文档介绍：智能电能表的硬件电路与元器件功能分析论文摘要:智能电能表的全面推广使用是***智能电网战略的重要目标之一。本文以基于ATT7022B电能计量芯片的三相费控智能电能表为例,介绍了智能电能表内部的硬件电路设计和电路中配置的主要元器件,并结合目前正在开展的智能电能表质量监督检验工作着重分析了各元器件的功能;介绍了智能电能表检验工作的一般分类、发现的问题与分析解决方案。论文关键词:智能电能表,硬件电路,元器件,质量监督检测***在2009年特高压大会上提出建设以特高压电网为骨架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网的“三步走”规划,其关键技术支持包括高品质的基础电力设施、集成通信、高级计量体系、高级管理及服务系统。作为智能电网中高级计量体系(AdvancedMeteringlnfrastructure,AMI)的用电信息采集系统的基础设备,智能电能表(SmartMeter)是供电企业和电力用户之间的联通渠道。它的推广使用是实现电力营销集约化、信息化和智能化管理的重要保证,并促进用户科学合理用电。按照***的企业标准,智能电能表应具有有功无功功率计量、用电信息管理、事件记录、费控与时段投切、安全认证等20类功能。为实现上述功能,智能电能表在硬件电路设计和元器件选用上需要执行了更高的要求和标准。对于承担电能表检验工作的网省电力公司和地市县供电公司的计量技术人员而言,掌握智能电能表的内部电路原理与各元器件功能将会极大提高智能电能表检验结果的公正性、可靠度和检验效率,也会促进生产厂家不断完善技术,保障电力用户的切身利益。1•智能电能表的硬件电路智能电能表按照应用环境划分可以简单分为应用于一般居民用户的单相智能电能表和应用于100kVA以上和以下的专用变压器用户等三相用电环境的三相智能电能表,按照费控方式划分可分为本地费控和远程费控两种。智能电能表的硬件电路构成可分为电能计量电路、微控制器(MicroControllerUnit,MCUX供电电源电路、通信电路、基于EPROM存储器或Flash存储器的用电信息存储电路、基于ESAM模块的密钥信息管理电路以及其它外围辅助电路包括液晶显示驱动电路、功能按键与报警电路等,利用MCU对各功能电路进行协调控制,实电能计量、费控控制、信息管理与存储、事件记录、异常报警、人机交换等功能。图1所示为三相费控智能电能表的硬件电路原理图。相对于单相费控智能表,三相费控智能表的特点在于计量电路较复杂、存储空间大、事件记录种类多、具有电网监测的功能等。图1三相费控智能电能表硬件电路原理示意图2智能电能表主要元器件与功能分析以三相远程费控智能电能表(负荷开关内置)为例,主要元器件包括:电能计量专用芯片、微控制器、ESAM模块、互感器(电流、电压乂光电耦合器、片式二极管、压敏电阻等。、电流采样、由强电信号转化成相应的弱点信号输入计量专用芯片。通过AD转换和乘法器运算,测量各相以及合相有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能;同时还能测量供电频率、电压有效值、相电流、功率因数以及相角等用电参数,电量信息以计数脉冲形式输出。考察计量芯片优劣的主要指标是输入动态范围内的非线性误差、测量值精度、一致性与芯片温度影响度。以中标安徽电网的首批三相费控智能电能表为例,使用的计量芯片为工业级ATT702