电表设计方案的探讨

长期以来 ,我国生产的交流电度表均为感应式机械电度表 ,几十年来不得不采用人工抄读电表的原始方式。目前全国大部分电力公司、电业局完成了用电营业计算机管理系统的开发和应用。但作为用电管理最重要也是最基础的用电数据仍采用原始落后的人工抄收的方法 ,不但劳动强度大、效率低 ,而且还会存在抄表不到位、估抄、漏抄、错抄、错算及抄表周期长等问题 ,对窃电的防治更无从谈起。在社会走向信息化 ,网络化 ,电力系统大踏步现代化的今天 ,手工抄表更是与无人值班等高度的自动化形成了鲜明对比 ,成为制约供电系统现代化管理的一大障碍。就系统的完整性而言 ,电力系统从发电 ,配电 ,传输一直到区域变电所已基本实现网络化管理 ,而唯独用户终端没有和网络连接上 ,造成了系统的不完整 ,直接或间接的影响了系统潜能的发挥。正是由于以上背景 ,智能电度表应运而生。所谓智能电表 ,就是应用计算机技术 ,通讯技术等 ,形成以智能芯片(如ＣＰＵ)为核心 ,具有电功率计量计时、记费、与上位机通讯、用电管理等功能的电度表

§1.1智能电表的发展现状和典型方案

目前 ,国内智能电度表从结构上大致可分为机电一体式和全电子式两大类。 §1.1.1机电一体式

机电一体式 ,即在原机械式电度表上附加一定的部件 ,使其既完成所需功能 ,又降低造价且易于安装 ,一般而言其设计方案是在不破坏现行计量表原有物理结构 ,不改变其国家计量标准的基础上加装传感装置 ,变成在机械计度的同时亦有电脉冲输出的智能表 ,使电子记数与机械记数同步 ,其计量精度一般不低于机械计度式计量表。这种设计方案采用原有感应式表的成熟技术 ,多用于老表改造。

图1.1

图1.1是一个典型的机电一体式的电表的信号采集图。电量来自电表表盘的旋转圈数。在表盘上贴一反光标志 ,当标志转至发光二极管处 ,其光线被反射到电表的光敏管上 ,使其导通 ,产生一个电脉冲,此脉冲即可作为一个信号源送到外部的信号处理电路中实现相应的功能。此类电表的功能较单一，而且精度还依赖于旧表。

§1.1.2全电子式

全电子式则从计量到数据处理都采用以集成电路为核心的电子器件 ,从而取消了电表上长期使用的机械部件 ,与机电一体化电度表相比具有电表体积减小 ,可靠性增加 ,更加精确 ,耗电减少 ,并且生产工艺大大改善 ,不必只在原有意义上的专业电度表厂生产等优越性 ,

最终会取代带有机械部件的计量表电表以传统的转盘式电表为表体 。

图1.2

图1.2是一个典型的电子式的实现方案，它的数据采集部分包括取样电路，AD转换电路和同步脉冲发生器三个部分。这一种方案较前一种有较大的进步，它脱离了原来母表的框架，不在依赖于母表。但是还存在一定的不足，如采样电路任意时刻只能通过多路开关选择一个采样量，这必然影响到采样频率，也就影响到测量的精度。再者数据采集部分有多部分组成，稳定性就难以提高，设计的难度也就加大。

这样我们就很希望有一个集成芯片来完成上述的数据的采集和数

据的数字化的任务。ADE7754就是这样一种高性能的芯片。