基于ADE7753和ARM的電力計量裝置現場監(jiān)測儀的設計

作者：時間：2010-08-08 來源：網絡

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　電力計量裝置現場監(jiān)測儀是根據國家相關規(guī)程標準，專為電力管理部門降線損、防竊電在線檢測的智能化儀表。儀表可在不停電、不改變計量回路接線的情況下，在線測出單相計量箱的綜合誤差及電能表、互感器的誤差，并打印結果。進而判斷回路的斷路、短路、接觸不良、CT極性接反、CT變化與銘牌不符等計量故障，是電力管理部門查竊電、查故障、追補電費的得力工具。

　　1 系統總體設計

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/195361.htm

　　1.1 技術要求

　　配備精密鉗形電流互感器，在不斷電、不改變計量回路的情況下，檢測計量裝置、電能表及互感器的誤差。顯示瞬時檢測狀態(tài)下的一次電流、二次電流、電壓、互感比。具有光電采樣和手動采樣、脈沖輸入3種測量方式。精度等級達到0.2級。具有低頻脈沖信號輸出，方便送檢。不需另接電源。同時，為了兼顧城市和農村電網中的應用，在滿足功能外設計還要考慮到室外操作環(huán)境、方便攜帶及大范圍的電壓變化等因素以適應現場監(jiān)測的要求。

　　1.2 系統總體組成

　　如圖1所示，系統以ARM控制器S3C44B0X為核心，采用2片電能計量芯片ADE7753同時對一次、二次回路的電壓電流輸入進行測量，配合電能表的脈沖輸入，可同時計算出計量裝置綜合誤差、電能表誤差以及互感器誤差。由ARM嵌入式控制器驅動65萬色彩色液晶顯示模塊及4×4矩陣鍵盤實現人機交互界面。微型熱敏打印機可打印輸出的誤差參數及日期。為了適應寬電壓應用的要求，采用AC/DC開關電源及DC/DC電源模塊為系統供電。

　　1.3 工作原理

　　首先應將精密鉗型互感器分別夾在被測負載的一次、二次電流回路。根據被測電能表的不同及測量環(huán)境條件的限制，可選取自動方式和手動方式進行檢測。在自動方式下，如被測電能表為電子式，可直接將其脈沖輸出連接至檢測儀。如電能表為機械式則可通過光電采樣器扣在電表上，將光電對準電度表轉盤，調至正常采樣，這時輸入檢測儀的是光電采樣器的脈沖。然后，從鍵盤輸入校驗圈數，被測表千瓦時盤轉數，被測互感器變化等預置參數后，就可實施自動計量檢測。

　　手動方式下脈沖是由人手動按下面板上的“手動”鍵或附件手動開關輸入的。連接好線后預置參數，由于手動及視覺誤差，圈數應適當多些。當轉盤色標轉至正前方時，速按一下手動開關，即開始檢測;當被檢測表轉夠設置的圈數，再按一下手動開關，即可顯示該裝置誤差。

　　1.4 綜合誤差、電能表誤差及互感器誤差的計算

　　綜合誤差是指計量裝置實際計量的電能與裝置讀數之間的誤差。裝置讀數是電表讀數與計量裝置給定互感器變比的乘積。因此，綜合誤差中包含了電表誤差及互感器誤差的影響。也就是說，如果互感器或電表被人為調整就會導致綜合計量的誤差出現，就有可能是盜電。而當出現綜合誤差時，還需再確定電表誤差及互感器誤差，并采取有針對性的治理措施。設一次回路電壓為U，電流為I1，而在設定圈數對應時間T內的ADE7753的高頻脈沖輸出CF1正比于實際電能，即有實際計量電能：

　　Ez1=UIlT=k×CF1 (1)

　　該綜合計量裝置的互感器變比為Hs;設定圈數為N;表常數為B(這三個參數應在測量進行前由操作人員預先輸入)，則有被測裝置讀數應為：

　　Es=HsN/B (2)

　　因此，綜合誤差Ce可由Ez與Es算出：

　　Ce=(Es-Ez1)/Ez×100% (3)

　　互感器誤差由實際互感比(測量得到的一次、二次電流之比I1/I2)與預置互感比Hs得出。

　　He=(HS-I1/I2)/(I1/I2)×100% (4)

　　電表誤差由設定圈數對應的電能N/B及二次回路ADE7753輸出的CF2對應的電能Ez2得出：

　　Be=(Ez2―N/B)/Ez2×100% (5)

　　2 系統實現

　　2.1 人機交互界面

　　人機交互界面由操作鍵盤和65 k真彩色液晶顯示模塊組成，由ARM控制。鍵盤用于參數輸入及控制。