SA9904B在電能量采集自動(dòng)化中的應(yīng)用

摘    要：本文介紹了采用三相電能計(jì)量芯片SA9904B構(gòu)成的測(cè)量電路，它通過(guò)SPI和微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。針對(duì)電能量自動(dòng)化采集過(guò)程中遇到的軟硬件問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方法，保證了整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
關(guān)鍵詞：SA9904B；ADC；LM393

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，對(duì)電能量采集系統(tǒng)的功能要求越來(lái)越多，如正反向記量、分時(shí)計(jì)費(fèi)、最大需量記錄、欠壓斷相記錄、電壓、電流、功率以及功率因數(shù)測(cè)量、負(fù)荷曲線記錄、竊電狀態(tài)記錄和電量追補(bǔ)等等。各種功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)對(duì)電壓，電能及頻率的準(zhǔn)確測(cè)量。本文介紹的電能計(jì)量電路可以提供及時(shí)、可靠的電能信息，滿足電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的需要。

SA9904B簡(jiǎn)介
SA9904B 是SAMES公司推出的一款三相雙向能量/功率計(jì)量芯片。微控制器通過(guò)SPI訪問(wèn)SA9904B內(nèi)部的24位寄存器可以測(cè)量有功和無(wú)功能量，以及各分相有效電壓和頻率。在滿負(fù)荷的工作條件下，SA9904B的有功能量寄存器和無(wú)功能量寄存器至少可以存儲(chǔ)26s的數(shù)據(jù)。
SA9904B采用過(guò)采樣和電流傳感器技術(shù)，可以滿足電力調(diào)配系統(tǒng)、居民區(qū)和工廠電能測(cè)量和控制的需要。
電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)
電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)、信息處理以及通信技術(shù)，為變電所無(wú)人值班提供強(qiáng)有力的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控支持。
系統(tǒng)由電能量采集模塊、有線及無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊、紅外數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊、Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無(wú)功補(bǔ)償模塊組成。各模塊的功能如下：電能量采集模塊主要負(fù)責(zé)有功能量和無(wú)功能量的測(cè)量、各分相的電壓有效值及頻率的測(cè)量，以及電網(wǎng)缺相狀況顯示；有線及無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的上傳及遠(yuǎn)程遙控；紅外數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊主要負(fù)責(zé)計(jì)量模塊參數(shù)的校正及系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置；Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要負(fù)責(zé)掉電時(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的保護(hù)；無(wú)功補(bǔ)償模塊主要負(fù)責(zé)改變整個(gè)電網(wǎng)的無(wú)功分布。

電能量采集模塊
本文主要討論電能量采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。電路如圖1所示，該電路以SA9904B為核心，主要的外圍元器件包括電壓傳感器、電流傳感器等。外圍電阻的大小由模擬輸入電流的大小來(lái)決定。當(dāng)電路工作在額定工作狀態(tài)時(shí)，電流傳感器應(yīng)該輸入ADC的電流大小為16mA。R121~R124和R119的值一樣。同樣，在額定工作狀態(tài)下，由電壓傳感器輸入ADC的電流大小為14mA，這樣可以確定電阻R116~R118的大小。R116=I