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1、(10)申请公布号 CN 103630740 A (43)申请公布日 2014.03.12 CN 103630740 A (21)申请号 201210305310.5 (22)申请日 2012.08.27 G01R 22/06(2006.01) (71)申请人 成都众山科技有限公司 地址 610000 四川省成都市高新技术开发区 桂溪工业园 (72)发明人 李强 (54) 发明名称 三相电能计量系统 (57) 摘要 本发明公开了三相电能计量系统， 包括设置 在三相电力线路中的电流互感器 CT 和电压互感 器PT， 所述电流互感器CT通过模拟开关连接有计 量芯片， 电压互感器 PT 也与计量芯片。
2、连接， 所述 计量芯片还连接有中央处理器 CPU， 所述中央处 理器连接有存储器。本发明的优点在于 ： 本设计 中的三相电能计量系统集检测、 计量、 控制、 存储、 显示、 通信等模块于一身， 并且可实现峰谷分时的 复费率计量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103630740 A CN 103630740 A 1/1 页 2 1. 三相电能计量系统， 其特征在于 ： 包括设置在三相电力线路中的电流互感器 CT 和电 压互感器P。
3、T， 所述电流互感器CT通过模拟开关连接有计量芯片， 电压互感器PT也与计量芯 片连接， 所述计量芯片还连接有中央处理器 CPU， 所述中央处理器连接有存储器。 2. 根据权利要求 1 所述的三相电能计量系统， 其特征在于 ： 所述中央处理器 CPU 还连 接有显示器。 3. 根据权利要求 1 所述的三相电能计量系统， 其特征在于 ： 所述中央处理器 CPU 还连 接有键盘电路。 4. 根据权利要求 1-3 中任意一项所述的三相电能计量系统， 其特征在于 ： 所述中央处 理器 CPU 还连接有通信电路。 5. 根据权利要求 4 所述的三相电能计量系统， 其特征在于 ： 通信电路为 RS-485。
4、 通信模 块， 中央处理器 CPU 通过 RS-485 通信模块与链接有上位机。 6. 根据权利要求 4 所述的三相电能计量系统， 其特征在于 ： 中央处理器 CPU 的型号为 MC68HC908LJl2。 7. 根据权利要求 4 所述的三相电能计量系统， 其特征在于 ： 计量芯片为三相电能计量 芯片 ATT7022B。 权 利 要 求 书 CN 103630740 A 2 1/3 页 3 三相电能计量系统 技术领域 0001 本发明涉及电能计量监控设计， 具体是指三相电能计量系统。 背景技术 0002 电能计量系统是衡量电能消费数量的计量仪器， 其技术性要求很高。它既要求能 精确计量， 更要。
5、求能稳定工作， 并能保证长期高度的可靠性。目前， 由于近年来能源的日益 紧张， 电力供应时常出现短缺现象， 各地纷纷采取了各种应对措施， 很多地区不约而同地出 台了峰谷分时电价和避峰电价政策， 因此， 多费率表市场需求进一步加大， 尤其是大工业用 户， 对三相多费率表的需求快速增长。另外， 随着现代电子产业和电力系统的不断发展， 电 能计量系统正在向智能化、 多功能的方向发展， 可以测量多种参数， 并可实现自动抄表、 分 时费率、 实时费率、 预付费等多种功能的测量电路和集成化、 模块化已成为未来发展的趋 势。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种三相电能计量系统， 本设计中的三相电能。
6、计量系统集 检测、 计量、 控制、 存储、 显示、 通信等模块于一身， 并且可实现峰谷分时的复费率计量。 0004 本发明的实现方案如下 ： 三相电能计量系统， 包括设置在三相电力线路中的电流 互感器 CT 和电压互感器 PT， 所述电流互感器 CT 通过模拟开关连接有计量芯片， 电压互感 器 PT 也与计量芯片连接， 所述计量芯片还连接有中央处理器 CPU， 所述中央处理器连接有 存储器。 0005 所述中央处理器 CPU 还连接有显示器。 0006 所述中央处理器 CPU 还连接有键盘电路。 0007 所述中央处理器 CPU 还连接有通信电路。 0008 通信电路为 RS-485 通信模块。
7、， 中央处理器 CPU 通过 RS-485 通信模块与链接有上 位机。 0009 中央处理器 CPU 的型号为 MC68HC908LJl2。 0010 计量芯片为三相电能计量芯片 ATT7022B。 0011 本发明的设计原理为 ： 电能计量系统最重要的功能是精确测量各种电能参数， 如 电压、 电流、 有功功率、 无功功率、 频率、 功率因数、 欠压和断相检测、 谐波分析等。本系统采 用专用的计量芯片来检测电信号， 即三相电能计量芯片 ATT7022B 来检测电信号， 同时配以 中央处理器 CPU （MC68HC908LJl2） 编程来实现多种功能。系统主要由检测、 计量、 控制、 存 储、 。
8、显示、 键盘、 通信接口和电源等部分组成。其中， 检测部分由精密的电流互感器 CT、 电压 互感器 PT 和外围处理电路组成， 可将得到的电流、 电压、 频率、 相位等实时数据输入到计量 芯片中。计量芯片通过对各个输入信号进行计量， 可将计量得到的各种电能参数输入到控 制部分(即中央处理器CPU中)， 然后由中央处理器CPU中的程序决定它将那些参数经过处 理后送到存储器中储存， 同时送到显示部分进行显示。 显示部分采用高品质液晶显示器， 可 说 明 书 CN 103630740 A 3 2/3 页 4 显示 4 行， 每行 20 个字符。如果需要实现分时费率的功能， 则可以在编程时将各时段的电。
9、 价编入程序中， 然后通过实时时钟测量时间， 以确定此时段的电价并加以分时计费。 通信电 路采用 RS-485 通信模块来和上位机进行通信， 通信电路中本系统采用 MAX4872 芯片， 该芯 片为单一 +5 V 电源供电， 有 8 个引脚而且使用简单、 方便。如果通信电路接到电力线上位 机的命令， 则将命令传输到中央处理器 CPU， 再根据命令将电能参数传送到上位机， 这样便 可以实现自动抄表和远程控制等功能。 0012 基于性能和成本等方面的考虑， 作为电能计量系统核心部件的中央处理器 CPU 可 选择飞思卡尔半导体公司的 MC68HC908LJl2。MC68HC908IJl2 是一款适用。
10、于电能计量设计 的 8 位 MCU， 是基于 HC08 架构的通用器件， 具有 12K 字节的 Flash 存储器、 512 字节的 RAM， 以及一个红外通信接口、 一个串行外设接口、 一个 AD 转换器、 8 个键盘输入中断和一个 LCD 驱动器模块。电能的计量芯片可选择三相电能计量芯片 ATT7022B。ATT7022B 是一款高精 度且功能强大的多功能防窃电基波谐波三相电能专用计量芯片， 该芯片适用于三相三线和 三相四线应用， 而且使用十分方便。ATT7022B 内部的电压检测电路可以保证加电和断电时 正常工作， 它提供有一个SPI接口， 可以方便地与外部MCU之间进行计量参数以及校标。
11、参数 的传递。存储器则可采用带有 SPI 接口的铁电存储器 FM33256。FM33256 是 Ramtron 公司 推出的一款带高速串行SPI接口且内含FRAM处理器的外围系列产品， 它在小型封装中整合 了非易失性 FRAM， 能降低成本、 减小电路板空间并支持以处理器为基础系统的常用功能， 非 常适合用于先进的多功能电能表。 0013 本发明的优点在于 ： 本设计中的三相电能计量系统集检测、 计量、 控制、 存储、 显 示、 通信等模块于一身， 并且可实现峰谷分时的复费率计量。 附图说明 0014 图 1 为本发明结构示意图。 具体实施方式 0015 实施例一 如图 1 所示。 0016 。
12、三相电能计量系统， 包括设置在三相电力线路中的电流互感器 CT 和电压互感器 PT， 所述电流互感器 CT 通过模拟开关连接有计量芯片， 电压互感器 PT 也与计量芯片连接， 所述计量芯片还连接有中央处理器 CPU， 所述中央处理器连接有存储器。 0017 所述中央处理器 CPU 还连接有显示器。 0018 所述中央处理器 CPU 还连接有键盘电路。 0019 所述中央处理器 CPU 还连接有通信电路。 0020 通信电路为 RS-485 通信模块， 中央处理器 CPU 通过 RS-485 通信模块与链接有上 位机。 0021 中央处理器 CPU 的型号为 MC68HC908LJl2。 002。
13、2 计量芯片为三相电能计量芯片 ATT7022B。 0023 本发明的设计原理为 ： 电能计量系统最重要的功能是精确测量各种电能参数， 如 电压、 电流、 有功功率、 无功功率、 频率、 功率因数、 欠压和断相检测、 谐波分析等。本系统采 说 明 书 CN 103630740 A 4 3/3 页 5 用专用的计量芯片来检测电信号， 即三相电能计量芯片 ATT7022B 来检测电信号， 同时配以 中央处理器 CPU （MC68HC908LJl2） 编程来实现多种功能。系统主要由检测、 计量、 控制、 存 储、 显示、 键盘、 通信接口和电源等部分组成。其中， 检测部分由精密的电流互感器 CT、 。
14、电压 互感器 PT 和外围处理电路组成， 可将得到的电流、 电压、 频率、 相位等实时数据输入到计量 芯片中。计量芯片通过对各个输入信号进行计量， 可将计量得到的各种电能参数输入到控 制部分(即中央处理器CPU中)， 然后由中央处理器CPU中的程序决定它将那些参数经过处 理后送到存储器中储存， 同时送到显示部分进行显示。 显示部分采用高品质液晶显示器， 可 显示 4 行， 每行 20 个字符。如果需要实现分时费率的功能， 则可以在编程时将各时段的电 价编入程序中， 然后通过实时时钟测量时间， 以确定此时段的电价并加以分时计费。 通信电 路采用 RS-485 通信模块来和上位机进行通信， 通信电。
15、路中本系统采用 MAX4872 芯片， 该芯 片为单一 +5 V 电源供电， 有 8 个引脚而且使用简单、 方便。如果通信电路接到电力线上位 机的命令， 则将命令传输到中央处理器 CPU， 再根据命令将电能参数传送到上位机， 这样便 可以实现自动抄表和远程控制等功能。 0024 基于性能和成本等方面的考虑， 作为电能计量系统核心部件的中央处理器 CPU 可 选择飞思卡尔半导体公司的 MC68HC908LJl2。MC68HC908IJl2 是一款适用于电能计量设计 的 8 位 MCU， 是基于 HC08 架构的通用器件， 具有 12K 字节的 Flash 存储器、 512 字节的 RAM， 以及。
16、一个红外通信接口、 一个串行外设接口、 一个 AD 转换器、 8 个键盘输入中断和一个 LCD 驱动器模块。电能的计量芯片可选择三相电能计量芯片 ATT7022B。ATT7022B 是一款高精 度且功能强大的多功能防窃电基波谐波三相电能专用计量芯片， 该芯片适用于三相三线和 三相四线应用， 而且使用十分方便。ATT7022B 内部的电压检测电路可以保证加电和断电时 正常工作， 它提供有一个SPI接口， 可以方便地与外部MCU之间进行计量参数以及校标参数 的传递。存储器则可采用带有 SPI 接口的铁电存储器 FM33256。FM33256 是 Ramtron 公司 推出的一款带高速串行SPI接口且内含FRAM处理器的外围系列产品， 它在小型封装中整合 了非易失性 FRAM， 能降低成本、 减小电路板空间并支持以处理器为基础系统的常用功能， 非 常适合用于先进的多功能电能表。 0025 如上所述， 则能很好的实现本发明。 说 明 书 CN 103630740 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103630740 A 6 。