SA9904B在電能量采集自動化中的應用

摘    要：本文介紹了采用三相電能計量芯片SA9904B構成的測量電路，它通過SPI和微控制器進行數據交換。針對電能量自動化采集過程中遇到的軟硬件問題，提出了相應的解決方法，保證了整個系統穩(wěn)定工作。
關鍵詞：SA9904B；ADC；LM393

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，對電能量采集系統的功能要求越來越多，如正反向記量、分時計費、最大需量記錄、欠壓斷相記錄、電壓、電流、功率以及功率因數測量、負荷曲線記錄、竊電狀態(tài)記錄和電量追補等等。各種功能的實現離不開對電壓，電能及頻率的準確測量。本文介紹的電能計量電路可以提供及時、可靠的電能信息，滿足電網調度自動化的需要。

SA9904B簡介
SA9904B 是SAMES公司推出的一款三相雙向能量/功率計量芯片。微控制器通過SPI訪問SA9904B內部的24位寄存器可以測量有功和無功能量，以及各分相有效電壓和頻率。在滿負荷的工作條件下，SA9904B的有功能量寄存器和無功能量寄存器至少可以存儲26s的數據。
SA9904B采用過采樣和電流傳感器技術，可以滿足電力調配系統、居民區(qū)和工廠電能測量和控制的需要。
電網調度系統
電網調度系統采用計算機、信息處理以及通信技術，為變電所無人值班提供強有力的現場數據采集及監(jiān)控支持。
系統由電能量采集模塊、有線及無線數據通信模塊、紅外數據校準模塊、Flash數據存儲模塊和無功補償模塊組成。各模塊的功能如下：電能量采集模塊主要負責有功能量和無功能量的測量、各分相的電壓有效值及頻率的測量，以及電網缺相狀況顯示；有線及無線數據通信模塊主要負責數據的上傳及遠程遙控；紅外數據校準模塊主要負責計量模塊參數的校正及系統參數的設置；Flash數據存儲模塊主要負責掉電時現場數據的保護；無功補償模塊主要負責改變整個電網的無功分布。

電能量采集模塊
本文主要討論電能量采集模塊的設計與實現。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決定。當電路工作在額定工作狀態(tài)時，電流傳感器應該輸入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