ADE7758数字式电能表设计+PCB电路图(2)

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1.1 课题研究背景

近年来随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，用电与电力供应的矛盾也日益显现出来。为了鼓励用户在用电低谷时段用电，我国在 1995 年已全面实施分时电价政策，通过使用复费率电能表来促进电力资源的优化配置稳定供电秩序。但同时这也给电力部门的抄表及管理工作带来了很大的难度，解决的方案是在实现分时计费的同时采用集中抄表方式。

传统的感应式机械电能表从 1890 年发明以来已经有一百多年历史虽然经过多方面改进,但仍然存在个突出问题:①工作不稳定,精度低,内部的转动元件难免产生机械磨损,使电能表测量误差越来越大;②体积庞大,价格昂贵;③由于构造原理的问题,很容易窃电。于是新型的数字式电能表应用而生。数字式电能表可视性强,大致可分为以下两类。第一类是在原来机械式电能表的基础上,仅在表盘上打一个很小的光电检测孔,表盘每转一圈给出一个脉冲信号,经放大和整形后,作为计数脉冲,所计的客户用电量通过数码管或 LCD 显示出来。这种电能表只是改变了其计数显示方式,没有脱离传统感应式机械电能表的本质, 机械磨损还存在,精度低,不稳定,所以完全被淘汰。第二类是利用传感器来采样电流、电压,然后把采样到的电流、电压信号转换成数字信号或计数脉冲来计量客户所用电量,再通过数码管或 LCD 显示出来。论文网

1．2 课题的理论意义

在电力系统中，某一时刻各类用电设备消耗的电功率总和称为电力负荷，电力负荷是随时间变化的，可用日(或年)负荷曲线来描述。当电力负荷大量增加时，会形成电网的负荷高峰，而当电力负荷减少时，又会形成电力负荷低谷。当电力负荷上的峰值和谷值相差很大时会使发、供电设备容量不能充分利用，运行不经济。为了平抑负荷曲线，可以采取经济手段调整负荷。峰谷电价就是方法之一。这就要求采用复费率电表。大量单一费率的电表则会由于无法实现峰谷计费而被淘汰，由于目前微电子、计算机技术的发展，通讯手段的自动化要求也日益增加，远程抄表系统代替人工抄表的趋势越来越显著，这无疑又是对智能电能表大量生产的客观要求。因此可靠性高、功能强大、计量准确且性价比高的智能电表的研制是我国电力系统发展的客观要求。

1．3 课题研究的主要内容

(1)通过硬件的设计使电能表完成比较准确的电能计量，使电表在环境恶劣的情况下具

有一定抗干扰能力。 (2)通过软件设计能够使电能表运行稳定，可靠，同时具有一定的智能纠错功能。

2 电能表工作原理

2.1 功率计算模型

功率是电流做功的速率，通常用大写字母 P 表示。理论计算公式为：

由于电路中有储能元件的存在，所以又分为有功功率、无功功率和视在功率。他们的公式模型不同，如下：

视在功率：复阻抗的交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积值。文献综述

S URMS • I RMS

无功功率：视在功率中不消耗电能的部分。

2.2 电能计算模型

电能在物理上可以看成是从电源流向负载的能量流，用户在单位时间内消耗电能的快慢程度用功率来表述。功率可以分为在一段时间内的平均功率和某一时刻的瞬时功率。对于在一段时间内大小和方向都不发生改变的直流电压、电流来讲，平均功率值与其瞬时功率值是相等的。而对于交变的电压，电流来讲，瞬时功率是时刻都在变化的，平均功率与瞬时功率是不相等的。要计算用电设备在一段时间内消耗的总的有功功率应该在这段积分时间内，对瞬时功率进行累加。即：