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电子式电能表的计数原理

发布时间:2010/06/18

    目前大家接触最多的电子式电能表都是采用美国模拟器件企业(Analog  Devices企业)的AD7755芯片为核心的表计。此类表计多为8次脉冲输出,1次显示字轮驱动,即脉冲输出与显示字轮驱动的比例为8:1,也就是说在脉冲输出端(CF端)连续输出到第8个脉冲时,才输出1个脉冲到显示字轮驱动;显示字轮驱动采用的是两相步进电机,每次电表通电后芯片总是先输出第一相驱动脉冲,当芯片输出第一相驱动脉冲后才能输出第二相脉冲驱动步进电机带动显示字轮,从而对负荷进行计量显示。 
    以AD7755芯片为核心的电能表存在的缺陷          

    AD7755芯片内部没有掉电保持的计数器及状态存储器,每次掉电后再上电时,芯片总是从初始状态开始计数;它在小电流负荷时还存在非线性误差。从其计数原理大家可以分析出,在以下三种情况下必然造成对用电量的漏计:

    第一种情况:在用电过程中,当脉冲输出端(CF端)输出脉冲个数不为8的整数倍的时刻如遇停电,此时电表最多将漏计7个脉冲。这是由于AD7755芯片内部没有掉电保持计数器造成的。

    第二种情况:由于电表芯片每次在通电后总是先输出第一相驱动脉冲,因而当芯片输出第一相驱动脉冲后如遇停电,再通电时,芯片仍然输出第一相驱动脉冲,而此时两相步进电机不会动作,这样电表最多就将漏计8个脉冲。这是由于AD7755芯片内部没有状态存储器造成的。

    第三种情况:AD7755芯片在负载电流小于启动电流一定程度(此电流对于不同的表计其电流闸值有所不同)时,输出脉冲端(CF端)与两相步进电机驱动脉冲比例不再是8:1(其比例值与具体的表计及负载电流有关)。实验中用一只5(10A)的电子式电能表进行测试,其负载采用一只27K纯电阻,同时对表计的CF端和字轮驱动脉冲输出端进行监测,连续通电12h。发现表计CF端脉冲输出约为30个,属正常;但字轮驱动没有脉冲输出(正常情况下应该输出30/8个),明显可以看出,此时CF端脉冲输出数与字轮驱动脉冲输出数的比例不再是8:1,而是远大于8:1。实验结果表明:如果用电户的负荷当低于某个值时(如电器处于待机状态、插座上的氖泡或低功耗灭蚊器等负载),该电表几乎不计量,而CF端仍然有脉冲输出。这是由于AD7755芯片在小电流负荷时存在非线性误差所造成。

    数采器对电子式电能表抄读原理           

    数采器上的每一个电表插口对应于一块电表,靠脉冲线将电子表脉冲输出端(CF端)输出的脉冲传输到数采器内部进行处理,将其换算成电量。如果某块表的脉冲常数是1600rim/Kwh,则当数采器采集到1600个脉冲时,就换算成1度电量。数采器内部有掉电保持的计数器,不会由于停电而造成脉冲的漏计。

    现在大家来分析一下电子式电能表在集抄系统中出现抄读误差的原因:         

    从前面的阐述中可以明确:在用电过程中,每停电一次电子式电能表的显示字轮驱动将漏计1——15个脉冲,由于数采器具有掉电保持功能,可以准确记录CF端输出的每个脉冲;在小负荷(负载电流小于表计启动电流一定程度)状态下,表计几乎不计度,而CF端仍有脉冲输出,数采器照常在计度。最终表象为数采器抄读数总是大于电表显示数,实际上是电子式电能表漏计了用电量。

    美国模拟器件企业(Analog Devices企业)怎么说?

    大家可以到Analog  Devices企业(美国模拟器件企业)的网站上去查看,该企业已经推出ADE7755芯片可以全面替换AD7755芯片,同时AD7755芯片已经废止,根据该企业网站上的公开资料分析,ADE7755芯片解决了小电流负荷下的非线性误差问题,但掉电情况下出现的漏计脉冲问题仍然存在。

    用了这种电表来实现集中抄表该怎么办?         

    用AD7755芯片生产的电子式电能表,存在以上缺陷是固然的,这种电表用在集抄中,表象为一个月数采器抄读数比电表显示数大2——10度(视不同表计类型、不同容量、不同用电负荷而不尽相同),这个差值实际上就是表计漏计掉的用电量。这种电表用于集抄中出现这种现象后,为保证数采器抄读数与电表读数一致,建议每半年采用掌上电脑在现场进行修正一次;其次是,在订购电子式电能表时,建议要求采用ADE7755芯片的表计(至少可以解决小电流负荷下的非线性误差问题)。

 

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