電能表計量技術(shù)概況
目前,國際上常見的三相電能表的計量部分的設(shè)計方法主要可以歸納為三種:
(1)采用單個或三個通用計量芯片,如ADI、SAMES,TDK、Cirrus、ATMEL等公司的計量器件。是目前中低端電能表比較常用的計量核心,
(
2)采用
4/6路同步采樣
12位或
16位
ADC與
RISC技術(shù)的
MCU或
DSP配套的軟件實時處理計量技術(shù)。如采用
AD73360AR,
AD7874等模數(shù)
轉(zhuǎn)換器件與
PIC17/18或
AVR系列
RISC指令單片機(jī)等組成的測量系統(tǒng),這在多功能表部分的應(yīng)用比較普及,而更復(fù)雜的基于
DSP數(shù)字信號處理器(如
TI的
TMS320系列與
ADI的
ADSP219x等)的電能表主要應(yīng)用于高精度關(guān)口計量。
(3)采用電能表生產(chǎn)商獨(dú)立開發(fā)的ASIC專用計量芯片。如蘭吉爾開發(fā)的寬量程計量芯片(以下簡稱MESA)。
采用通用計量芯片的電能表由于受器件自身的功能限制,通常在無功電能計量、諧波電能分析與計量、電能質(zhì)量監(jiān)測等方面的功能比較弱,但由于這類器件在有功電能計量方面具有技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、二次開發(fā)容易等特點(diǎn),在中低端的0.5S、1.0、2.0級產(chǎn)品中獲得了廣泛應(yīng)用。
采用模數(shù)轉(zhuǎn)換與微處理器技術(shù)的電能表,由于軟件功能靈活性大,是多功能
電表的主流技術(shù),其中采用
DSP(Digital Signal Processor)數(shù)字信號處理器的
電表,由于對電測量信號的處理速度快(可達(dá)到
1億次
/秒以上),內(nèi)存容量大,可以得到更多的實時電能參數(shù)(如瞬時電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波分量)等。但是,由于不同廠商研發(fā)能力的差異,往往不容易驗證其內(nèi)部各種算法的合理性、可靠性、適應(yīng)性等。特別是對整數(shù)次諧波分量和非整數(shù)次諧波分量的處理方法,無功電能處理的方法,以及包括次諧波在內(nèi)的諧波影響的處理方法方面,目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范。此外,采用這種技術(shù)的
電表,其功耗、起動時間等也比其他技術(shù)的表略大一些。
近年來,蘭吉爾開發(fā)的新一代寬量程計量專用
ASIC混合測量器件
MESA就是一種非常成熟的電能計量器件,它將先進(jìn)的計量方法與集成電路設(shè)計技術(shù)完美地結(jié)合起來,用它設(shè)計的小型工商業(yè)電能表具有
12~25倍的寬量程。更多電力儀器儀表:
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