三相远程费控智能电能表设计

摘要

随着国家智能电网发展战略的确定，做为其建设基石的智能电表也得到了较大的发展空间，国家电网公司根据自身的需求，制定并发布了符合中国国情的一系列技术规范和技术标准。目前，智能电表正在迅猛发展，逐步取代传统的机械式电表、普通电子式电表。与传统电表相比较，智能电表具有计量精度高、功能齐全、性能稳定、同时具备系统自动监测及修复功能，极大地方便了电力人员对居民用电的管理。本文设计的三相远程费控智能电能表，参考国网公司关于三相智能电表的功能要求和设计规范，除了具有计量功能外，还具有用电信息采集、双向通信、远程费控、掉电监测、防窃电、负荷开关控制等功能。
　　本文首先介绍了智能电能表的背景，当前国内外智能电能表的发展现状，并详细介绍了三相远程费控智能电能表设计的主要功能和技术指标。然后重点介绍了智能表的硬件总体设计，以ADI公司的ADE7858三相表计量芯片和基于ARM Cortex-M3内核的MCU LPC1766为核心，采用模块化设计技术，详细介绍了电源模块、计量模块、微控制器模块、RS485通信模块、红外通信模块、负荷控制模块等关键电路的功能和工作原理。软件从软件工程的角度出发，采用面向对象的模块化设计思想，将电能表软件划分成若干个功能独立的模块，各模块独立开发，具有统一的格式和规范；模块间采用统一接口，方便访问和调用，各模块功能可以根据具体需求进行配置，整个软件设计做到了易于开发和维护。最后介绍了智能电能表的系统调试，并对电能表的准确度、电气性能、绝缘性能、电磁兼容以及软件功能进行了详细的测试验证，并给出了具体的测试数据。通过中国电力科学研究院出具的检测合格报告可以得出：设计的三相远程费控智能电能表是款性能可靠、抗干扰能力强、计量精确的电能表，完全满足国家电网公司对三相远程费控智能电能表的要求，具有广阔的应用前景。最后，对智能电表的今后发展做出了一个展望，通信方式的不断发展，将促进智能电表向更加智能化、网络化、多功能化、人机交互化方面高速发展。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 智能电能表的国内外发展现状

1.3 三相远程费控智能电能表主要功能和技术指标

1.4 论文主要内容及结构安排

第2章 三相远程费控智能电能表硬件设计

2.1 总体结构设计

2.2 电源模块设计

2.3 计量模块设计

2.4 微控制器模块设计

2.5 RS485通信模块设计

2.6 红外通信模块设计

2.7 负荷控制模块设计

2.8 其他模块电路设计

2.9 本章小结

第3章 三相远程费控智能电能表软件设计

3.1 软件总体结构设计

3.2 主程序设计

3.3 驱动层设计

3.4 应用层设计

3.5 本章小结

第4章 系统调试及验证

4.1 系统调试

4.2 准确度要求试验

4.3 电气要求试验

4.4 绝缘性能验证

4.5 电磁兼容试验

4.6 软件功能验证

4.7 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录A 产品检测报告

致谢

攻读学位期间的研究成果