一种智能电能表制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能电能表，包括CPU模块、模数转换模块、端子测温模块、电源模块、RTC模块、通信模块、存储模块、人机交互模块，所述CPU模块分别与所述模数转换模块、所述端子测温模块、所述电源模块、所述RTC模块、所述通信模块、所述存储模块、所述人机交互模块连接。本实用新型专利技术的有益效果是：1.既能满足基本的电能计量功能，又能实现电能质量的监测分析；2.通过端子测温，实现烧表的前期预警；3.通过对电流进行二级放大采样，提高小电流时电能计量精度；4.通过WIFI技术，实现用户与电能表的互动性。

An intelligent electric energy meter

【技术实现步骤摘要】
一种智能电能表
本技术涉及智能电仪器仪表领域，尤其涉及一种智能电能表。
技术介绍
随着中国智能电网的发展，作为智能电网用电环节的重要组成部分，智能电表的需求大幅增加。当前国内智能电表主要实现计量功能，仅能单向作业，仅满足远程自动抄表的需求，且小电流计量精度较差。现场运行经验表明，对于直接接入式电能表，存在因外部雨水侵蚀、接线不良或电流过载导致端子温度升高，电能表端子烧毁、严重时甚至爆炸的情况。近几十年来，各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的电能质量下降，谐波问题，电压暂将问题突现，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生。谐波使使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。
技术实现思路
本技术提供了一种智能电能表，包括CPU模块、模数转换模块、端子测温模块、电源模块、RTC模块、通信模块、存储模块、人机交互模块，所述CPU模块分别与所述模数转换模块、所述端子测温模块、所述电源模块、所述RTC模块、所述通信模块、所述存储模块、所述人机交互模块连接。作为本技术的进一步改进，所述模数转换模块包括模数转换芯片、电压调理模块、电流调理模块，所述模数转换芯片分别与所述电压调理模块、所述电流调理模块连接；所述电压调理模块采用电阻分压实现高压到低压的转换；所述电流调理模块采用电流互感器，并通过两级运放对大电流和小电流分别测量。作为本技术的进一步改进，所述端子测温模块包括PT100，所述PT100安装或内置在电流接线端子上，测量端子的温度并实现超温报警。作为本技术的进一步改进，所述通信模块包括RS-485模块、MII接口、WIFI模块，所述RS-485模块、MII接口、WIFI模块分别与所述CPU模块连接。作为本技术的进一步改进，该智能电能表包括隔离电路，所述RS-485模块通过UART接口与所述隔离电路连接，所述隔离电路再通过所述CPU模块的UART接口与所述CPU模块连接；以太网通过所述MII接口与所述CPU模块的MII接口连接，并通过隔离的网口变压器与RJ45接口连接；所述WIFI模块通过SPI接口与所述CPU模块连接。作为本技术的进一步改进，所述存储模块包括铁电存储及FLASH存储，所述铁电存储器通过串行外围接口I2C接口与所述CPU模块连接，用于存储通信配置参数、校准参数、电能参数，所述FLASH存储通过并行总线与所述CPU模块连接，用于存储运行程序。作为本技术的进一步改进，所述人机交互模块包括按键、液晶显示、红外接口，所述液晶显示用于电压、电流、电量参数的实时显示，所述按键用于配置系统的参数，所述红外接口用于与外部设备的数据交互。作为本技术的进一步改进，所述电源模块包括PT供电和辅助电源两路电源，所述PT供电和所述辅助电源无间断切换，所述PT供电为从电压回路取电。作为本技术的进一步改进，所述RTC模块包括实时时钟芯片及外部备用电池，所述实时时钟芯片通过I2C接口与所述CPU模块连接，所述备用电池用于掉电时的实时时钟供电。作为本技术的进一步改进，所述CPU模块包括ARM内核、DSP内核，所述DSP内核用于AD采样、实时测量、计量模块、电能质量分析、事件记录；所述ARM用于通信模块、人机交互、存储管理、在线升级。本技术的有益效果是：1.既能满足基本的电能计量功能，又能实现电能质量的监测分析；2.通过端子测温，实现烧表的前期预警；3.通过对电流进行二级放大采样，提高小电流时电能计量精度；4.通过WIFI技术，实现用户与电能表的互动性。附图说明图1是本技术智能电能表工作原理图；图2是本技术电流二级放大工作原理图；图3是本技术端子测温工作原理图。具体实施方式如图1所示，本技术公开了一种智能电能表，包括CPU模块、模数转换模块、端子测温模块、电源模块、RTC(实时时钟)模块、通信模块、存储模块、人机交互模块，所述CPU模块分别与所述模数转换模块、所述端子测温模块、所述电源模块、所述RTC(实时时钟)模块、所述通信模块、所述存储模块、所述人机交互模块连接。所述模数转换模块包括模数转换芯片、电压调理模块、电流调理模块，所述模数转换芯片分别与所述电压调理模块、所述电流调理模块连接；所述电压调理模块采用电阻分压实现高压到低压的转换；所述电流调理模块采用电流互感器，并通过两级运放对大电流和小电流分别测量。电流的测量方式如图2所示，由电流互感器输入，采用两级运放输入，运放U1的输出接入AD，用于大电流的采样计算，第二级运放U2的输出接AD，用于小电流信号的采样计算，提高小电流的测量精度。模数转换芯片采用ADI的AD7606，具有16位的分辨率，8路同步采样输入，内部自带差分双极性模拟输入、二阶抗混叠模拟滤波器；模数转换芯片的采样率达到1024点/周波采样，为电能质量分析、高精度计量提供有效的保证。所述端子测温模块包括PT100(铂热电阻)，所述PT100(铂热电阻)安装或内置在电流接线端子上，测量端子的温度并实现超温报警，预防烧表。端子温度的测量方式如图3所示，PT100(铂热电阻)可以安装与端子的表面或与端子设计为一体，采用恒流源的方式对PT100(铂热电阻)的电阻值进行测量，通过计算转换为相应的温度值，当测量温度超过设定的报警值，产生报警信息，通过通信模块上传到监控终端。所述通信模块包括RS-485模块、MII接口、WIFI模块，所述RS-485模块、MII接口、WIFI模块分别与所述CPU模块连接；所述通信模块通过RS-485模块，以太网，或WIFI的方式将电能电量等信息上传到用电管理端。该智能电能表包括隔离电路，所述RS-485模块通过UART接口与所述隔离电路连接，所述隔离电路再通过所述CPU模块的UART接口与所述CPU模块连接；以太网通过所述MII接口与所述CPU模块的MII接口连接，并通过隔离的网口变压器与RJ45接口连接；所述WIFI模块通过SPI接口与所述CPU模块连接。WIFI芯片采用TI的CC3100，支持TCP、UDP协议，支持AP和STA模式。所述存储模块包括铁电存储及FLASH存储，所述铁电存储器通过串行外围接口I2C接口与所述CPU模块连接，用于存储通信配置参数、校准参数、电能参数，所述FLASH存储通过并行总线与所述CPU模块连接，用于存储运行程序。所述人机交互模块包括按键、液晶显示、红外接口，所述液晶显示用于电压、电流、电量参数的实时显示，所述按键用于配置系统的参数，所述红外接口用于与外部设备的数据交互。所述电源模块包括PT(电压互感器)供电和辅助电源两路电源，所述PT供电和所述辅助电源无间断切换，所述PT(电压互感器)供电为从电压回路取电；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电能表，其特征在于：包括CPU模块、模数转换模块、端子测温模块、电源模块、RTC模块、通信模块、存储模块、人机交互模块，所述CPU模块分别与所述模数转换模块、所述端子测温模块、所述电源模块、所述RTC模块、所述通信模块、所述存储模块、所述人机交互模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能电能表，其特征在于：包括CPU模块、模数转换模块、端子测温模块、电源模块、RTC模块、通信模块、存储模块、人机交互模块，所述CPU模块分别与所述模数转换模块、所述端子测温模块、所述电源模块、所述RTC模块、所述通信模块、所述存储模块、所述人机交互模块连接。


2.根据权利要求1所述的智能电能表，其特征在于：所述模数转换模块包括模数转换芯片、电压调理模块、电流调理模块，所述模数转换芯片分别与所述电压调理模块、所述电流调理模块连接；所述电压调理模块采用电阻分压实现高压到低压的转换；所述电流调理模块采用电流互感器，并通过两级运放对大电流和小电流分别测量。


3.根据权利要求1所述的智能电能表，其特征在于：所述端子测温模块包括PT100，所述PT100安装或内置在电流接线端子上，测量端子的温度并实现超温报警。


4.根据权利要求1所述的智能电能表，其特征在于：所述通信模块包括RS-485模块、MII接口、WIFI模块，所述RS-485模块、MII接口、WIFI模块分别与所述CPU模块连接。


5.根据权利要求4所述的智能电能表，其特征在于：该智能电能表包括隔离电路，所述RS-485模块通过UART接口与所述隔离电路连接，所述隔离电路再通过所述CPU模块的UART接口与所述CPU模块连接；以太网通过所述MII接口与所述CPU模块的MII接口连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，占子飞，邓金龙，陈新亮，唐玮，陈德凡，
申请(专利权)人：深圳市中电电力技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44