10kV一体化高压电能计量装置的设计

发布时间：2017-03-19 10:04

  本文关键词：10kV一体化高压电能计量装置的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着经济的快速发展、科技的突飞猛进,各种电子、电力设备不断涌现,使得我国用电量进一步增加。因此,对电能的精确计量是至关重要的。电能计量装置的计量准确度不仅和我国居民的切身利益息息相关,还对国家电力工业和电力用户的合法权益有着重要的影响,如何进一步减小计量装置的误差就成为了当前所必须考虑的问题。在我国,10kV配电网担负着几乎所有的用电量任务,所以对10kV配电网中高压电能的精确计量是非常重要的。本文主要设计专用于10kV大用电用户的电能计量装置。该一体化计量装置由电子式电压互感器、电子式电流互感器、计量终端以及显示用表组成。其中,计量终端主要由CPU控制模块、电能采集模块、存储模块、实时时钟模块、通讯模块、电源模块等组成。利用专用计量芯片ADE7878进行电压、电流等用电信息的实时采集;以Keil 3.8开发环境进行程序设计,并以LPC2368作为CPU进行多任务处理。采用模块化思想进行编程设计以提高工作效率,增加程序的可读性和可移植性。传统的组合式电能计量装置主要是由电磁式电压互感器、电磁式电流互感器、电能表等分离部件组成,采用含有铁芯、铜芯的电磁式互感器使得计量装置损耗较大,不符合智能电网的发展趋势。而本文所设计的计量装置将电子式电压、电流互感器和计量终端作为有机的整体进行一体化设计,实现了电子式互感器和电能表的无缝连接,无需外加补偿电路分别对电流、电压互感器进行补偿,避免了外界环境变化对补偿电路的影响。因此,该一体化装置的计量精度优于传统的组合式电能计量装置,且该装置的计量误差符合国际电工委员会(IEC)的规范要求。将互感器和计量终端进行整体封装后悬挂于线杆顶部,只将显示用表置于线杆底部供抄表人员及用户查看,可以有效防止低压侧窃电行为的发生。对该一体化计量装置进行了功能测试。测试结果表明该装置的精度为有功0.5S级,无功2.0级,达到了设计要求。
【关键词】：一体化 ADE7878 ARM7 整体准确度 防窃电
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 课题研究概况11-13
• 1.2.1 互感器的发展概况11
• 1.2.2 电能表发展概况11-12
• 1.2.3 一体化电能计量装置的优点12-13
• 1.3 论文主要内容及结构安排13-14
• 第2章 一体化计量装置的设计方案14-20
• 2.1 传统的组合式计量装置14-15
• 2.1.1 传统组合式计量装置设计方案14-15
• 2.1.2 传统的组合式电能计量装置存在的问题15
• 2.2 10kV一体化计量装置设计方案15-18
• 2.3 三相四线制电能计量原理18
• 2.4 本章小结18-20
• 第3章 10kV一体化计量装置的软硬件设计20-40
• 3.1 一体化计量装置的组成和功能20-22
• 3.1.1 一体化计量装置的目标功能20
• 3.1.2 一体化计量装置的主要技术指标20-21
• 3.1.3 计量单元结构21-22
• 3.2 电源模块22-29
• 3.2.1 高压侧常用取能电源22-24
• 3.2.2 电容分压取能电源设计24-27
• 3.2.3 计量终端电源电路设计27-29
• 3.3 CPU模块29
• 3.4 采样模块29-33
• 3.4.1 ADE7878的特点29-30
• 3.4.2 采样电路设计30-33
• 3.5 其他模块电路设计33-35
• 3.6 系统程序设计35-38
• 3.6.1 主控程序设计35-36
• 3.6.2 采集模块的程序设计36-38
• 3.6.3 通讯模块程序设计38
• 3.7 本章小结38-40
• 第4章 10kV一体化计量装置的校准与测试40-50
• 4.1 10kV一体化计量装置功能测试40-45
• 4.1.1 CPU模块功能测试40-41
• 4.1.2 通信模块功能测试41-43
• 4.1.3 采集模块功能测试43-45
• 4.2 10kV一体化计量装置精度校准45-49
• 4.2.1 校准流程45-48
• 4.2.2 计量精度校准48-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第5章 总结与展望50-52
• 5.1 本文研究内容与成果50
• 5.2 本文需改进之处50-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果55-56
• 致谢56

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