導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇電子的電勢能，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

隨著科學技術的發展，電子式電能表逐漸替代了感應式機械電能表，而電子式電能表的竊電手段更加隱蔽，給查處帶來了很大的難度。供電企業一方面要加強管理，加大宣傳力度，完善相關法律法規，還要在技術上堵塞漏洞。

下面就竊電現象形成的特點和對策作簡要分析。

一、竊電行為的類型

竊電行為的種類很多，主要有以下幾種類型：由于表殼或電表箱的原因導致竊電者有機可乘而發生的竊電行為；磁場干擾的竊電行為；增加額外的導線、旁路部分電流的竊電行為；移動或移除電能表接線的竊電行為；增加額外的器件，如二極管、電容、電阻及其組合，改變電壓回路的波形、相位，降低電壓回路電壓的竊電行為。

二、常規電子式電能表在防竊電方面的缺陷

在傳統的電子式電能表設計中，由于以下幾種原因，導致它們不能較完善的檢測或處理竊電行為。僅使用進線端的電壓和火線的進出端所流經的電流作為電能計量的依據；大多數沒有使用很可靠的鉛封；一些竊電方式很容易操作，但是很難檢測，對于即使是非常簡單的竊電行為也無能為力。

三、電子式電能表的防竊電功能研究

（一）表殼和電表箱的防竊電技術。表殼是對付竊電的第一道防線。這就要求電力系統的管理人員加強自身管理的同時，也要對使用的電能表提出要求：采用聚碳酸酯的表殼或者金屬的表殼，電表有出廠鉛封，把電能表表殼通過焊接膠合，要打開電表就必須損壞它，以此來對抗竊電行為。使用特制的電表箱也能抑制一些竊電行為的發生。如鉛封電表箱，盡量減小導線周圍的間隙，增加旁路電流、反接電能表等竊電行為的難度。如果必要，還可以在電表箱內添加檢測設備，以檢測竊電者對電表箱箱門的非法打開。

（二）防磁場干擾竊電。永久磁場和電磁場都會影響電表的正常計量。竊電者在電表附近放置強磁磁鐵或大線圈都能干擾電表的正確計量，達到竊電的目的。強磁磁鐵還能使電源變換的變壓器鐵心飽和，導致電能表的工作直流電壓降低或者消失。強磁磁鐵靠近表殼將減小功率的測量值，甚至能將功率減小到0。由于磁鐵的影響范圍比較小，所以電流互感器在表殼內的位置對抵御磁鐵的干擾是相當有幫助的。大線圈產生的電磁場會影響電能表中大多數的元器件，例如，錳銅電阻、電流互感器、核心的電子器件等。為防止磁場干擾，電能表內部元器件的位置及其安裝位置是非常重要的。應把易受磁場影響的敏感器件盡量放置在貼近電能表背面的地方，因為通常竊電者很難從電能表背后干預電表的正確計量；應保持易受磁場影響的敏感器件遠離電能表的頂部和兩邊，因為頂部和兩邊是容易粘附磁鐵的地方。

磁屏蔽是一種非常有效的防止磁場干擾的做法，首先我們可以使用金屬外殼的電流互感器，屏蔽磁場對它的影響。其次我們可以在表殼內襯薄層金屬，以屏蔽整個電能表模塊。但是這種做法將增大原材料、生產及安裝的成本。

（三）防電流不平衡竊電。正常的電流不平衡體現為接地現象的存在，竊電時的電流不平衡包括任何的火線和零線的測量所得到的負載電流不相等的情況，這是由于竊電者旁路部分電流，導致電表的測量值小于真實值。竊電者可能用簡單的短接進出電表的接線端，這種竊電行為比較容易實施。竊電者可以在幾秒內移除短路線，所以很難查處這種竊電。要檢測電流的不平衡就不可避免增加電表的成本，必須要額外增加一個電流傳感器，以實現零線的電流檢測；由于隔離原因，可以在第一路的電流通道上選用低成本的錳銅電阻，但是另一路就必須使用成本相對較高的電流互感器。對于單相表，可以同時測量火線和零線的電流來檢測電流是否不平衡。此外，還要求電能表的計量芯片具有兩個獨立的ADC來進行兩個電流通道（火線、零線）和一個電壓通道的采樣，并自動比較兩個電流通道的電流大小，實現電流不平衡時的檢測和防竊電測量。

（四）防電流反向竊電。調換進出線或者利用變壓器施加低壓反向大電流是竊電者經常采取的竊電行為。竊電者企圖讓電表負計量，使汁量值向后退，這種竊電行為比接地或旁路電流的竊電行為更具侵害性。電流反接時的防竊電，要求計量模塊有自動檢測電流反向功能，不需要任何的輔助元器件就能實現電流反向的檢測。同時，可以給電能計量模塊預置電流反向時的處理方式，如電流反向時取功率或電能的絕對值為測量值等等。

（五）防移除電壓竊電。移除電壓表現為移除電表接線中的一路，通常竊電者移除零線，使得電表沒有電網電壓的進入，導致電表不能正常計量或不能工作。對付這種竊電行為，可用一個低成本的電流互感器CT，從其余的連接電表導線中流經的電流上竊取很小的電能給電能表供電，使電能表實現防竊電測量。由于受到電能表成本、電能表表殼的尺寸以及電子元器件能夠承受的最大電流等諸多因素的影響，選擇從電流上竊電的CT是受限制的，因此能從電流上竊電給電能表供電的電能也受限制。當負載電流大于1A-2A時應能實現電能表的防竊電測量，而當負載電流很小時，能從電流上竊取的電能將不能勝任電能表供電，因此，需要采用低功耗計量芯片。

四、結束語

通過改進電子式電能表的設計，可方便地實現防竊電功能，有效地防范竊電現象的發生。雖然防竊電電能表價格相對偏高，但相對于竊電造成的損失還是很小的。如今，筆者所在的望都縣供電公司已經為大用戶（專變用戶）全部實現了網絡遠程抄表，監控中心隨時可以通過網絡對大用戶的電流、電壓、用電量、功率因數、停送電、開關電能表箱等情況進行遠程監控，有效的從各個途徑遏制了竊電。

參考文獻：

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電子式電能表有兩部分構成規模較大的集成電路，分別是數據處理單元以及電能測量單元。電子式電能表除了具有普通電能表中的計量功能之外，還擁有測量、分時等多種功能，同時它還能夠顯示、輸出以及儲存數據。電子式電能表與機電式電能表相比具有較大的優勢，電子式電能表準確率高、故障率低、誤差曲線平直、功能消耗低、功率因數補償較強、符合性能好，防竊電強、有預付費功能、應用領域廣發等優勢。電子式電能表根據自身的特征可分為：基波電能表、單相預付費電能表、多用戶電能表、單相電子式電能表、防竊電電能表、單相復費率電能表。

一、電表概述

隨著電力工業的到來以及發展，都需要對發電、配電以及輸電等管理進行準確的計量。電表的使用迄今為止已有一百多年的歷史了，早期使用的感應式電表較多，但是該電表的功能簡單，而且準確度較低，已經逐漸不適應現今時代的需求了。在八十年代國外就有很多公司已經開始研發全能電表了，而我國是在90年代后才開始引進電表研發技術。到90年代后期，才出現相對較為成熟的技術。在1994年江蘇省開始使用三相電子電表，但是這些電表主要是國外生產的，之后隨著我國電表技術的成熟，國產電子式電表才在我國進行推行使用。1993年在蘇州開始有單相電子式表的出現，之后全省在投入使用。

二、電子式電能表的特點及原理

（一）基波電能表

由于電氣化鐵道使用的大功率整流的現象普遍存在，以及電弧爐在鋼鐵行業的普遍使用現象，造成大量的諧波在電網中存在。大量諧波的存在對電力系統造成較低的經濟效益，而且還影響電網的安全運行等。基波表可以通過軟件和硬件的結合使用，實現濾波的功能，只進行計量電能，這樣很好的解決了諧波帶來的影響。基波電能表中的軟件實現濾波功能是通過傅式算法進行完成的，在這里需要DSP的強大功能；其中的硬件則是利用低通濾波器，對諧波進行合理的篩選，進而選擇正確的頻率。

與一般的電能表相比，基波表增加了低通濾波器有關的電路，在實際應用時，就要在原來的電能表中，將電源黑板中的電壓輸送通道中的電阻進行分壓，還有要將電流放大電路中的數值進行合理的調整。基波表的主要特點就是對諧波進行過濾，只進行計量。

（二）單相預付費電能表

預付電能表主是在普通的電能表基礎上，添加了表內跳閘繼電器、數碼顯示器和微處理器、IC卡接口等。單相預付費電能表可以利用IC卡接口將與IC卡連接，然后進行預購電費和電量數據傳輸功能的實現，然后實現欠費自動跳閘。

預付費電能表的測量功能與一般的電能表類似，該電能表主要是通過微處理器來接收測量模塊傳來的功率脈沖，然后進行電能記錄，同時儲存該信息，對已交電費實施遞減剩余電費，直到用戶出現欠費情況就會發出報警信號，然后實現電能表的跳閘功能。而且我們可以通過IC卡接口，來判斷用戶使用的卡是否有效，是否具有購電信息的合法性。使用預付費電表，可以解決流動性人口電費收取情況，改變了以往的人工抄表方式，這樣也可以增強用戶對電屬于商品的意識，同時也提高了用電管理機構工作的效率，減少可防竊電現象。但是該表的使用也具有一定的局限性，使用該電表需要增加配電管理營業廳，這樣需要投入較大的資金，相比長壽電表具有較大的功能消耗，由于電表計量的設計因素會影響對線路損壞想象無法統計現象。

（三）多用戶電能表

多用戶電表具有測量輸入途徑較多，實現循環顯示功能，它是共用電能模塊，這些功能的實現主要是由于該電表采用的中央處理器是單片計算機。

多用戶電表利用多個電能模板進行多個用戶電量測試，然后通過單片機進行處理，然后發送數據，通過顯示器顯示。

（四）單相電子式電能表

單相普通電表主要在居民用戶中使用，進行收費和電量計算，該電表的使用范圍比較廣泛。

該電表主要有一下幾個部分組成：（1）測量模塊。該模塊由電流電壓乘法器、電流和電壓交換器等組成；（2）電源回路。該部分主要是為整個電表計量直流提供電源；（3）顯示器。該顯示器可以利用液晶顯示器或是機械計量器等。對于其他部分的構成就需要根據用戶需求進行配置了。該電表的主要特點是結構簡單以及成本很低，同時還能進行定量計數顯示、能夠輸出光耦功率脈沖，還有LED等功能。

（五）防竊電電能表

防竊電電表主要是在原有的電子表上進行一定的改進，從而實現了防竊電功能。（1）防止接電流線進行竊電。該表同普通的電能表一樣都具有對反向用電現象進行沮洳正向的功能；（2）防止表外短線路接電線竊電。該表通過錳銅片的使用，使得該電表的電流回路中的電阻較小。當進行表外短路電線接流時，通過降低分流來預防竊電現象，同時該表還采用了回路判別功能。（3）加入了防竊電計量專用芯片；（4）防斷TV偷電。該電表利用全失壓記錄時間以及全失壓的次數記錄功能，通過兩個數據的顯示，讓電量追補功能有了實現的可能。（5）防軟件偷電。該電能表可以通過利用硬件加密、“安全認證”以及軟件加密等方式進行防偷電現象；（6）通過遠方通信功能實現竊電現象監控功能。該電表可以通過利用三路信息以及兩路信息比較法防止竊電。

當電流正常流通時通過L（相）線，向N（零）線進行流入，此時的電流是相等的，S點就代表的是高電平。一旦出現接線偷電情況，那么L（相）線與N線中的電流就會出現不相等現象，此時的S點就是低電平，這樣就可以判斷出是否有“跨接”偷電現象。

（六）單相復費率電能表

與普通的電子表相比，復費電能表安裝的有時鐘處理器、微處理器、顯示器以及通信接口路線等，其中的可以利用液晶或是數碼管等作為顯示器。該電表主要是通過對每時段的參數進行設置，然后進行計量。該電表主要是對居民用戶的用電情況進行分時計費。

在該電表中的串行通信接口主要有RS485接口，以及遠紅外線。而時鐘模塊就是提供對應的時間。在實際應用中都是用黑白表的，它是復費率表中的特例，黑白表顧名思義，只分白天和黑夜這兩個時段，費率也是如此，在黑夜中的電價沒有白天的電價高，這引導用戶在晚上多用電。

結語

隨著電價制度的不斷改革，電子式電能表的使用很好的適應了現代對電能用量管理的需求，根據上文分析，可以看出電子式電表的功能較多，而且種類豐富。電子式電表功能能夠實現自動化計表、適應能力強，而且也實現了計算機操作，這些都有利于提高電能的管理工作效率。同時電子式表的出現，滿足了不同用戶的需求。通過本文對電子式電表的特點及原理的分析，希望能夠有助于大家對電子式電表的了解。

參考文獻：

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中圖分類號TM933.1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）119-0075-02

0 引言

電子式電能表包括電能測量單元和數據處理單元，這兩個單元均是由大規模集成電路組成的。電子式電能表具有一般電能表的計量電能功能外，還具有分時、測量需量等兩種以上功能，能顯示、儲存和輸出數據。與機電式多功能表相比，電子式多功能電能表具有故障率低、準確度等級高、負荷特性較好、防竊電能力強、應用領域廣、誤差曲線平直、功率因數補償性能較強、自身功耗低、可具有預付費功能等優點。電子式電能表根據各自特點可分為：基波電能表、單相普通電子式電能表、單相預付費電能表、單相復費率電能表、防竊電電能表、多用戶電能表。

1 電子式電能表的原理及特點

1.1 基波電能表的原理及特點

由于大功率整流在電氣化鐵道中的普遍應用，鋼鐵工業中電弧爐的普遍使用等，電網中存在著大量諧波。諧波的大量存在降低了電力系統經濟效益、影響電網安全穩定運行。基波表以硬件和軟件兩種方式實現濾波功能，只計量基波電能，解決了諧波影響電能計量問題。軟件實現濾波功能可采用傅式算法，需要功能強大的DSP；硬件實現則通過低通濾波器，合理選擇轉折頻率濾除諧波。下面以硬件低通濾波器實現的三相基波表為例詳細說明。圖1為三相四線式基波表原理框圖。

與普通表相比，基波表增加了虛框內的低通濾波器電路，具體實施時，需在原電能表內電源板上電壓通道的電阻分壓電路參數以及電流放大通道的放大倍數方面做相應調整。

基波表的特點是以硬件和軟件兩種方式實現濾波功能，只計量基波電能，解決了諧波影響電能計量問題。

1.2 單相普通電子式電能表的原理及特點

單相普通電子式電能表用于居民用戶用電計量、收費，它的使用數量大范圍廣。單相普通電子式電能表的原理框圖如圖2。

它一般由如下幾部分構成。

1）測量模塊。由電壓、電流變換以及電壓電流乘法器構成；

2）電源回路。提供整個表計的直流供電電源；

3）顯示器。可以由機械計度器或數碼管或液晶顯示器構成。

其他部分可根據用戶需求配置。

單相普通電子式電能表的特點是成本低、結構簡單，具有電能計量顯示、LED及光耦功率脈沖輸出功能。

2.3單相預付費電能表的原理及特點

在普通電能表的基礎上，增加微處理器、表內跳閘繼電器、IC卡接口以及數碼顯示器或液晶顯示器就構成了預付費電能表。單相預付費電能表通過IC卡接口連接的IC卡可以實現傳輸電量數據和預購電費數據功能，自動進行欠費跳閘。預付費電能表原理框圖如圖3所示。

單相預付費電能表測量模塊與普通電能表沒有區別，微處理器接收到測量模塊送來的功率脈沖進行電能累計，并將信息存入存儲器，同時將已購買電量進行剩余電費遞減，在用戶使用欠費時給出報警信號并控制電能表跳閘。同時通過監測IC卡接口，可自行判斷插入卡的有效性以及購電數據合法性。

預付費表的優點是可解決流動人口用戶的電費收取問題，不需要進行人工抄表，利于用戶增強電是商品的意識，有利于用電管理部門提高電能管理水平，具有一定的防竊電能力。同時，它也有局限性，表現在，需要增加配電營業廳網點，投入資金量較大，與長壽命表相比功耗較大，由于某些表計的設計原因可能會使線損無法統計等方面。

2.4單相復費率電能表的原理及特點

復費率電能表與普通電子電能表不同的地方在于復費率電能表安裝有微處理器，同時還裝有時鐘芯片、通信接口電路、顯示器等，其中的顯示器可以是數碼管顯示器也可以是液晶顯示器。單相復費率電能表是根據設置的時段參數進行分時電能計量的，實現了居民用戶電量分時計費。單相復費率電能表的原理框圖如圖4。

串行通信接口一般由遠紅外及RS485接口。時鐘模塊提供標準時間。實際使用中多使用黑白表。黑白表是單相復費率表的一種特例，黑白表只有白天和黑夜兩個時段和費率[2]，黑夜時段電價遠低于白天，引導用戶在黑夜多用電。

2.5防竊電電能表的原理及特點

通過在電子表上做相應的改進可提高電能表的防竊電能力。

1）防反接電流線竊電。電子式電能表一般都具有將反向用電計入正向的能力；

2）防表外短接電流線竊電。對于采用了錳銅片分流的電流表，它的電流回路電阻很小。在表外短接時，分流不明顯，預防了竊電。此外還可采用專門回路判別，原理如圖5。

圖5中，正常時流過L（相）線和流回N（零）線的電流應完全相等（平衡），則S點應為高電平。一旦跨接偷電時，則很難保證L（相）線和N（零）線的電流平衡，此時S點為低電平，則可判為“跨接”竊電；

3）使用防竊電專用計量芯片；

4）防斷TV竊電。電子式電能表給出全失壓累計時間和全失壓累計次數兩種數據，為結合實際情況追補電量創造了條件；

5）防軟件竊電。電能表可使用軟件加密法、硬件加密法、“安全認證”法三種方法防竊電；

6）利用遠方通信實時監測防竊電。電子式電能表可使用兩路信息比較法、三路信息比較法防竊電。

2.6多用戶電能表的原理及特點

多用戶表是以單片計算機為中央處理器，具有多個測量輸入通道，共用電源模塊，循環顯示。多用戶表的原理框圖如圖6。

如圖6，電子式多用戶表是通過多個電能模塊對多個用戶進行電能測量，由單片機處理后，送顯示器顯示。

3 結論

隨著電子技術的發展， 電子式電能表也在不斷進步， 本文對常見電子式電能表的原理和特點進行總結歸納，有助于對電子式電能表的熟悉和使用。

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這是一款智能型高科技電能計量產品，該表可以同時計量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能，還具有多費率控制，負荷曲線記錄，各相失壓、過壓、頻率超限記錄，數據LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對該電表進行查表、設表、抄表等操作。

軟件代碼全部采用C/C++語言編寫，編碼效率高，可維護性好，便于實現模塊化設計，可根據用戶的需求方便地對功能模塊進行裁剪。而且代碼經過優化，其生成的目標代碼大小和執行效率已與匯編代碼相差無幾。該產品的技術指標全面符合GB/T 17215-1998《1級和2級靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規約》的要求。

多功能電能表的總體結構和硬件設計

多功能表總體結構

電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器，它負責按鍵輸入掃描、工作狀態檢測，計量數據的讀入、計算和存儲、電表參數的現場配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲陣列等;其他輔助模塊主要有:時鐘日歷電路、工作異常報警電路、按鍵輸入電路、復位和看門狗電路、開關電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結構框圖如圖1所示。

高性能主控制器單元

主控制器采用NEC公司8位單片機中的高檔產品uPD78P0338。該款單片機為120腳QFP封裝，單片集成有60KBFlash、一個異步通信串行口、40x4段LCD驅動器、高達10MHz的總線時鐘和10路10位精度的ADC，并可通過簡單的接口進行在系統編程，極大地方便在線調試和軟件升級。并且支持高級語言，較好地滿足了多功能表任務繁多、數據量龐大、算法較復雜的功能要求。

串口復用通信單元

通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發射二極管、載波電路、MAX487專用485收發電路、驅動/開關二極管和其他元件。

本電能表為便于用戶抄表，設計有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式，因為uPD78F0338僅有一個串口，故通信電路設計時采用串口復用技術。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補開關，由MCU的一個I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換，如圖2所示。

高精度電量計量模塊

計量模塊由高精度專用電能計量芯片SA9904，電流互感器和其他外圍電路元件組成。SA9904是Sames公司生產的一款三相雙向功率/電能計量芯片，可以計量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等，可以單獨計量每一相的用電信息，符合IEC521/1036標準，可達到1級交流電能表的精度要求，各數據寄存器具有24位精度，可通過三線SPI接口與CPU交換數據。從而可以較好地適應多功能表需要計量多種電量數據的要求。SA9904引腳及其外圍電路圖如圖3所示。

其中，CLK、DO、DI構成與MCU控制器的接口，用于傳輸控制命令和測得的電量數據，IIps、IIPt、IIPr用來對電流取樣，IVPl、IVP2、IVP3用來對電壓取樣。

時鐘日歷模塊

時鐘電路采用EPSON生產的RTC-4553實時時鐘芯片。內部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器，簡化外圍電路，并可以根據需要進行自由設置以得到較高的頻率;同時集成有時鐘和日歷計數器，可選擇24或12小時顯示模式，時鐘可通過軟件方式進行間隔30秒的調整，并提供0.1Hz或1024Hz的定時脈沖輸出，以便于在電能表的外部對時鐘精度進行定期檢查。RTC-4553引腳及其外圍電路圖如圖4所示。

其中，SCK、Sin、Sout與主處理器接口，用于發送控制指令或者傳輸日期時間數據，本系統日歷時鐘模塊采用電池作后備電源，以確保在停電狀態下，日期時間的準確無誤。

多功能電能表的軟件設計

數據結構設計

多功能電能表涉及的數據類型種類繁多。按字節分包括單字節、雙字節、三字節、四字節和六字節等，按表征的意義分有時間、時刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數、功率因數、門限、狀態字、系數、表號等。復雜的數據類型對數據結構的設計提出了較高的要求，本實現方案通過采用多種數據尋址方式和多種類型存儲器較好地解決了這一問題。

數據結構設計要點

系統的數據存放方式有:內部ROM、RAM和外掛EEPROM。

內部ROM用來存放大量的常數表格，RAM用于存放臨時變量和堆棧，本方案需要2.5KB左右的RAM，串行EEPROM則存儲各種用戶電量數據和設表參數，通過12C總線與CPU交換數據，電能表按設計需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM，本方案采用8片256位EEPROM通過級聯來實現。

數據尋址方式

EEPROM數據訪問采用兩種方式;直接地址訪問，通過數據的EEPROM地址直接讀寫數據;數據ID尋址，通過數據的編碼讀寫數據。

通信口復用功能設計

紅外通信和RS-485共用一個串行口(RxD/TxD)通信，由于串行口通信開始都有一低電平位(0)，因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1，通過其引發的中斷可判斷串行口數據是否來自紅外。發送時按時應方式發送，使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管，因此在判斷紅外來源的中斷中啟動定時器INTTM4檢測紅外接收端，如果檢測到脈沖寬度為9ms或0.56ms，則判斷為紅外遙控，并根據定時檢測遙控編碼;否則判斷為紅外產生的串行口接收中斷，并將定時檢測關閉。

紅外38.4kHz調制信號由CPU內部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。

因紅外發送字節之間可選有15～20ms的延時，而485通信則不需要延時。數據發送在發送中斷中進行，紅外通信在發送操作后立即關閉發送中斷允許，待延時時間到后再允許發送中斷。

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這封里外不討好的“關閉函”讓人想起了勞倫斯·布魯克的小說《八百萬種死法》，其描述了紐約八百萬市民各種離奇古怪的死法———在家里看電視卻會無辜被炸死，跟相鄰幾十年的鄰居會因一只新寵物而爭執動武死亡。

拋開風暴早晚會過去的期望，智能電視是否能有新的發展？我們為此想到了以下幾種智能電視的復活方式。

成為投射屏幕

基于內網的連接技術可以曲線救國，無論是蘋果的AirPlay還是DLNA和Mircast都已經成熟，兼容這幾個技術并非難事，這段時間的動蕩或許能讓各家將他們成為默認功能，在同一Wi-Fi下傳統顯示器、手機、電腦與影院可以多屏切換，網絡視頻資源都可觀看，與互聯網盒子功能相似。

這不，谷歌最新推出了電視盒子Nexus Player已經繼承了chromecast的衣缽，而小米盒子在伊始已經兼容了三種投射方式。

改名叫投影儀吧

業內人士透露，視頻網站、設備商不將產品稱為電視，的確可以免于監管。不如將電視換成投影儀，智能投影儀使用的LED燈珠，壽命在2萬至3萬小時之間，此外，用戶無需購買電視機。對于分辨率和要求不高的學生和打工族來說比較合適。無論是極米還是土豆推出的鈦土豆智能投影儀，都已經支持將移動端視頻投影其中，投影50至80英寸已經超出了大多數智能電視的屏幕尺寸。

價格層面，一個普通盒子售價在200元至500元之間，一年內容費500元，配上電視機的價格，需要幾千元；鈦土豆價格為3399元，上市已久的極米Z3智能投影儀價格為2999元，幕布價格從100元起，當然家里的白墻也可替代。

內置路由功能

家庭智能中心的爭論依舊，一方是路由器的擁躉，一方支持智能電視。將路由和硬盤集成在電視中，反而省去了如何讓“路由器不被遺忘”的煩惱，電視歷來是一家團聚時的“關注”焦點。家庭環境屬于電視機，通過集成了路由功能的電視，來控制冰箱、洗衣機等將逐步入網的家電。電視未來也可以通過語音、人臉識別等多種交互方式，便捷地提供服務。

手機的移動性讓人們逐步脫離了電腦屏幕，但購物用戶體驗在大屏幕上顯示效果無疑更好，加上類似Kinect攝像頭設備，虛擬試穿已經不是問題。即使路由器也被管控，現在又興起了云盤，用戶可以通過電視登錄云盤客戶端分享視頻，這個領域已經超出了廣電的管轄范圍。

變成游戲機

目前各個盒子都為游戲埋下伏筆，內置類似俄羅斯方塊的小游戲，并提供了第三方游戲接入的接口，通過贈送的遙控器就能體驗，智能電視或盒子外加一個手柄，就具備了成為游戲機的基礎，提升處理器配置，并非難事，中國人口紅利和家庭游戲機的政策正在放寬，廠商不必擔心與PS4和Xbox這些專業主機競爭的壓力。

但如何接入更多高質量的游戲？視頻網站的版權已經砸到了影視作品上，是否還有余額支付新的服務？

做一個更大的平板

“閉關函”可沒限制用戶在平板上觀看，把平板放大如何？。10月13號彩電廠商創維和終端廠商華為，通過旗下子品牌合作出了一款大平板——酷開榮耀A55，這塊平板沒有外置遙控器，也沒有傳統電視接口，不只是擺在桌子上，還可以直接掛在墻上，通過手機和個人平板電腦無縫控制。此前TCL與騰訊就曾了多款的“大平板顯示終端”，

除了躲避監管，用戶現在對電視機的印象越來越模糊。特別是對于85后、90后的年輕消費者來說，并非準時收看《新聞聯播》的顯示屏才是電視，只要一臺可以自由收看各種海量視頻節目的顯示屏，都可以叫電視。

篇6

經常使用的電能表有兩種：一種是感應式機械電能表，它是利用三個不同空間和相位的磁通建立起來的交變移進磁場，在這個磁場的作用下，轉盤上產生了感應電流，根據楞次定律，這個感應電流使得轉盤總是朝一個方向旋轉。轉盤的轉動經蝸桿傳遞到計數器，累計轉盤的轉數，從而達到計量電能的目的。另一種是電子式電能表，它是利用電流和電壓作用于固態電子器件而產生瓦時輸出量的電能計量儀表。

一、感應式電能表已完成其歷史使命：

當前，電能表、水表、燃氣表乃至暖氣表已深入到千家萬戶，而電能表應用的最廣、最早。 目前我國生產電能表的廠家約有600多家，年產量約1億萬臺，其中70％以上為感應式電能表。感應式電能表已有100多年的歷史，當前突出的問題是：

第一、 合格率低，超差嚴重：1996年、1997年和1999年國家曾三次對感應式電能表進行 抽查，其合格率分別為7.1% 、30.4%、和55.6％。有的產品最大實測基本誤差競高達-13.4％，遠遠超出了國家規定的+2％的技術指標要求。 機械磨損是感應式電能表無法克服的缺陷，磨損的后果是表計越走越慢。國家電力公司曾 對在用的電能表進行了抽查，抽查的結果是：運行一年、二年、三年、四年和五年的電能表中，超差分別為31.1％、41％、44.1％、42.9％和53.5％。這就是說，用了五年的表，將有50％以上不合格，為此，有關部門不得不做出規定，要求感應式電能表”五年”更換一次，鼓勵企業科技創新，研究開發推廣使用性能可靠的長壽命的電能表。

第二、 偷竊電現象嚴重：感應式電能表由于電流、電壓接線端子外露，很容易采用改接線 或倒表手段進行偷竊電，這是包括我國在內的發展中國家普遍存在的嚴重問題。在我國一些地區或單位，偷漏電量競超過了總用電量的30％，其經濟損失非常嚴重，據有關部門統計，我國每年因竊電而造成的電費損失超過50億。

第三、 抄表方式單一落后：感應式電能表采用的是人工登門手工抄表，隨著電能表的數量 增加，抄表、核算的工作量越來越大。抄表人員要走家串戶上樓、下樓，極不方便，這與現代化用電管理極不適應。目前市場上，有將感應式電能表配以光電脈沖轉換裝置，稱之為機電式電能表，可以實現遠程自動抄表，但其測量原理還是感應式，其準確度仍難以提高。 當今，電能已成為最重要的能源，在市場經濟下，人們對電能的計量要求準確度要高，使用壽命要求長，而對用電的管理要求實現智能化、自動化。這些都是感應式電能表所無能為力的。

二、電子式電能表的主要特點

為了便于說明問題，現就戶用全電子式電能表和感應式電能表的主要特點列表比較如下：（表中帶”*”號者，是根據樣本實測的結果）。項目表型感應式電能表電子式電能表備注技術性能*百分百誤差+0.86%~-5.7%+0.2%~-0.2%5％Ib~400％Ib范圍內*啟動電流25(mA)10(mA)采用5（20）A電能表*功耗1.68W0.52W壽命5年10年以上過載倍數46頻率范圍45---55（HZ）40---1000(HZ)電子式電能表受諧波影響小功能體積大小抄表人工紅外、遠程抄表等反竊電無有限量用電無有遠控功能無有復費功能無有性能價格比低高。

三、全電子式電能表的類型及其合理選用

全電子式電能表是通過對用戶供電電壓和電流實時采樣，采用專用的電能表集成電路，對采樣電壓和電流信號進行處理并相乘轉換成與電能成正比的脈沖輸出顯示。

1、 兩種采樣方式的全電子式電能表比較 當前電子式電能表對用戶用電采樣方式主要有兩種形式。一種是用互感器采樣，另一種為直接采樣。采用互感器采樣即利用電壓互感器和電流互感器分別來采集用戶的電壓信號和電流信號；直接采樣則是用熱穩定性高的電阻分壓網絡來取得電壓信號，而用電阻溫度系數非常小的錳銅片進行電流直接采樣。

2、電子式多費率電能 所謂多費率電能表也稱復費率電能表或稱之為分時計量電能表。它是根據每天用電的峰、平、谷的實際情況，分時段地進行計量，以作為分時電價結算的依據。

3、電子式電能表的抄表方式 全電子式電能表的抄表方式主要有以下幾種：①人工抄表：根據表頭顯示進行抄表。②手持紅外抄表器抄表：手持紅外抄表器抄表它是一個帶有紅外收發的單片機控制系統。③遠距離自動抄表系統：所謂遠距離自動抄表系統是指管理人員可以坐在遠距表的辦公室里，應用微機通過專用線、無線、電力線、光纖等做為通道，進行抄表和用電管理。

4、全電子式予付費電能表 所謂網絡購電式予付費電能表，用戶到供電或物業管理部門去買電，而供電或物業管理部門采用遠控或手持售電機，將購電量直接注入到用戶的電表內，用戶表頭可顯示出購電數。當顯示電量減到一定值時，可發出光報警，提示用戶購電，否則，當用完電時及時斷電。

四、 集中式多用戶全電子式電能表在我國的應用

我國居民住宅或公寓多以樓房為主。一座樓一般含幾個單元，而每個單元少者一般近十戶、十幾戶，多者幾十戶。

1、集中式多用戶全電子電能表的結構、原理。

（1） 每戶電能計量單元：主要由電壓、電流采樣和專用電能表芯片構成。它的任務是完成每個用戶的用電量累積、存儲，并同時將電量轉換成相應的脈沖分別輸出或送入單片機處理。

（2） 單片機系統：它是一個智能數據采集處理和控制單元。整個系統安裝在一個見方約200*80mm2的印刷電路板上。它的任務是接收并存儲各用戶電量，經處理后控制公用顯示器，定時、輪流顯示各戶用電量，控制對外通信，完成抄表或遠控等工作。

（3）輸出部分：主要包括公用顯示器和對外通信、控制接口等。公用顯示器輪流顯示每戶戶號和電量，可24小時連續工作，用戶隨時可查看各自的用量情況。

2、技術指標、功能及合理選用：集中式多用戶全電子式電能表的主要技術指標和單塊全電子式電能表相當，而功能比單表強，性能價格比高于單表，由于篇幅關系，這里只介紹幾點有關選用和使用的問題。

（1）分路電能計量戶數：有兩種類型：一種是幾戶至幾十戶的表，這種表分嵌墻式和外掛式兩種，一般是一個單元裝一塊，安裝在樓梯間。另一種是上百戶以上的多用戶柜式電能表。這類表專為學生公寓設計，根據當前高校學生公寓用電管理要求，這類表除具有遠程自動抄表、予付費等功能外，它還可設計成具有負載任意限定和惡性負載識別能力。

（2）供電方式：有以下幾種，可按需選用。①單相進線――單相、多戶出線。②三相四線制進線――單相多戶出線，即每相可接多戶。要求每相所接戶數盡量相等。③三相進線――三相多戶出線，用戶三相用電設備。④三相四線制進線――單、三相混合出線，其中三相出線可接三相用電電器。

當今，電能已成為最重要的能源，在市場經濟下，人們對電能的計量要求準確度要高，使用壽命要求長，而對用電的管理要求實現智能化、自動化。全電子式電能表，取代傳統的感應式電能表已勢在必行。只有把好這些關，才能保證電能計量裝置的準確性，從而確保供電企業和用戶的利益不受損失。這對于樹立供電企業的良好形象也有一定的現實意義。

參考文獻:

篇7

中圖分類號:TN911; TP274 文獻標識碼:A 文章編號:1004-373X(2010)14-0205-03

Power-supply Supervisory IC for Low-power Electronic Energy Meter

WU Hai-qiang1,2, TANG Zhen-zhong2, SHI Qian2 , MA Hui2, XU Yong-ping3

(1. School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;

2. Zhuhai ZhongHui Microelectronics Co. Ltd., Zhuhai 519020, China;3. Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, Singapore)

Abstract: A new self-developed low-powerpower supply supervisory IC--ZH17X6 is introduced, and its application in electronic energy meters is proposed. ZH17X6 series can be used for power-down monitor and system reset in the electronic energy meters. Compared with the similar circuits which are currently used in the electronic energy meters, due to the CMOS technology.ZH17X6 has the advantages of low power, low cost and robustness. A typical application circuit based on ZH17X6 for power-down monitor and system reset in the electronic energy meter is also included.

Keywords: ZH17X6; reset monitoring circuit; power-down monitoring; electronic energy meter

0 引 言

現代電子式電能表對系統穩定及掉電存數等有著異常嚴格的要求,掉電監測及復位電路是整個電表中最基本又極為關鍵的部分。目前國內各電能表廠家大多以MAXIM公司的MAX706、ADI公司的ADM706等類似集成電路做為掉電監測及復位電路的核心,使用該監控電路來監測系統是否掉電、監控MCU是否正常運行。但因為MAX706等在上電或掉電到4.4 V以下都有復位信號,而且復位信號輸出時間不可控制,這很可能會影響到電表的掉電監測以及存數[1]。同時電能表頻繁上、掉電,以及電源干擾信號很大時,就會引起反復復位造成電能表中數據被破壞,影響電能表的可靠正常運行。這關系到電表計量的準確性以及系統運行的穩定及可靠性。

目前眾多廠家為解決上述問題,都專門圍繞MAX706等看門狗IC增加額外的電路來提高掉電監測及復位電路的穩定性和可靠性。但復雜的額外電路帶來了成本的增加,PCB布線難度的增加以及器件與焊點增多帶來的可靠性降低的風險。

針對電子式電能表嚴格的復位監控功能,珠海中慧微電子有限公司推出了ZH17X6系列,它是一款低功耗電源管理數據保護芯片。

ZH17X6的主要特點是低功耗、高集成度和高可靠性[2]:

ZH17X6具有-40～+85 ℃的工業級工作溫度、1.8~5.5 V的超寬工作電壓;工作在5 V下10 μA、工作在3.3 V下5 μA以及低功耗狀態下低至0.2 μA的工作電流;在系統上電、復位按鍵按下的情況下,芯片能夠保證輸出準確可靠的復位信號;其內部的看門狗電路能監視微處理器的運行,當 1.6 s內輸入信號的狀態沒有改變時將發出復位信號;具有更加可靠的掉電監測功能。在檢測到掉電信號時迅速通知MCU保存數據并且控制復位信號延時發出,可以防止數據因掉電而丟失。超寬的工作電壓以及超低的工作電流使芯片格外適合于要求低功耗或使用電池供電的系統[3],使ZH17X6系列芯片可以廣泛應用在醫療電子、工控儀表和消費類便攜式電子等產品上;不低于4.5 kV的ESD防護,提高系統的可靠性;監測供電電源異常抖動并提供強制復位功能,大大提高系統工作的穩定性;所有功能集中在8引腳的SOP封裝上(封裝尺寸為5 mm×5 mm),性價比極高。ZH17X6系列芯片工作電壓見表1,ZH17X6引腳說明見表2和圖1。

表1 ZH17X6系列芯片工作電壓一覽

版本 溫度范圍/℃電壓范圍 /V封裝

ZH1706-40～+851.8~3.68-SOP

ZH1716-40～+85 1.8~5.58-SOP

ZH1726-40～+85 3.0~5.58-SOP

表2 ZH17X6引腳說明

引腳名稱功 能

1WDI喂狗信號,在芯片正常工作時喂狗信號需要在1.6 s內翻轉,否則RESET輸出信號將輸出200 ms的復位脈沖,喂狗信號能被PFI信號屏蔽,只有MR和PFI高于1.25 V時看門狗電路才正常工作。

2PFI掉電檢測信號,當PFI信號低于1.25 V時PFO為低,否則PFO信號為高。當PFI從低到高變化,延遲1.6 s后輸出200 ms復位信號。

3 MR Vref輸入信號低于1.25 V時,強制RESET輸出信號為低。

4 STB低功耗模式選擇電壓信號,當VIN高于1.25 V時產生門控時鐘信號。

5 GND電源地。

6PFO 掉電通知信號,低電平有效。

7 RESET 復位信號,低電平有效。

8 VDD芯片工作電源。

圖1 ZH17X6 引腳說明

1 基于ZH17X6單片掉電監測及復位電路原理應用

圖2是MAX706為核心的電表掉電檢測及復位電路框圖[4] 。在正常工作時,檢測系統MCU產生的喂狗信號是否在一定時間內翻轉,如果喂狗信號產生翻轉,MAX706定時器的計數清零,重新計時;如果喂狗信號沒有產生翻轉,則產生復位信號[5]。上述過程如此重復循環。掉電檢測電路利用MAX706內部電壓比較器實現,配合線路電壓采樣電路以及掉電延時電路,在選取好線路電壓采樣電路的分壓電阻阻值后,在掉電過程中分壓電壓到達MAX706比較門檻電壓,會使MAX706產生掉電信號,同時為在掉電時爭取到盡量長的存數時間,通常還配備比較大的延時電容。工作電源電壓檢測信號檢測工作電源狀態,當系統電壓低于2.7 V時,產生低電平信號。該信號經過掉電判斷電路與復位控制電路的作用后,可使MCU復位,避免電能表在非掉電狀態、僅因為工作電壓強烈波動時進入非正常狀態。

圖2 基于MAX706的掉電檢測及復位電路框架圖

圖3是基于ZH17X6的電表掉電檢測及復位電路框架圖[3,6] 。圖2中核心看門狗芯片的所有電路,都高度集成在一顆ZH17X6上。比較后可以看出,在保證電路穩定性和可靠性的基礎上,ZH17X6極大地簡化了如圖2所示的電子式電能表的復位監控電路,從而使以它為核心的復位監控電路(如圖4),在實際應用中具有很高的性價比。

圖3 基于ZH17X6的電表掉電檢測及復位電路框架圖

圖4 基于ZH17X6 的掉電檢測及復位電路

在掉電時,ZH17X6的 PFI管腳檢測到在R5,R3的分壓電壓低于基準電壓時,比較器發出掉電通知信號。在發出掉電通知信號與完全掉電的時間段內,上電檢測信號,控制喂狗信號檢測電路及上電延遲電路均不工作,不產生復位信號。并且,當PFI監測到掉電信號時,ZH17X6馬上進入低功耗模式[7]。此時芯片內部時鐘振蕩器關閉,芯片RESET 引腳輸出和PFO 引腳輸出都為高電平(無論此時PFI 引腳檢測電壓是否高于1.25 V),芯片總的工作電流為1 μA[8]。

片內比較器比較VBB經R6,R7分壓后的電壓與片內基準電壓,當分壓后的電壓小于片內基準電壓時,ZH17X6認為工作電壓發生異常,馬上輸出強制復位信號,通過此方法實現對工作電源電壓檢測的功能。

表3 圖4中所需器件列表

器件種類型號規格數量

看門狗復位芯片ADM7061

比較器略1

低功耗電壓檢測器略1

NPN三極管略2

雙頭肖特基二極管略2

貼片電阻略16

貼片電容略8

器件總計(顆)31

焊點(個)85

電路印制板約26 mm×28 mm―

圖4中的VBB,是電表工作電壓3.3 V(V33)與電池BT1經過雙二極管Q1比較后得到的工作電壓。在正常運行時,使用V33供電;當發生掉電時,則自動轉換成電池供電。ZH17X6在3 V的工作電壓下的正常工作電流為5 μA;在低功耗模式下僅有1 μA。使得ZH17X6完全可滿足在電子式電能表發生掉電時,電池供電的低功耗運行條件。表3為圖4所需的器件。

表4 圖2框架電路所需器件列表

器件種類型號規格數量

看門狗復位芯片ZH17X61

雙頭肖特基二極管Q11

貼片電阻R2~R8,R198

貼片電容C3,C13,C16~C185

器件總計(顆)15

焊點(個)37

電路印制板約21 mm×10 mm―

由于集成度高,ZH17X6僅需少量元器件。┍3給出了圖4原理圖的整個電路所需要的4種約15顆元器件,總計37個焊點以及約21 mm×10 mm的印制板面積。

對比之下,┩2所示框架以MAX706為核心的復位電路,總共需要7種約31顆元器件,總計85個焊點以及約26 mm×28 mm的印制板面積(如表2所示)。

比較后可以清晰看到,基于ZH17X6的復位監控電路所需的元器件、焊點以及印制板的面積比基于 MAX706的電路分別減少了約51%,55%和71%。器件數量和焊點的減少以及PCB布板的簡化,使得電子式電能表成本大幅降低,同時還大大降低電表出現故障的幾率,提高了電表可靠性。

2 結 語

珠海中慧微電子有限公司推出的ZH17X6低功耗電源監控數據保護芯片系列,在提高電子式電能表穩定性、可靠性的同時,極大簡化了電子式電能表的復位監控電路,降低了電表成本。

在ZH17X6面世之初,即被國內某著名電表企業密切關注。ZH17X6正式后,該公司立即與珠海中慧微電子有限公司達成合作意向。對ZH17X6進行了長達10個月的嚴格檢測與現場試掛,ZH17X6在電表EMC實驗、型式實驗和現場試掛時表現異常的穩定,以最優的性價比,最終成功應用于該電表企業的三相多功能電表上,并以巨大優勢逐步完全取代現有電路。

參考文獻

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[2]珠海中慧微電子.ZH17X6 低功耗電源監控數據保護節能芯片[DB/OL].1-2,Rev 2,03/27/09.

[3]史謙,唐振中.一種延時復位控制電路[P].中國:200720178870, 01/14/09.

[4]鄒于豐.MAX706在微處理器系統中的應用[J].儀器儀表用戶,2003,10(4):49-50.

[5]鄭小平,李先懷.用于電子式電能表的復位監控器[P].中國:200720063914.8, 05/28/08.

篇8

電能，已成為人類社會賴以生存和經濟發展必不可少的一種重要能源，人類的所有活動幾乎都與電有密切的關系。隨著國民經濟和社會的快速發展以及人民生活水平的不斷提高，全社會對安全、經濟、優質用電的要求越來越高。一款智能型高科技全電子式電能表，可以同時計量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能，還具有多費率控制，負荷曲線記錄，各相失壓、過壓、頻率超限記錄，數據LCD顯示等多種功能。全電子式電能表主程序流程主要包括初始化、數據校驗、負荷曲線修補和事務處理等。日常事務處理流程集中體現了多功能表的大部分主要功能，包括費率處理、計量數據采集及處理、自動抄表、電能脈沖輸出、校表模塊和掉電檢測及處理模塊等。以下我將從三個方面討論三相全電子式電能表在現場中的多種用途：防竊電、諧波治理、無功管理。

一、防竊電

竊電一直是困擾電力正常供應和電力企業健康發展的一個突出問題。竊電行為不僅給國家和企業造成了巨大的經濟損失，而且嚴重擾亂了正常的供電秩序，更造成了電力設施的損壞，形成重大的安全事故隱患，直接威脅著電網的安全。技術型竊電在近幾年來發現的占比例越來越大，它主要與計量有關，很多竊電是用戶通過破壞計量裝置的準確性，以達到竊電目的。如：（1）計量回路內任何位置切斷電能表的一、兩相或三相電壓，使電能表少計。（2）在三相四線計量回路內切斷電能表的連接零線，使電能表少計。（3）將一、兩相或三相電壓互感器二次側開路，使電能表少計。（4）在計量回路內，將一、兩相或三相電流互感器二次側電流短路，使電能表少計。（5）在計量回路內接入與正常計量無聯系的電壓或電流，使電能表多計、少計或反計電能。（6）在計量回路內，改變一、兩相或三相電流互感器極性、變比。

全電子式電能表的表尾接線端子沒有感應式電能表的電壓小鉤，有利于防竊電。電子式電能表的電流回路為錳銅片構成，電阻值低，在回路中一般不起分流作用。全電子式電能表計數器具有防倒計量功能，無論電流回路是正向還是反向接入，都能正向計量。

二、諧波治理

近幾年我國電力負荷出現強勁的發展勢頭，電力負荷性質發生了很大變化，電氣化鐵路的運營和一些電力負荷產生諧波電源，造成電能質量變壞，使得電網污染，給發、供、用電等電氣設備帶來很多危害，電力系統部門引起了高度重視，對產生諧波源的電力工業用戶進行治理。

供電系統中的諧波危害主要表現在以下幾個方面：（1）增加了發、輸、供和用電設備的附加損耗，使設備過熱，降低設備的效率和利用率。（2）影響繼電保護和自動裝置的工作和可靠性。（3）使測量和計量儀器的指示和計量不準確。（4）干擾通信系統的工作。（5）對用電設備的影響。應用IEEE-519標準時，應注意它只適用于用戶系統與公用供電系統之間的限制要求，并不涉及用戶系統內局部電源質量的問題，而大多數諧波是在用戶設備產生的而不是在公用電網產生的。

對于現有供電網絡或待建電網中的電力污染情況，要進行仔細分析，通常解決的方法有兩個：一是局部重組電網結構，分離或隔離產生電力污染的設備；二是使用電源凈化濾波設備進行治理，通常電壓諧波是由電流諧波產生的，有效地抑制電流諧波就會使電壓畸變達到要求的范圍。國內外很多單位已開始重視電源污染的治理。投資安裝電源凈化濾波裝置，取得了提高電源品質和節能的雙重效果。

（一）諧波治理類型電能表簡介

某A廠電能表功能特點：（1）監測參數: 總有功電量、總感性、容性無功電量、基波有功電量、諧波有功電量、最大需量；（2）測試通道：測試通道為3相電壓、3相電流；（3）電壓測量范圍：0～64V、112V、240V、400V；（4）電流：0～50A；（5）頻率：48-52Hz；（6）技術指標：電網頻率誤差：≤0.02 Hz；（7）電壓(電流)諧波含有率誤差：≤0.1%；（8）電壓偏差誤差：≤0.2%；（9）電壓波動誤差：≤0.2%；（10）等效閃變值誤差：≤0.1%；（11）三相電壓不平衡度誤差：≤0.2%。

（二）某B廠電能表功能特點：

該表采用先進的DSP（數字信號處理）技術和獨特的實時高速電能算法，在負荷波動大、諧波含量高的運行狀況下仍然能保證電能計量的準確。諧波分析功能：測量A、B、C三相電壓、電流的總諧波畸變率及2-31次諧波含有率以及2-31次諧波電流值。諧波監測功能：參照GB/T/14549-93《電能質量公用電網諧波》標準，對總及2-16次諧波電壓和諧波電流值進行監測，當被監測量超過限值時，電表產生諧波超限狀態并且記錄諧波超限事件。

對每一個監測量可單獨設置限值。前30次諧波超限事件記錄。超限事件記錄包括超限開始時間、結束時間、超限時間、超限期間被監測量的最大值最小值及平均值。海量數據存儲器：最大存儲空間2兆字節，可擴充到4兆字節。極高的過載倍數，電流從1%In到600%In滿足精度要求。

三、無功管理

電壓是電能的主要質量指標，電壓質量直（下轉第121頁）

（上接第159頁）接影響電力系統安全、穩定、經濟運行，影響用戶產品質量，無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加，系統缺乏無功功率時就會造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮，無功功率是影響電壓質量和重要因素。國內電能表廠家在近幾年內技術水平和制造工藝不斷提高，有的同類產品已經超過了國外同類產品，但價格卻是國外產品的三分之一左右。如果能大量安裝并合理使用智能型三相電能表，我們不僅能節約大量人員還將使科學管理更上一個臺階。 參考文獻

篇9

一、引言

電動汽車智能自適應充電技術的應用研究，將加快我國新能源汽車領域的研究，為純電動汽車的發展奠定基礎。同時在其他行業也有非常廣闊的應用前景。

傳統的充電方式可以分為以下幾種：慢速充電方式、快速充電方式、更換電池充電方式等。以上每一種充電方式都有其自身缺點，在日常生活中對于一些普通場合，能滿足人們的需求，但如果將這種充電方式應用于電動汽車中，就將會制約我國電動汽車產業的發展。這種常用的充電技術，不但充電時間過長，還會減少電池使用壽命，同時對充電電網干擾嚴重等很多缺點，形成一個技術瓶頸。要想解決這個技術問題，有兩種思考方向，一種是采用新型的材料制成電池，一種是采用新型的充電技術。

智能自適應充電技術的應用研究，將根據電池本身在充電過程中所體現的動態特征進行分析和控制，通過智能監測系統實現對電池充放電過程的監控，可以識別不同類型的電池，并根據實際其測試指標，選擇合適的充電方式，在保證電池使用壽命不變的前提下，盡量縮短充電時長。系統還具有故障分析與自動保護功能，在待機狀態下實現低功耗輸出。

二、充電最佳工況點研究

電池在充放電過程中所體現出的動態特性，在實驗室通過大量不同材質的電池進行測試，在大量實驗數據的基礎上，我們進行分析研究，發現充電溫度、濕度、電池容量、種類、充電電壓、電流等因素都影響和制約電池充電過程。在實驗室中，我們通過不同種類的電池和充電方式進行測試，根據電池在充電過程中的動態特性曲線，忽略次要因素，經大量實驗分析得出：在電池充電過程中，要想得到最佳充電工況點，應將充電溫度控制在0.2～2.0℃之間變化，隨著充電時間的增加，存儲電荷數量將增加，但同時電池的使用壽命也會縮短，那么在合適的溫濕度及相應條件下，保持充電過程電池溫度的變化在理想范圍之內，我們可以通過計算與仿真得到電池充電過程最佳工況點。

三、智能自適應快速充電系統整體設計

1.系統整體設計

智能自適應快速充電系統的設計應包含以下幾個單元：系統電源單元，單片機控制單元，電池類型檢測單元，顯示與打印單元，報警與自保護單元，充電過程監控單元（充電電壓監控電路，充電電流監控電路，充電過程溫度監控電路），數據采集與處理單元（常規數據的存儲，充電時間與電壓、電流的選擇計算，A/D信號轉換與處理），輸入與輸出單元（按鍵輸入，打印輸出，顯示輸出），無線通信單元組成，如圖3-1所示。

圖3-1　系統整體設計框圖

2.控制算法設計

在系統設計過程中，考慮系統的安全性、穩定性與經濟性，本設計采用的雙閉環控制方式，并通過數字PID控制算法進行調試。系統根據檢測電池類型輸出期望值，通過監控單元控制數據采集與處理單元轉化相應充電電壓與電流，并檢測充電過程中電池的溫度變化，利用控制電路把電池溫度控制在要求范圍內

3.控制算法參數的整定

在智能數字化控制系統中，參數的整定十分重要，參數整定的好壞將會直接影響系統的調節品質。本設計采用簡單易行的工程整定法，即擴充臨界比例度法，并根據工程經驗確定好PID控制器的結構以后，進行PID控制器的參數整定。

四、整機性能測試

在實驗室中針對不同材質、相同規格充電電池進行多次重復性實驗，測試基礎數據如下表4-1所示，實驗室基本參數如下，溫度25℃，濕度40%。

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1.概述

繼電保護裝置在電力系統中是十分重要的設備，它能維護電力系統的正常運行。在電力系統正常時繼電保護裝置會對電力系統的工作狀態進行監督和反應，當電力系統出現間題時，繼電保護裝置會迅速運用遙調和遙控等方式對系統間題進行處理，避免了間題的擴大。因此保證繼電保護裝置的正常運行對電網系統來說是非常重要的。在現今社會，原有的傳統繼電保護裝置已經逐漸不符合電網系統的要求，因此繼電保護裝置開始朝著自動化、智能化發展，并且已經取得了一定的成就。

2.繼電保護自動化的概念及工作原理

為了保護電力系統能夠正常運行，或者在發生間題時能夠及時的發現和解決，技術人員對電網系統設置了繼電保護裝置，維護了電網的正常運行。而最新技術下產生的繼電保護自動化則更加有效的解決了這個間題。它會在電網系統發生間題時，立即予以發現，然后自動采取相應措施，這些措施包括報警信號、跳閘等。如果有必要，這種裝置會把故障部分進行隔斷，避免事故的進一步擴大，對一些比較簡單的故障繼電自動保護化裝置也可以直接予以解決。

繼電保護裝置通常由引腳，線圈，銜鐵，觸點等構成。輸人信號是指源于其傳輸系統的保護對象的信號，測量模塊通過采集被保護對象的有關運行特征信號，而得到測量信號，須與整定值進行對比，比較結果被送達至邏輯模塊。邏輯模塊依據測量模塊的比較值的大小、性質及產生的次序或以上幾種參數的組合，來進行邏輯運算，其邏輯值決定動作是否進行。

在自動化的電網實際運行中，它對于發電、配電、輸電等電氣設備的監控，都是由傳感器來完成的，并且結合網絡系統來采集和整合監控數據，然后把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合，最后對數據進行分析。利用這些信息可對運行狀況進行監測，實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。因此，這種分布式發電、交互式供電對繼電保護提出了更高要求。因此自動化的繼電保護裝置不僅需要確保保護對象信息的安全，還需要關聯到其它電氣設備的運行信息。

在新型的自動化繼電保護系統中，主要通過監控系統，講被保護對象所有的電氣量信息以及與其關聯節點的其他節點的運行狀況信息進行分析和決策，實時對相應繼電保護裝置的保護功能和保護定值進行修正、調整，確保保護裝置能夠適應靈活變化的情況。

3.繼電保護自動化關鍵環節

根據繼電保護的工作范圍和效果進行詳細的特征分類，可分為選擇性、靈敏性、快速性、可靠性，這四個點是繼電保護的系統能否正常運行的客觀要求。

3.1靈敏性

在繼電保護系統中，當電力系統發生其維護范圍之內的故障時，可以通過靈敏系數有效的反應，確保系統的運行安全。

3.2可靠性

繼電保護系統的可靠性是指當在規定的范圍之內，系統產生了其應該動作范圍內的故障時，裝置不該拒絕該動作。然而不是它的動作范圍內的情況時，該裝置不應誤動作操作。

3.3快速性

為了防止故障蔓延，減輕危害，盡可能的恢復電壓。因此，當系統發生故障時，裝置應保證動作迅速，及時切除故障。

3.4選擇性

在故障發生時繼電保護系統會對故障的嚴重程度進行判斷，然后將故障點的線路切斷，讓無故障的系統能繼續進行正常工作，最大程度上減少故障對整個系統帶來的危害，使電網系統能夠保持常規狀態下的運行。

4.新時期電力系統對繼電保護自動化的影響和挑戰

在目前我國的繼電保護裝置水平還比較落后，傳統的繼電保護裝置還占到了主流，阻礙了我國電力系統的發展。我國的電網繼電保護水平必須跟上世界的先進水平，讓我們的繼電保護裝置能從傳統中得到改變嗎，走向數字化、自動化、智能化。這不僅是對于繼電裝置的革新，也是整個電網系統的一個重大升級，也符合時展的需求。在目前我國的電網系統正在朝著智能電網邁進，許多新的設備投人運營，這就導致設備的故障率有了一定的增加，對繼電保護來說也提出了更高的要求。所以需要提高繼電保護裝置的技術水平，以便適應不斷發展的電網系統，切實保護電網系統的正常運行。目前，在電力系統的大力發展下，針對自動化的繼電保護技術，需要解決的間題主要只有：時間和數據的同步性以及繼電保護的整定計算。

智能電網中的額電子式互感器是分布式的，數據采集模式也是通過單元合并的，為了保證數據采集和傳輸的同步，在系統中需要精確的時鐘同步。

在電網繼電保護整定計算中，需要考慮很多的因素，比如電網的接線方式，以及運行方式，它們會對定值計算產生很大的影響。為了合理協調保護的靈敏性、速動性、選擇性和可靠性之間的關系，保證各保護達到最佳的配合狀態，就要求我們對電網的各種運行方式及多種故障情況進行反復而周密的計算。

5.繼電保護的未來發展趨勢

繼電保護的技術發展道路已經越來越明確，就是智能、數字、網絡，并通過信息處理技術將數據整合在一起。

目前繼電保護技術正在朝著智能化、數字化以及網絡化發展，適應了智能電網的技術水平要求。在以往的繼電器使用中往往有一些間題，表現最明顯的間題是系統的定值計算與管理系統定值分離，這種分類導致了數據的不準確，給操作帶來了較大的困難，同時比較容易產生較大的失誤。因此技術人員加人了智能化概念，就是通過模糊邏輯、神經網絡等控制手段對繼電保護裝置進行控制，保證了數據的準確性。因此，數字化的繼電保護裝置在人工智能的控制下建立了繼電保護網絡，從而最大程度的實現了對于繼電保護裝置的控制，也加強了對于電網系統的監測與故障處理，是未來繼電保護裝置未來的發展趨勢。

結束語

在智能電網不斷發展的今天，對于整個電網系統的安全與穩定來說也提出了挑戰，繼電保護技術就是在這種挑戰下得到了創新和發展。目前我國的繼電保護技術還不夠先進，傳統的繼電保護裝置還占領了大部分的電力系統，因此我們需要不斷加快對于繼電保護技術的研發，提高先進繼電保護裝置的更新頻率，讓我國的繼電保護技術朝著智能化、數字化以及網絡化道路不斷前進。

參考文獻