三相多功能电能表的设计

【摘要】：随着我国经济的发展和电力体制改革的推进，三相电能表在国内市场的占有率成上升趋势。同时，随着电子技术和通信技术的发展，远程抄表的逐步普及，以及全国峰谷电价政策全面推行，传统的三相电能表已经不能满足人们的需求，所以，三相多功能电能表的应用得到推广，需求量迅速增长。 与单相电能表相比，三相电能表主要用于变电站、电厂，以及用作大用户的关口表；而与传统的机械表相比，多功能电能表具有高准确性、高灵敏度、多参数测量、谐波功率计量及网络化管理等优势。 本文旨在设计一种基于RN8302和MSP430F149的三相多功能电能表，具有较高的计量精度，准确的数据通信传递能力，可靠性高，运行稳定及抗干扰能力强。 电能表的计量精度、可靠性、数据通信的准确性是系统设计的关键。本文计量部分选用三相多功能电能计量专用芯片RN8302，通过对电流采样电路、电压通道参数的分析和设计，以及抗电磁干扰能力的设计，满足电能表误差在5000:1的动态范围内有功功率0.2S级，无功功率1.0S级的计量精度。智能处理单元以TI公司生产的MSP430F149超低功耗单片机作为主控芯片，实现多参数计量、数据处理与存储，按键显示、事件记录及负荷记录等功能，并与RX8025时钟芯片连接，实现复费率计费与最大需量的控制。应用电力线载波通信技术，采用PL2102芯片组建远程通信系统，实现电量数据的实时抄收、汇总和监控。该表同时设计红外通信接口电路，在不具备组网条件的小区采用红外掌上抄表器实现数据的自动抄录。 本表结构设计采用模块化设计，适于规模化生产和升级。使用C语言以IAR Workbench为平台进行软件设计，可通过软件校表和功能验证，能够适应国家智能电网的要求，极具市场潜力。