验技能,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:教学过程中,应注重理论与实践相结合,鼓励学生主动参与,注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 电子式电能表的基本原理- 电子式电能表的构造与工作原理- 电子式电能表与机械式电能表的对比2. 电子式电能表的技术参数- 主要技术参数介绍:精度、测量范围、频率响应等- 技术参数对电能测量准确性的影响3. 电子式电能表的应用- 电子式电能表在智能电网中的应用- 电子式电能表在家庭、工业用电中的使用4. 实践操作教学- 电子式电能表的操作方法与注意事项- 实际操作:使用电子式电能表进行电能测量5. 数据分析与问题解决- 测量数据的读取与分析方法- 结合实际情况,解决简单的电能消耗问题6. 电子式电能表的安装与维护- 安装方法与步骤- 常见故障分析与维护技巧教学内容根据教学大纲安排,按照以下进度进行:第一课时:电子式电能表的基本原理与构造第二课时:技术参数介绍及测量准确性分析第三课时:电子式电能表的应用与实践操作教学第四课时:数据分析与问题解决第五课时:电子式电能表的安装与维护教学内容与课本紧密关联,确保科学性和系统性,使学生在掌握知识的同时,提高实践操作能力。
深圳浩宁达仪表 DDS22 型 电子式单相电能表 说明书

5.3 电表安装接线图6、运输贮存与保证期限6.1 电能表的运输和存贮不应受到剧烈冲击,小心轻放,且按包装箱上“向上”、“防潮”的要求放置。
应符合GB/T15464《仪器仪表包装通用技术条件》规定运输储存。
6.2 储存环境-40℃~80℃,相对湿度不超过85%,空气中不应含腐蚀性气体。
电能表在仓库里保存应放在台架上,拆箱后单只包装的电能表叠放高度不超过五块,整箱叠放高度不超过五箱。
6.3 电能表自出厂日期起三年内,在用户遵守说明书规定要求,并在铅封完整的条件下,电能表不符合技术条件所规定的要求时,给予免费修理或更换。
直接接入式经互感器接入式65深圳浩宁达仪表股份有限公司地址:深圳市南山区侨香路东方科技园华科大厦六楼电话:(0755)26755088(8线)传真:(0755)26755088邮编:518053E-mail:hnd@2010年4月 V1.03O14DS00000001010041MCDDS22型电子式单相电能表使用说明书深圳浩宁达仪表股份有限公司 粤制000001053.2.4 功耗:LCD显示,电压线路≤1 W/6V A,电流线路≤1V A 3.2.5 参比电压Un:220V工作电压范围:70% Un ~130% Un 3.2.6 参比频率:50Hz频率范围:50Hz±5%3.2.7 波特率:1200 bps 红外通讯距离:≥5m红外通讯角度:≥±30º(可选)3.2.8 启动电流:≤0.004Ib3.2.9 潜动:具有逻辑防潜动功能3.2.10使用范围:温度-30℃~80℃,相对湿度≤85%。
3.2.11运输及储存温度:-40℃~80℃,相对湿度≤85%。
4、功能4.1 计量功能具有计量正、反向有功电能功能,反向电能按正向电能累计。
4.2 显示功能4.2.1电表采用LCD显示, 显示内容如下:4.3 输出功能有功电能量脉冲采用无源隔离型输出接口,波形为标准方波,脉冲宽度80±20ms,用于校表和采集电能量。
电子式电度表知识

机械式电能表和电子式电能表比较一、工作原理:目前使用的电能表有两种:一种是机械式电能表(又称感应式电能表),一种是电子式电能表。
它们由于出现的年代不一样,因而其工作原理截然不同。
机械式电能表的工作原理是:当电能表接入电路时,电压线圈和电流线圈产生的磁通穿过圆盘,这些磁通在时间和空间上不同相,分别在圆盘上感应出涡流,由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动,因磁钢的制动作用,使圆盘的转速达到匀速运动,由于磁通与电路中的电压和电流成正比例,使圆盘在其作用下以正比于负载电流的转速运动,圆盘的转动经蜗杆传动到计度器,计度器的示数就是电路中实际所使用的电能。
电子式电能表是近几年随着电子工业的发展而出现的,它是利用电子电路/芯片来测量电能;用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号,用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号,利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法,并对电能进行累计,然后输出频率与电能成正比的脉冲信号;脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示,或送微计算机处理后进行数码显示。
二、电能表简单分类:电能表是专门用来测量电能累积值的仪表,电力企业用以计量发电量,用电量、供电量、损耗电量、销售电量等数值均依赖于电能表。
所以有人也把电能表比作电力工业销售产品的一杆秤。
上面所说的机械式电能表与电子式电能表是按照电能表的结构原理进行分类的,也是最常用的分类方法。
除了这种分类之外,电能表还可以按以下标准进行分类:1、按照所测不同电流种类可分为:直流式和交流式二种。
2、按照电能表的用途可分为:单相电能表、三相有功电能表、三相无功电能表、最大需量表、复费率电能表、损耗电能表。
3、按电能表的接线方式不同可分为:直接接入式、经互感器接入式、经万用互感器接入式;同时也分为单相、三相三线和三相四线等。
4、按照电能表的等级划分为:普通有功电能表(0.2或0。
2S级、0.5或0。
DTSF606、DSSF606型三相电子式多费率电能表使用说明书
DT(S)SF606三相电子式多费率电能表使用说明书符合标准:GB/T17215.321-2021安装、使用产品前,请仔细阅读使用说明书并妥善保管、备用1概述DTSF606、DSSF606型三相电子式多费率电能表(以下简称"电能表")是采用先进的电能计量专用芯片,与成熟的多费率技术相结合设计而成,应用数字采样处理技术及SMT工艺,根据居民实际用电状况所设计、制造,具有国际先进水平的电能仪表。
本电能表实现分时计量,设定日自动转存数据,手持终端或PC机编程及抄表,LCD显示等功能;可进行5种费率、14个时段、14个时区及12位表号等设置,并具有电能测试脉冲和秒脉冲输出。
本电能表符合标准GB/T 17215.321-2021《电测量设备(交流)特殊要求第21部分:静止式有功电能表(A级、B级、C级、D级和E级)》,通讯规约符合DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》及其备案文件。
2工作原理图1 三相多费率电能表工作原理框图本电能表由两个主要功能组成:一是电能计量部分,二是微处理器控制部分。
本电能表的电能计量部分使用大规模专用集成电路,产生表示用电多少的脉冲序列,送至微处理器进行电能计量。
微处理器接收到脉冲信号后,通过对输入脉冲个数进行累计,并根据脉冲常数大小来实现对电能的精确计量,通过各种接口传递数据,实现各种控制功能。
3规格4主要技术参数4.1基本误差因数为1.0条件下,应能连续出脉冲,并且满足表2中的最大允许误差要求。
4.3潜动:具有防潜动逻辑设计,电能表电压线路施加110%标称电压,电流线路无电流时,电能表测试输出不产生多于一个的脉冲。
4.4电气参数:正常工作电压:(0.9~1.1)标称电压;严重电压改变:(0.0~1.15)标称电压;绝缘电压:≥3000VAC/min;电压电路功率消耗:≤2W和10VA,电流电路功率消耗:≤1VA。
4.5气候条件a)温度范围工作温度:-10℃~+55℃;b)湿度范围工作相对湿度年平均<75%;大气压力为63.0kPa~106.0kPa(海拔4000m及以下)。
三相电子式多回路电能表使用说明书
三相电子式多回路电能表使用说明书产品特点:实时数据显示项部分显示字符功能注:1、当功率或功率因数为负时,数据显示左边第一个有负号指示。
2、若发生断相、过压、欠压事件,则在相应显示页面的相应显示项后会显示发生该事件的相序符号。
4、显示项功能四、 显示操作1、显示屏1-1、仪表采用黑白点阵LCD 显示屏,白底黑字,白色背光。
2-2、当长时间未操作仪表时,仪表背光会自动熄灭(背光延时时间可通过菜单设置)。
2、按键翻页操作通过按键”、 ”可以在有功电能、无功电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素、时间/日期/通讯 DTSD8080M-4Q系列三相电子式多回路电能表是一款 专门针对通信基站能耗监控方案,而开发设计的智能化 数据采集仪表。
采用高性能计量芯片,精度高、测量参 数多、集多种功能于一体,实现一表多用。
采用大屏LCD中文显示,白色背光,一屏可显示多行参 数。
具有欠压、过压、断相等事件告警提示,仪表本 体具有DO输出功能。
脉冲指示及输出功能,R S 485通 讯接口,协议符合YD/T 1363《通讯局(站)电源、 空调及环境集中监控管理系统》的相关要求。
适合用于通讯基站(房)市电、油机、支路I(空调)、支路II(DC直流屏用电)三相用电监测 ,或者数 据中心等需要多回路三相用电监测的场合。
KKDTSD8080M-4Q01-A/0-20160706仪表自动循环显示及按键切换显示顺序:电压单位符号 电流单位符号kvar PF E/O/NkW 显示字符含义说明显示字符含义说明VA kWh 有功电能单位符号有功功率单位符号无功功率单位符号功率因素符号偶/奇/无校验位Kvarh无功电能单位符号!1、如果不按说明书操作会发生意外,而且会导致产品毁坏。
2、本说明书中所提供信息可不经事先通知进行修改。
3、本公司对所述信息保留解释权。
警告声明:3、按键编程操作通过长按 “SET” 键3S可以进入设置界面,修改编程密码“9180”进入设置主菜单。
电子式电能表原理
电子式电能表电原理图分析大纲:一、电子式电能表原理(分类为5大部分:电源、采样计量、单片机处理、通讯、输出):电表维修原则:1、通过现象查上一级电路输出的电压(或信号)是否正常。
2、上一级电路输出的电压(或信号)是正常的,则故障不在上一级电路,查本级电路。
3、上一级电路输出的电压(或信号)是不正常的,再查上上一级电路输出的电压(或信号)是否正常。
4、通过分级检测输出的电压(或信号)是否正常来确定故障的范围。
1、供电原理(讲原理时要画出电路,提及有故障时的现象和检测维修方法);1.1、三相表供电原理:变压器供电原理(详细讲解);电原理图如下:用变压器变压、整流、稳压对三相表进行供电,电路中有三个变压器。
其中的每个变压器的工作原理都相同,只是各个变压器的初级输入电压是三相电压中的不同的相。
对于三相四线电表:T1初级为A—N线电压,T2初级为B—N线电压,T3初级为C—N线电压;对于三相三线电表:T1初级为A—B相电压,T2初级为A—C相电压,T3初级为B—C相电压,对应我们经常在三相三线电表上显示的A相电压(为A—B相电压)、B相电压(为A—C相电压)、C相电压(为B—C相电压)。
用三个变压器供电的好处是:1、当电网出现某一相或两相无电压时,电表仍然可以计量有电压的相的用电情况;2、增加电表供电的带载能力,保证电表的正常工作。
现以变压器T1为例详细说明以上供电电路的工作原理:1、压敏电阻RV1压敏电阻的工作原理顾名思义,压敏电阻就是对电压敏感,由电压的改变而改变自身的电阻,我公司使用的压敏是正常时为开路,当电压达到一定值时(压敏的动作电压),压敏电阻会非常快速地阻值下降到零(短路。
这个时间为t、t为1nS—10 nS,t因选择的压敏型号不同而不同)。
而对多少电压值(动作电压)会开始阻值下降也是因选用的型号不同而不同,一般是型号上的数值。
比如:20K510的压敏电阻,则最大不动作电压为510V,可以查相关的电子元件资料,电子文档文件路径:Z:\研发中心\综合组\陈大全。
德力西电气 DDSY606型单相电子式预付费电能表(液晶、红外、485)使用说明书
DDSY606型单相电子式预付费电能表(液晶、红外、485)使用说明书2019E914-33符合标准:GB/T 17215.321-2021安装、使用产品前,请仔细阅读使用说明书并妥善保管、备用1 概述DDSY606型单相电子式预付费电能表(液晶、红外、485)(以下简称 "电能表")是一种用于测量频率为50Hz的单相交流有功电能,实现预交费、后用电的预付费管理模式的电能表。
本产品可采用IC卡、红外通讯、RS485远程通讯等多种方式进行购电充值,先购电后用电,一表一卡,专卡专用,是国内最新的民用电能计量产品之一。
其性能符合标准GB/T 17215.321-2021《电测量设备(交流)特殊要求第21部分:静止式有功电能表(A级、B级、C 级、D级和E级)》,其通信符合DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》的要求。
2 设计原理2.1 产品构成简述DDSY606型单相电子式预付费电能表(液晶、红外、485)主要分外壳部分和内部模块电路部分外壳部分包括底座、端钮、表盖、铭牌等部件;内部模块电路部分主要包括:电源部分、计量部分、数据处理部分、液晶显示及指示部分、红外通讯、RS485通讯、IC卡通讯、继电器控制、蜂鸣器控制等部分。
原理框图如图1所示。
图1 电能表工作原理框图2.2 工作原理用户消耗的电能通过锰铜进行电流采样、电阻分压进行电压采样,输入到计量芯片内,芯片经过A/D转换送到乘法器相乘,乘积后的信号再经过D/F转换,经过分频电路输出,经过隔离后输出为单片机提供计量的电能数据和当前电流、电压、功率数据;单片机采集到相关数据后,通过累计和运算,得到使用电量和相关数据存入储存器中,再根据用户用电情况控制继电器来实现通断电,通过IC卡通讯、红外通讯或RS485通讯实现预购电以及相关数据的设置,并把数据存入存储器中;也可通过RS485通讯实现组网,实现远程购电和抄读表内数据。
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为何电子式电能表需要使用铁电存储器
自从1889年匈牙利工程师 Otto Blathy 发明全世界第一个电能表 (瓦特瓦时表)原型之后,电能表经过一个世纪多的演进:由机械式电表到今日的各种不同型式的电子电能表,包含新的预付费电能表 (pre-paid) 复费率电能表以及具有双向通讯能力的电子式电能表等,其提供的扩展功能包括:自动读表(AMR)、线上查询、远程连接/断开,以及复杂的计费结构等等。
这些电能表还可让使用者对其耗电量有更好的控制,以便节省电费及更有效地分配用电量。
如图1所示,电子电能表的基本架构包括下列各主要功能模块:电压电流取样电路;16位以上分辨率的ADC;计量与控制单元;通信接口;操作界面;显示器;存储器。
本文将以存储器为重点说明为何电子式电能表需要使用铁电存储器(F-RAM)。
铁电存储器的技术特点
首先要说明的是铁电存储器和浮动栅存储器的技术差异。
现有闪存和EEPROM都是采用浮动栅技术,浮动栅存储单元包含一个电隔离门,浮动栅位于标准控制栅的下面及通道层的上面。
浮动栅是由一个导电材料,通常是多芯片硅层形成的 (如图2所示)。
浮动栅存储单元的信息存储是通过保存浮动栅内的电荷而完成的。
利用改变浮动栅存储单元的电压就能达到电荷添加或擦除的动作,从而确定存储单元是在”1”或“0” 的状态。
但是浮动栅技术需使用电荷泵来产生高电压,迫使电流通过栅氧化层而达到擦除的功能,因此需要5-10ms的擦写延迟。
高写入功率和长期的写操作会破坏浮动栅存储单元,从而造成有限的擦写存储次数(例如:闪存约十万次,而EEPROM则约1百万次)。
铁电存储器是一种特殊工艺的非易失性的存储器,是采用人工合成的铅锆钛(PZT) 材料形成存储器结晶体,如图3所示。
当一个电场被施加到铁晶体管时,中心原子顺着电场停在低能量状态I位置,反之,当电场反转被施加到同一铁晶体管时,中心原子顺着电场的方向在晶体里移动并停在另一低能量状态II。
大量中心原子在晶体单胞中移动耦合形成铁电畴,铁电畴在电场作用下形成极化电荷。
铁电畴在电场下反转所形成的极化电荷较高,铁电畴在电场下无反转所形成的极化电荷较低,这种铁电材料的二元稳定状态使得铁电可以作为存储器。
图1、电子电能表的基本电路方块图。
图2、浮动栅存储单元
图3、铁电存储器结晶单元。
特别是当移去电场后,中心原子处于低能量状态保持不动,存储器的状态也得以保存不会消失,因此可利用铁电畴在电场下反转形成高极化电荷,或无反转形成低极化电荷来判别存储单元是在”1”或“0” 状态。
铁电畴的反转不需要高电场,仅用一般的工作电压就可以改变存储单元是在”1”或“0” 的状态;也不需要电荷泵来产生高电压数据擦除,因而没有擦写延迟的现象。
这种特性使铁电存储器在掉电后仍能够继续保存数据,写入速度快且具有无限次写入寿命,不容易写坏。
所以,与闪存和EEPROM 等较早期的非易失性内存技术比较,铁电存储器具有更高的写入速度和更长的读写寿命。
应用范例
下面以0.2级三相电能表为例来说明为何电子电能表需要使用F-RAM存储器。
首先要说明电能表0.2级的定义,所谓0.2级是指测量精度每千瓦小时 (KWH) 需小于0.2% 的误差,相对来说如果是0.5级则是指指测量精度每千瓦小时 (KWH)需小于0.5% 的误差。
其次要说明国家电网对0.2级三相电能表的用电数据存储规范。
如下列范例所示,其存储内容分为“用电数据及事件记录”两部份:
1. 用电数据存储:
* 数据保存: 存储器需保存包括12个月的总电能和各费率的电能数据, 包括有功、无功功率;有功、无功总电能;四象限无功总电能以及正反向有功、无功总电能、组合有功、组合无功1、组合无功2、等等共16个项目,每一项目需 4字节,12个月共( 4字节x 16项 x 12月= 768字节)。
* 负荷记录存储: 存储器空间应保证在记录正反向有、无功总电能、组合有功、组合无功1、组合无功2、等等共6个项目,每一项目需4字节,时间间隔为1分钟的情况下、可记录不少于30 天的数据容量,最长时间间隔为1分钟,以60分钟间隔来计算其数据量为 ( 4字节x 6项 x 24小时x 30天 = 17,280 字节)。
2. 事件记录存储: 内容则包括最近10 次编程时间;需量清零时间;校时事件;A、B、C相失压起始及恢复时间;A、B、C 相断相起始及恢复时间;电流不平衡起始及恢复时间和事件期间的各项电能增量共6大项801字节。
不包含负荷记录,上述数据量相加起来最低存储器需求就有1,569 字节 (12.51千位),若再加上第三点的负荷记录存储缓冲,其数据量则高达18,849 字节 (150.79千位)。
以存储速度来作比较:I2C的EEPROM 写1,569 字节需要 0.91秒,写18,849 字节需花费11.07秒;但是I2C的铁电(FRAM)存储器,写1,569 字节仅需要 45毫秒,写18,849 字节仅需花费0.55秒。
事实上当Vdd在0.01秒的时间下降0.23V (使用1000?f 130?内阻的电容) 的放电率条件下,铁电存储器能写50,000次,而EEPROM仅能写一次。
因为浮动栅存储器的擦写延迟在大量数据存储时有可能导致数据丢失,所以浮动栅存储器并不适用于高容量的电能表。
根据统计,中国的民用电一般约每户每月200度左右,而工业用电每户每月约高达2万度左右,以每0.01度存储一次用电数据来计算,则存储器每月的擦写次数会高达200万次,加上电能表的使用寿命为5-7年(各省分不同),因此浮动栅存储器的擦写寿命根本不敷使用,因为浮动栅存储器的擦写延迟因素更不可能采用大容量浮动栅存储器来做移位储存。
从数据保存的本质安全角度及写入时间来看,浮动栅存储器并不适用于三相电能表,因为在如此大量的数据存储情况下,浮动栅存储器的擦写延迟有可能导致数据丢失。
例如,用电量大或者遇到瞬间停电时会有来不及写入,导致数据丢失的可能性。
当然工程师们可以利用SRAM作为数据缓冲暂时存储用电数据,但是这样就需要备份电池给SRAM供电,以防止断电时数据丢失,此外,还会增加电能表本身的功耗与成本。
所以具有非易失性、无延迟快速写入、无限的读写寿命和超低的写入功耗特性的铁电存储器,就成为了电能表的最佳存储器选择。
中国国家电网对0.2级三相电能表的用电数据存储内容要求如下:
数据存储内容:
1、至少能存储前12个月或前12个(结算)抄表周期的总电能和各费率的电能数据, (负荷记录: 有功、无功的电压、电流、频率;有功、无功功率;功率因子;有功、无功总电能;四象限无功总电能。
( 4字节x 16 x 12月= 768 字节) 。
2、负荷记录间隔时间可以在1~60 分钟之间任意设置。
3、负荷记录存储空间应保证在记录正反向有功、无功总电能、组合有功、组合无功1、组合无功2,时间间隔为1分钟的情况下可记录不少于30 天的数据容量 (这个数据通常会移至闪存)。
在1分钟间隔时: ( 4字节x 6 x 60分钟x 24小时x30天 = 1,036,800 字节)
在60分钟间隔时: ( 4字节x 6 x 24小时x30天 = 17,280字节)
事件记录存储内容:
1、最近10 次编程时间及编程对应的数据标识。
(年, 月, 日, 时, 分, 秒 = 6字节 x 10次+ 40字节数据= 100字节)
2、最近10 次的需量清零时间及清零前的最大需量值。
(年, 月, 日, 时, 分, 秒= 6字节 x 10次+ 40字节数据= 100字节)
3、最近10次校时事件,校时前后时间。
(年, 月, 日, 时, 分, 秒= 6字节 x 20次(前+后) + 1字节事件= 121字节)
4、最近10 次A、B、C 相失压起始、恢复时间及其期间的电能增量。
(年, 月, 日, 时, 分, 秒= 6 字节 x 20 + 40 字节增量= 160字节)
5、最近10 次A、B、C 相断相起始、恢复时间及期间的电能增量
(年, 月, 日, 时, 分, 秒= 6字节 x 20 + 40字节增量= 160字节)
6、最近10 次电流不平衡起始、恢复时间及其期间的电能增量
(年, 月, 日, 时, 分, 秒= 6字节x 20 + 40字节增量= 160字节)
总存储数据在条件 (1+4+5+6+7+8+9)= 1,569 bytes (12.51Kb)
总存储数据在条件 (1+3+4+5+6+7+8+9)= 18,849 bytes (150.79Kb)
本文小结
铁电存储器能兼容RAM的一切功能,并且和ROM的技术一样,是一种非易失性的存储器,适合用于需要较以往更高的数据收集速率及寿命的电能表或先进计量产品。
由于铁电存储器具有高速的写入速度和无限的读写寿命,加上其非易失性及低功耗的特点,所以电子电能表需要使用铁电存储器作为数据存储。