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恩智浦推出新型电能计量芯片
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下载所得到的文件列表电能计量技术 --作业 2014.doc
文档介绍：
《电能计量技术》作业(注意: 每个同学作 10 个题目, 学号的末尾数为 1 的同学依次选题号为 1、 11、 21、 31、 41、 51、 61、 71、 81、 91等 10 个题目; 学号末尾数为 0 的同学就选 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、 100 十个题目,其他学号的同学仿照这样选题, 把题目复制到你做的文本上, 通过网络平台发给我, 不能复制其他同学做好的,雷同的都没有成绩。请各位同学认真做一做。 1.什么是电能计量装置?它的作用是什么?电能表装置是如何进行分类的? 2.电能表额定最大电流和基本电流的物理意义是什么? 3.单相感应式电能表的电压元件和电流元件在结构上有什么特点? 4. 回磁极的作用是什么?正在运行的电能表,若回磁极突然断裂,电能表的转速有何变化?为什么? 5.移进磁场是如何形成的?电能表的转盘制动的条件是什么?转动方向如何? 6. 制动力矩是如何形成的?电能表在没有接入负载时,制动力矩是否存在?制动力矩的方向与制动磁铁的磁极性有何关系? 7. 为什么计度器的读数能反映负载所消耗的电能?为什么各分量电能表每月要为总电能表要交 1kWh 的电费? 8.绘出感应式电能表的实际相量图和理想相量图,并说明电能表正确测量电能的条件。 9. 什么是电能表的基本误差和附加误差?电能表的附加力矩有那些?造成的误差是基本误差还是附加误差? 10.补偿力矩是如何形成的?补偿力矩与负载电流有何关系? 11.什么是电能表的负载特性曲线?怎样用负载特性曲线分析电能表的特性? 12.大用户电能表每 3个月左右校表一次,若当天校表夏天使用,那么调整时应使电能表的误差偏负些还是偏正些?为什么?(功率因数等于 1.0 的条件下) 13.电能表的调整装置有哪些?满载调整装置调那个力矩?为什么?为什么要设置相位角调整装置? 14. 什么叫潜动?产生潜动的原因是什么?如何坚持潜动是否存在?如何采取措施防潜? 15.简述电子式电能表的工作原理,画出电子式电能表的组成框图。 16.电子式电能表是由哪几部分组成的?各部分的作用是什么? 17.电子电能表中可以利用哪几种乘法器? 各种乘法器的原理是什么? 18.数字式电能计量专用芯片与模拟式电能计量专用芯片,工作原理是否相同?哪种芯片的性能更优越?为什么? 19.脉冲电能表由哪几部分构成?画出脉冲电能表的构成框图。 20.什么是最大需量表?我国规定需量周期是多少?计量最大需量的意义是什么? 21.测量最大需量的方法有哪几种?哪一种更准确、合理,为什么?多功能电能表采用哪种方法测量最大需量? 22. 电子式 IC 卡预付费电能表由哪几个主要功能模块组成?各组成部分的功能是什么? 画出电子式 IC卡预付费电能表组成框图。 23.用户携带 IC卡到供电部门指定的售电系统购电后,使用时应注意什么?预付费电能表可防止哪几种窃电方式? 24.非易失存储器采用哪种类型的存储器?其作用是什么? 25.分时计量电能的意义是什么?一天 24h 分为用电的哪几个不同时段? 26.为电能表分时计量电能提供标准时间的实时时钟分为哪几种? 其特点怎样?分时计量电能表有哪两个通信接口? 27.电子式单相分时预付费电能表是一种什么样的电能表? 其主要功能? 28.电子式多功能电能表主要由哪两部分组成?电子式多功能电能表中通过软件可实现哪些功能? 29.电子式多功能电能表中的非易失存储器 EPROM 可保存哪些数据? 30.电子式电能表的误差主要是由哪几部分引起的?电子式电能表误差的调整有哪几种方式? 31.电流互感器和电压互感器有哪些功能?测量互感器在使用过程中应注意些什么? 32.测量互感器产生误差的主要原因是什么?什么是变比误差和相角误差?消除误差的方法有哪些?二次负载对测量互感器误差的影响如何? 33. 某用户进线电流互感器( LGF 型) S2N=15VA ,用作电能计量,其二次回路接电流表、瓦特表、有功和无功电能表各一只,由电流互感器至主控制室的铜导线长 50m ,电流互感器采用 Y形连接。试确定二次导线的截面(已知无功电能表 b相线圈容量为 1.16VA ,a、c相线圈容量为 2.0VA )。 34. 两台电流互感器按 V 形接线,其二次回路阻抗实测数据如下: Zam=0.35 Ω,Rk=0.25 Ω,Zcm=0.35 Ω,RL=0.18 Ω。设互感器二次额定电流为 5A ,试选择电流互感器的容量。 35.某三相三线电路,其电压互感器接成 VVN0 型, 二次侧接有功和无功电能表( DX1 ) 各一只,在线电压 ac间还接有电压表一只,求每台互感器二次的负载。 36. 某变电所的电压互感器接成 Yyn0 型,其二次侧接有 2 只有功电能表、 2 只无功电能表、 3只电压表.求每台互感器的负载,并选择互感器的容量。 37.电压互感器二次导线引起的误差有哪些?如何进行补偿? 38. 某单相电压互感器的二次侧接有负载 50VA , cos φ=0.8 ,每根连接导线的电阻为 0.6 Ω, 试求导线电阻引起的误差。 39.如图 1所示单相电能表的接线方式,画出相量图,写出有功功率和驱动力矩的表达式,判断转盘的转动方向。( a)( b) 图1单相电能表的接线方式 40.单相电能表按标准接线方式接线,当负载为容性时,画出相量图,写出有功功率和驱动力矩的表达式,判断转盘的转动方向。 41.用两只单相有功电能表按图 2所示接线,可测得的电能是多少? (设三相电路对称, 负载为感性负载) 图 2 42.证明:用两只单相有功电能表或三相二元件有功电能表按两表法接线可以测量三相电路有功电能。 43.证明:内相角为 60°的三相二元件无功电能表适用于三相三线制电路,只要三相电压对称,无论负载是否对称,都可以正确计量无功电能。 44. 证明:用 60° 相角差原理制成的三相三元件无功电能表适用于三相四线制电路,只要三相电压对称,无论负载是否对称,都可以正确计量无功电能。 45.证明:带有附加电流线圈的三相无功电能表适用于三相三线和三相四线制电路,只要三相电压对称,无论负载是否对称,都可以正确计量无功电能。 46.有一单相电能表经电流,电压互感器接入电路测量电能,电能表和互感器的误差试验结果见表 1求: 表 1 ( 1)电能表在满载, cos φ=1.0 时,互感器的合成误差和电能计量装置的综合误差。(2)电能表在满载, cos φ=0.5 感性及容性)时, 互感器的合成误差和电能计量装置的综合误差。 47.三相二元件有功电能表经电流互感器(形)电压互感器(形)接入电路测量三相电能,电能表和互感器的误差试验结果见表 2,求: ( 1)电能表在满载, cos φ=1.0 时,互感器的合成误差和电能计量装置的综合误差。( 2)电能表在满载, cos φ=0.5 感性及容性)时, 互感器的合成误差和电能计量装置的综合误差。表 248.电能计量装置停电接线检查和带电接线检查的内容分别是什么? 49.互感器的停电检查都有哪些内容?如何带电检查1
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内置晶振SOP—8封装
CSE7758是一款高性价比的单相计量芯片，它将平均有功功率以频率的形式直接输出，并且可以直接驱动步进机。
内置振荡器
宽模拟信号输入，可以输入峰峰值为±1V的模拟信号
低功耗，﹢5V单电源工作，工作时功耗小于20mW
SOP-8封装&
单相电能表
烧录器安装程序新一代单相多功能电能计量芯片工作原理及应用
【作者】张继祥，上海贝岭股份有限公司
【引言】本文介绍一款新型单相多功能电子电能计量芯片BL6523A及其实际应用方案与应用技巧，它适用于简单单相多功能或单相电力线载波电能表应用，具有较高性价比。
本文介绍一款新型单相多功能电子电能计量芯片BL6523A及其实际应用方案与应用技巧，它适用于简单单相多功能或单相电力线载波电能表应用，具有较高的性价比。BL6523A集成了3路高精度Sigma-Delta
ADC、参考电压、电源管理等模拟电路模块，以及处理有功功率、视在功率、电流电压有效值等电参数的数字信号处理电路。该芯片具有两个电流采样端，分别采样火线和零线电流，当两者相差超过设定的阈值时，发出指示信号，表明有窃电行为或错误接线。它能够测量单相有功能量、视在能量、功率因子、电流电压有效值、线频率等参数；具有失压及过压监测功能、电流电压峰值检测、过零检测，能够充分满足简单单相多功能电能表的需要。该芯片集成一个SPI接口，方便与外部MCU之间进行计量参数以及校表参数的传递，它支持全数字域偏置补偿、增益调整、相位校正(最大±2.54°可调)等。另外它的有功功率校验输出快速脉冲CF可以直接接到标准表进行误差校正。
电能计量的基本原理是把输入电压和电流信号按照时间相乘，得到功率随着时间变化的信息。在实际应用中，电流和电压信号先分别经高精度模数转换(ADC)将模拟信号转换为数字信号，然后通过降采样滤波器(SINC4)、高通滤波器(HPF)滤去高频噪声与直流增益，得到需要的电流采样数据和电压采样数据。将电流采样数据和电压采样数据相乘后，便得到瞬时有功功率，接着经过低通滤波器(LPF1)输出平均有功功率。电流采样数据和电压采样数据分别通过平方电路、低通滤波器(LPF2)、开平方电路，得到电流有效值和电压有效值。同时分别计算A和B路有功功率，缺省输出A路功率，并通过一定时间的积分获得有功能量。可以通过MODE寄存器外部控制，使有功能量采用A路或B路进行累积。
下面以一个实际应用为例说明用BL6523A进行电能表设计。设计表的量程为10(60A)，电表常数1,600imp/kWh；电压、电流输入允许最大信号为±660mV峰峰值。设计过程中需要特别注意：
1.电压通道方面考虑需要满足130%Un的过压以及信号冗余，可通过电阻匹配将220V AC电压降至280mV左右，作为电压通道输入。
2.电流通道要考虑锰铜的发热，10(60A)表可采用200~250微欧锰铜，假设采用250微欧锰铜，在Imax电流时电流输入通道的采样信号为60A&250微欧＝15mV
rms；根据电流通道的最大允许输入信号，电流通道可采用16倍增益。
3.计算WA_CFDIV系数。根据电表常数1,600imp/kWh可知在Imax时对应的CF输出频率为(220&60&1,600)/(3,600&1,000)=5.87Hz，此时电压通道输入信号为280mV rms，1倍增益；电流通道输入信号为15mV rms，16倍增益；对应到满幅信号输入时的CF输出频率为(5.87&467&467)/(280&15&16)=18.05Hz。
BL6523A SPI数据通信SPI端口操作注意事项：1. 上电后需要约400mS的复位初始化时间，所以应在上电完成后延时400mS再对BL6523A进行操作。2.
SPI端口由/CS、SCLK、DIN、DOUT四根信号线组成，/CS的下降沿使SPI端口复位，使BL6523A处于通信模式(在整个数据传送期间，/CS保持低电平，在数据传送期间使/CS变为高电平将停止数据传送，并使串行总线处于高阻状态)，串行时钟(SCLK)由MCU产生，所有的数据传送操作均由SCLK进行同步，在SCLK的上升沿从DIN数据管脚移入BL6523A；在SCLK的上升沿数据从DOUT数据管脚移出BL6523A。3. 在通信模式下，BL6523A的通信寄存器被写入。写入到通信寄存器内的数据决定下一个数据传送操作是读出或写入，同时还决定访问哪一个寄存器。因此，芯片的所有数据传送操作都必须从写入通信寄存器开始。通信寄存器是一个8位寄存器，最高两位决定下一个数据操作是读出还是写入，最低有效位(LSB)开始的6位数据决定访问寄存器的地址。
当被访问的目标寄存器的最低有效位被读出或写入时便完成了数据传送。一旦完成数据传送，BL6523A重新进入通信模式。每次读/写操作所需的SCLK的脉冲个数均为32个。SPI读写操作时所有的读写指令均为32Bit，包括命令字节(8Bit)和数据(24Bit)；如寄存器数据位数不足24Bit，则前面补0凑足24Bit；如果数据为补码形式，则在补码前填充0扩展到24位。
随着电能计量设施和自动抄表系统的不断完善，今后对电能计量芯片的要求将越来越高，虽然芯片性能及功能将不断提高，但其基础性的内容不会改变，只是应用方案将会更为丰富。
(注：本文原文刊载于《》2013年第01期，转载请注明出处)
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