基于分流式電流傳感器的三相智能電能表設(shè)計.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)的全面建設(shè)，對于智能電能表的技術(shù)要求也越來越高，目前市場上的三相智能電能表大都采用電磁式電流傳感器對交流電流信號進行變換，這種電磁式電流傳感器存在成本高，易直流飽和，測量范圍小且易受外界電磁干擾等問題，而分流式電流傳感器相比于電磁式電流傳感器在成本、安裝體積、抗直流飽和以及抗電磁干擾能力上都具有極大的優(yōu)勢，本文正是針對分流式電流傳感器應(yīng)用于三相智能電能表中的技術(shù)瓶頸，提出了一種通用性強、高可靠性的解決方案，并設(shè)計了一款符合技

2、術(shù)標準要求的三相智能電能表產(chǎn)品，從而推動分流式電流傳感器在三相智能電能中的應(yīng)用，特別是在防強磁竊電方面的應(yīng)用。
　　 本文首先介紹了課題研究背景，闡述了電能表中常用的幾種電流傳感器的工作原理與應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析了分流式電流傳感器應(yīng)用于三相電能表中的技術(shù)瓶頸，然后針對這個技術(shù)瓶頸，總結(jié)分析了目前市場上已經(jīng)提出的三種比較典型的解決方案的優(yōu)缺點，并提出了一種可行性更強的解決方案。
　　 在硬件電路設(shè)計中，根據(jù)解決方案的電氣隔離要

3、求，設(shè)計了彼此獨立的計量電源和系統(tǒng)電源；總結(jié)了交流信號采集過程中的抗干擾措施，并對傳統(tǒng)錳銅分流器的結(jié)構(gòu)進行了改良；深入剖析了SOC計量芯片MSP430FE425的工作原理及其性能特性；借鑒RS485總線思想，設(shè)計了本課題專用的數(shù)據(jù)通信接口模塊；針對防竊電功能的需求，設(shè)計了用于電能表外部恒定磁場及交變磁場檢測的強磁檢測模塊；根據(jù)四象限電能的定義，設(shè)計了對應(yīng)的實時電能脈沖輸出電路；最后介紹了遠程抄表中最常用的GPRS模塊和載波模塊在電能表產(chǎn)

4、品中應(yīng)用。
　　 在系統(tǒng)軟件設(shè)計中，采用了模塊化設(shè)計思想，整個軟件系統(tǒng)分為計量軟件、數(shù)據(jù)通信接口軟件、功能管理軟件三部分。重點剖析了ESP430CE1底層計量程序的算法原理以及計量數(shù)據(jù)組織與處理的方法；制定了主控制MCU與三塊SOC計量芯片之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議并詳細說明了數(shù)據(jù)接口軟件的設(shè)計過程。
　　 本文同時也總結(jié)分析了計量過程中主要誤差的來源及其減少方法，詳細說明了目前電能表產(chǎn)品中最常用的誤差校正方法的數(shù)學(xué)實現(xiàn)原理，應(yīng)