一种新型多功能电能计量表的设计

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3.0 朱铭铭 2024-09-20 5 4 410KB 4 页 150积分

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一种新型多功能电能计量表的设计

摘要：本文设计了一种新型的多功能电能计量表。首先对系统的整体架构和硬件结构作简要说明；然后对于系统的功能模

块划分和对各部分功能和流程作详细的描述，尤其是各部分的同步和协调；最后对于底层驱动、基础的数据输入与输出功

能模块部分作了详细设计，从而为后继的计量与分析功能的实现准备相应的基础。

关键字：电能计量表；DSP 平台；SPI 总线；A/D 转换

中图分类号:TP391.42 文献标识码:B

The Design of A New Kind of Multi-Function Electric Power Meter

LIU Chang

Changchun Fishery Research Institute 130033

Abtract:This paper designs a new kind of multi-function electric power meter. Firstly, it explains on the whole architecture and

hardware structure in general, and then it divides the system based on function model and describes functions and workflow of these

models in detail, especially the synchronize and accordance of all parts. At last, it designs the drive and basic data input and output

function module detailed, which is prepared for the implements of the later calculate and analysis function.

Key Words: Electric Power Meter；DSP Platform；SPI Bus；A/D Convert

0 引言

随着电力行业测量与管理的自动化、智能化和网络化的逐步推进，对精度高且带分析功能的多功能电

能计量表的需求日益强烈。这种多功能电表是建立在电力电子技术、现代电路技术、数字信号处理技术等基

础上集计量和初步分析功能于一体的仪表，它一方面需要完成各种基本的电参数的实时测量，另一方面

在此基础上增加电能状况的初步分析功能，最后通过相应的传输信道与服务器进行数据交换和操作交互

[1]。本文使用被电力系统已经认同并广泛使用的 TI“TMS320F2808”定点 DSP 平台，设计了一种新型的多

功能电能计量表。

1 多功能电能计量表的硬件结构

在电力测量行业中采用的硬件平台架构中通常采用 DSP 加 MCU 的架构方式，这个结构己经为国内外的

计量表厂商所逐步接受并认可[1]。其中 DSP 系统部分主要完成相关的测量与计算，MCU 系统部分只负责显

示与通讯等功能扩展。本课题也正是在这种被广泛采用的硬件系统上来完成系统的设计。

在该选定的硬件平台上，DSP 硬件采用了 TI 公司的 TMS320F2808，用于完成相应的测量与计算，并通

过 SPI 总线与后级 MCU 交互；MCU 主要负责从 DSP 读取数据并显示并用于二次扩展其它功能。图 1 是本文所

讨论的新型的多功能电能计量表的板级外围硬件结构示意图。

上述的外围硬件中，电压互感器(PT)、电流互感器(CT)按国家标准“DL/T 5137-2001 电测量及电能计

量装置设计技术规程”中的规格指标来选择，其配合了阻容网络等完成取样及信号调理，能最小程度地

引入附加的相位误差[2] 。AD 选用了美国 AD 公司(Analog Device Inc.)的六通道 16 位高速AD 转换器

AD73360，以交流耦合差分输入方式对信号进行采样，通过外加高速时钟的控制下满足同时对三路电压和

三路电流的采集要求。此外，该硬件平台在 A 相、B相和 C 相上同时设计了供电模块，从而保证任何一相或

两相失压时，系统仍能正常的工作。

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摘要：

一种新型多功能电能计量表的设计摘要：本文设计了一种新型的多功能电能计量表。首先对系统的整体架构和硬件结构作简要说明；然后对于系统的功能模块划分和对各部分功能和流程作详细的描述，尤其是各部分的同步和协调；最后对于底层驱动、基础的数据输入与输出功能模块部分作了详细设计，从而为后继的计量与分析功能的实现准备相应的基础。关键字：电能计量表；DSP平台；SPI总线；A/D转换中图分类号:TP391.42文献标识码:BTheDesignofANewKindofMulti-FunctionElectricPowerMeterLIUChangChangchunFisheryResearchInstitute1...

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