双费率数字电度表的设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电子信息科学与技术双费率数字电度表的设计摘要：本文章通过对于参考文献的查阅以及综合要求的考虑，了解电能表的发展研究历史，现阶段的研究状况和电能表的发展趋势，并通过对于各种方案进行比较，选出最为合理、实现效果最好的策划。关键词：发展历史;发展趋势;现状;方案比较电能表的发展以及研究历史感应系电能表：世界上最早的出现的电能表，是一个叫爱迪生的德国人1880年利用电解原理制成的直流电能表。交流电的出现和被利用，对电能计量仪表的功能提出了新的要求。1888年，意大利物理学教授费拉里斯首先想到将旋转磁场理论用于交流电能测量。与费拉里斯几乎同时，美国一物理教师也根据旋转磁场的原理试

2、制出了感应系电能表的雏形。1889年，德国人布勒泰制作出了无单独电流铁心的感应系电能表。1890年，带电流铁心的感应系电能表出现了。直到19世纪末，才逐步该用永久磁铁产生制动力矩，以降低转动元件旋转速度并增加转矩。至此，感应系电能表的制造理论基本形成。电能开发及利用的加快，对电能管理和电能表性能提高提出了更高的要求。电力系统的不断扩大以及对电能合理利用的探索，使感应系电能表暴露出准确度低、适用频率范围窄、功能单一等缺点。电子式电能表应运而生[3]。电子式电能表：早期的电子式电能表仍采用感应系电能表的测量机构作为工作元件，这种电能表在国外早已有成熟产品，并自20实际70年代初起就已开始在

3、一些工业国家逐步大面积采用，由于其以感应系测量机构作为其测量主回路的原理性缺陷，无法逃脱被取代的命运。为了替代由感应系测量机构测量交变电能，从70年代起，人们开始研究并试验采用电子电路的方案。近20年来，大量新型电子元器件的相继出现，为电子式电能表的更新换代奠定了基础。考虑到电能管理现代化的必然发展趋势，需要访问多种信息并要求决策与电价器具之间的双向通信，而数字乘法器型电子式电能表功能的扩展十分方便，容易与配电自动化系统继承，故有专家预言，数字乘法器型电子式电能表将成为今后电子式电能表的主要发展方向。微电子技术和计算机技术的告诉发展是电子式电能表迅速进步、日益成熟的主要技术支撑。电子式

4、电能表子在一些工业发达国家已经使用较为普遍。特别是近年来，电子式电能表的发展是非常迅速的，芬兰、瑞典、挪威等北欧各国以及法国、英国、德国、西班牙、比利时和意大利等西欧许多国家，其工商用户计费电能表己实现100％电子化。居民用户的计费电能表也正在逐步电子化过程中，如法国2001年起已停止购买安装感应式电能表；意大利在2005年已经将全部感应式电能表更新为自动抄表的电子式电能表；英国目前已有80％居民计费用表为电子式电能表。现在上海电网65％以上的居民使用了电子式电能表。电能表的研究现状多费率电表是对传统单一费率电表的一个创新，其产生原因是最近几年来日益加剧的用电量峰谷矛盾，我国国民经济的

5、稳步提升使得居民用电量不断增加使得不同时间段用电量不均衡的现象日益严重，导致电力系统的负荷曲线变化幅度很大，为电网的稳定以及电能资源的合理分配使用带来了许多不良因素。在做本课题时，我对于一些电能表设计文献进行了参考，发现在对双费率电能表的设计上大同小异。双费率电能表的设计师建立在普通单一费率电能表上的，设计时主要将电能表的设计分为多个模块，电压电流采样模块，电能计量模块，单片机控制模块、电源模块和数据显示模块，由于每个参考文献对于设计要求和设计方向的不同，在一些细节方面进行了增减，例如时钟模块，通信模块等。采样模块这个模块完成将主网中的大电量，大电流转化为小电量，小电流，并将这些模拟信

6、号提供给电能计量模块实现模数之间的转换以及计算。电流采样：(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)[7],如图1其数学表达式为Ui(t)=i(t)R图1锰铜分流器测量电路原理图(2)电流互感器采用普通互感器(电磁式)的最大优点是电能表内主回路与二次回路、电压和电流回路可以隔离分开，实现供电主回路电流互感器二侧不带强电，并可提高电子式电能表的抗干扰能力。如图2图2电流互感电气原理图数学表达式为u(t)=iT(t)RL=电压采样：(1)电流互感器采用互感器的最大优点是可实现一次侧和二次侧的电气隔离，并可提高电能表的抗干扰能力，

7、缺点是成本高[7]。如图3数学表达式：u(t)=KUUU(t)如图3电压互感器电路图(2)电阻网络采用电阻网络的最大优点是线性好、成本低，缺点是不能实现电气隔离。使用中，一般采用多级分压，以便提高耐压和方便补偿与调试。如图4如图4典型电阻网络线路图显示器目前常见的电子式电能表显示器件有3种：液晶(LCD)、发光二极管(LED)、荧光屏(FTP)液晶显示器(LCD)是利用液晶在一定电场下发生光学偏振而产生不同透光率来实现显示功能的。液晶显示器在静