一種寬量程電能表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種寬量程電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，2009年以來隨著我國的智能電網(wǎng)建設(shè)工作大面積開展，在低壓側(cè)的電能表需求在逐步加大，而一般電能表規(guī)格是根據(jù)標(biāo)定電流的6?12倍來決定，由此產(chǎn)生多種電流規(guī)格的電能表，如有1.5(6從、1(10從、5(60從、10(100從等多種規(guī)格。由于電流規(guī)格較多，無可避免的給電力用戶在檢表、配送、安裝維護帶了較大的多余的工作量，同時也給惡意偷竊電帶來了便利。同時生產(chǎn)廠家為了匹配設(shè)計生產(chǎn)多種電流規(guī)格的電能表加大了采購、庫存、供貨周期等難度，對產(chǎn)品質(zhì)量也會造成一定的影響。
[0003]并且現(xiàn)在由于用電情況復(fù)雜，設(shè)備多樣，在不同時負(fù)載有很大的不同，如果使用現(xiàn)在單一電流規(guī)格的電能表時，選用的電能表標(biāo)定電流大，當(dāng)用電很小時，低于電能表標(biāo)定電流的5%計量準(zhǔn)確精度不夠高；如果選用電能表標(biāo)定電流小，一旦用電量很大時，電能表就可能因過負(fù)荷造成計量失準(zhǔn)甚至于燒毀。
[0004]如果能夠設(shè)計一種能匹配所有電流規(guī)格的電能那就能解決以上的問題。但是現(xiàn)有的電能表在計量側(cè)的設(shè)計方案一般采用的都是單組互感器采樣+傳統(tǒng)計量芯片的方式。受制于傳統(tǒng)計量芯片窄動態(tài)范圍(3000:1)，現(xiàn)有的設(shè)計是無法滿足I(10)A的寬電流范圍的電能表設(shè)計的。
[0005]現(xiàn)在雖有一些廠家已經(jīng)在設(shè)計出相應(yīng)的寬量程電能表，但是依然存在如下缺點:
[0006]I)采用單組采樣互感器，同一脈沖常數(shù)，雖然在一定程度上能達(dá)到寬量程的要求。但是脈沖常數(shù)的選擇上如果選擇較小的脈沖常數(shù)那就會導(dǎo)致在檢定小電流時太慢反而給檢定帶來工作量;如果選擇較大的脈沖常數(shù)那在大電流時脈沖寬度達(dá)不到電網(wǎng)公司要求的每個脈沖寬度應(yīng)該要為80ms ± 15ms。
[0007]2)如果采用兩組采樣互感器或者一組采樣互感器和一組采樣錳銅，雖然能解決上面的問題，但是在采樣切換點上的選擇一般都是選擇讀取電流進(jìn)行判斷后切換，無法滿足快速負(fù)荷的變化，存在計量盲區(qū)有可能導(dǎo)致計量不準(zhǔn)確。
[0008]為此本實用新型提出一種寬量程電能表電流通道自適應(yīng)調(diào)整方法，實現(xiàn)了 1(100)A電流范圍內(nèi)精確計量。并且也解決了以上兩個缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種寬量程電能表。
[0010]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種寬量程電能表，包括一組用于測量小電流信號的第一采樣互感器CT1、一組用于測量大電流信號的第二采樣互感器CT2、一個電子開關(guān)MUX、一個一個帶有DMA傳輸功能的計量芯片以及一個帶有DMA傳輸功能的MCU單片機;所述計量芯片的信號輸入端通過電子開關(guān)MUX分別與所述第一采樣互感器CT1和第二采樣互感器CT2連接;所述MCU單片機通過帶有DMA傳輸功能的SPI總線和所述計量芯片通信連接;所述的MCU單片機通過I/O 口和電子開關(guān)MUX相連，用于控制電子開關(guān)MUX的開關(guān)切換。
[0011]進(jìn)一步的，所述電子開關(guān)MUX為雙刀雙擲的電子開關(guān)。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0013]1.本實用新型為多量程測量，在I(10)A全范圍內(nèi)尤其是基本電流5%的測量點以下的電流也能精確計量。
[0014]2.本實用新型為多量程測量，脈沖常數(shù)可以切換，加快了小電流的檢定速度，從而給檢定帶來了便捷。
[0015]3.本實用新型采用DMA傳輸技術(shù)和快速的電子開關(guān)切換技術(shù)，在3個電網(wǎng)測量周期(60ms)上就能判定到電流的大小，從而真正達(dá)到了實時的電流檔位切換，減少了因切換量程帶了計量不準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0016]圖1本實用新型的電能表的電路原理不意圖。
[0017]圖2本實用新型的電流通道自適應(yīng)調(diào)整流程圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1所示，公開了一種寬量程電能表，包括一組1.5(6)A/5mA變比的測量小電流信號的第一采樣互感器CTdl、一組10(100)A/2mA變比的測量大電流信號的第二采樣互感器CT212、一個電子開關(guān)MUX 3、一個帶有DMA傳輸功能的計量芯片Ud以及一個帶有DMA傳輸功能的MCU單片機5;所述計量芯片瓜4的信號輸入端通過電子開關(guān)MUX3分別與所述第一采樣互感器CT111和第二采樣互感器CT212連接;所述M⑶單片機5通過帶有DMA傳輸功能的SPI總線和所述計量芯片山4通信連接;所述的M⑶單片機5通過I/O 口和電子開關(guān)MUX3相連，用于控制電子開關(guān)MUX3的開關(guān)切換。
[0019]優(yōu)選的，所述電子開關(guān)MUX3為雙刀雙擲的電子開關(guān)。
[0020]圖2是本實用新型實施方式中通過判定電流大小來調(diào)整采樣通道的方法步驟，下面就結(jié)合圖2的流程圖來說明怎么樣實現(xiàn)電流通道的切換。
[0021 ] 具體步驟如下:
[0022]步驟101)，開啟電能表，實時測量開始；
[0023]步驟102)，M⑶單片機通過I/O口控制電子開關(guān)MUX的控制管腳，讓電能表采用第二采樣互感器CT2作為電流采樣通道的測量元件，并將其脈沖常數(shù)切換到400imp/kWh;
[0024]步驟103)，配置計量芯片U1的初始參數(shù)，并設(shè)置其電流通道采樣，計量芯片山用60ms (3個電網(wǎng)周波)產(chǎn)生一個開始傳送的中斷信號；
[0025]步驟104)，MCU單片機實時等待傳送過來的中斷信號，待接收到中斷信號后，MCU單片機優(yōu)先處理進(jìn)入切換判斷；
[0026]步驟105)，由M⑶單片機判斷計量芯片傳送過來的電流值的大??；
[0027]步驟106)，當(dāng)M⑶單片機判斷到電流值大于7.0OOA時，MCU單片機控制電子開關(guān)MUX繼續(xù)讓電能表采用第二采樣互感器CT2作為電流采樣通道的測量元件，并且脈沖常數(shù)繼續(xù)切換到400imp/kWh;當(dāng)判斷到電流值小于等于7.0OOA時，控制電子開關(guān)MUX使電能表切換使用第一采樣互感器ClMt為電流采樣通道的測量元件，并把其脈沖常數(shù)切換到6400imp/kWh；
[0028]步驟107)，如果沒有中斷信號，則由MCU單片機處理其他程序流程；
[0029]步驟108)，運行結(jié)束。
[0030]對于本實用新型中的變化如下:
[0031]1.不論系統(tǒng)程序流程進(jìn)入到那個階段，都能在60ms內(nèi)和專有計量芯片實現(xiàn)了實時對接，解決了計量切換盲區(qū)。
[0032]2.脈沖常數(shù)按照電流進(jìn)行切換解決了大電流的時候脈沖寬度不能滿足要求的問題，也解決了小電流的時候檢定時間過長的問題。
[0033]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種寬量程電能表，其特征在于，包括一組用于測量小電流信號的第一采樣互感器CT1、一組用于測量大電流信號的第二采樣互感器CT2、一個電子開關(guān)MUX、一個計量芯片以及一個MCU單片機;所述計量芯片的信號輸入端通過電子開關(guān)MUX分別與所述第一采樣互感器CT1和第二采樣互感器CT2連接;所述mj單片機通過帶有DMA傳輸功能的SPI總線和所述計量芯片通信連接;所述的MCU單片機通過I/O 口和電子開關(guān)MUX相連，用于控制電子開關(guān)MUX的開關(guān)切換。2.如權(quán)利要求1所述的一種寬量程電能表，其特征在于，所述電子開關(guān)MUX為雙刀雙擲的電子開關(guān)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種寬量程電能表，包括一組用于測量小電流信號的第一采樣互感器CT1、一組用于測量大電流信號的第二采樣互感器CT2、一個電子開關(guān)MUX、一個計量芯片以及一個MCU單片機；所述計量芯片的信號輸入端通過電子開關(guān)MUX分別與所述第一采樣互感器CT1和第二采樣互感器CT2連接；所述MCU單片機通過帶有DMA傳輸功能的SPI總線和所述計量芯片通信連接；所述的MCU單片機通過I/O口和電子開關(guān)MUX相連，用于控制電子開關(guān)MUX的開關(guān)切換。本實用新型為多量程測量，在1(100)A全范圍內(nèi)尤其是基本電流5％的測量點以下的電流也能精確計量。
【IPC分類】G01R22/10
【公開號】CN205333733
【申請?zhí)枴緾N201620005992
【發(fā)明人】張曉東, 閆書芳, 金偉劍, 曹曉峰, 楊國燁, 陶英浩, 何志超
【申請人】江陰長儀集團有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月4日