新型單相防竊電電子式電能表
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1.2 總體工作原理
MSP430F42x單相防竊電電子式電能表的工作過(guò)程程中有2個(gè)關(guān)鍵值：外部電壓（電網(wǎng)電壓、供電CT產(chǎn)生或者兩者共同起作用的電壓）和電壓有效值。當外部電壓不存在時(shí)，電表在睡眠狀態(tài)，僅保持RTC 運行和LCD顯示。在外部電壓存在的情況下，若電壓有效值大于電網(wǎng)電壓的最小極限值（80 V），則認為電網(wǎng)電壓存在，電能表在正常計量狀態(tài),通過(guò)電流回路和電壓回路的實(shí)際測量值計量；若電壓有效值小于電網(wǎng)電壓的最小極限值（80 V），則認為電網(wǎng)電壓不存在，此時(shí)進(jìn)入移除主電壓防竊電測量狀態(tài)。電壓以這個(gè)地區的額定電壓為準，電流以電流回路的實(shí)際測量值為準進(jìn)行計量。
1.3 工作流程
電表進(jìn)入工作狀態(tài)后，在主程序中，程序循環(huán)查詢(xún)標志，主要進(jìn)行各種判斷，判斷操作模式是否異常模式、是否等于掉電模式、是否有新的能量產(chǎn)生標志、是否等于掉零線(xiàn)模式等，當有相應的標志位置出現時(shí)，則進(jìn)行相應的處理或進(jìn)入中斷程序。在中斷程序中，完成主要的計量工作。
2 多功能防竊電計量
多功能計量體現在電能表能夠實(shí)現有功、無(wú)功、視在功率、功率因數、電流有效值、電壓有效值、頻率、相位等的測量。MSP430F42x單相防竊電電子式電能表很容易實(shí)現單相電能表以下防竊電的測量。
2.1 電流不平衡時(shí)的防竊電測量
電流不平衡的典型情況為零線(xiàn)接地或火線(xiàn)短接。為了檢測電流的不平衡，除了檢測火線(xiàn)的電流外，還要檢測零線(xiàn)的電流，因此需要2個(gè)電流傳感器；由于隔離的原因，可以在1路的電流通道上選用低成本的錳銅電阻，而另1路就必須使用成本相對較高的電流互感器。圖1即為以火線(xiàn)上使用電流互感器,與I1+、I1-相連接，零線(xiàn)上使用錳銅電阻,與I2+、I2-相連接。內置3個(gè)獨立24位的Σ-Δ ADC的MSP430F42x進(jìn)行2個(gè)通道（火線(xiàn)、零線(xiàn)）和1個(gè)電壓通道的采樣，并在單片機內部處理、比較2個(gè)電流通道上的電流，實(shí)現電流不平衡時(shí)的檢測。2個(gè)電流通道的傳感器分別選用了錳銅電阻和電流互感器，電壓通道采用電阻分壓實(shí)現。
2.2 電流反向時(shí)的防竊電測量
電流反向的典型情況為火線(xiàn)的進(jìn)出端口連接對換。通過(guò)在單片機內部判斷測量的功率正負來(lái)檢測電流是否反向，不需要任何的輔助元件就能實(shí)現電流的反向檢測。同時(shí)可以預置電流反向時(shí)的處理方式，如電流反向時(shí)取功率或電能的絕對值為測量值等，實(shí)現電流反向的防竊電測量。
2.3 移除主電壓時(shí)的防竊電測量
典型的移除主電壓為拆除電表的零線(xiàn)或火線(xiàn)連接，使得無(wú)電壓信號進(jìn)入電表。
對這種竊電行為，可用1個(gè)低成本的電流互感器CT（圖1中的供電CT）從剩下的連接電表導線(xiàn)中流經(jīng)的電流上獲取很小的電能，經(jīng)過(guò)電源管理模塊處理，給電能表供電，使電能表實(shí)現防竊電測量。由于電能表成本、表殼的尺寸以及電子元器件能夠承受的最大電流的影響，選擇從電流上取電的CT是受限制的，因此，能從電流上獲取給電能表供電的電能也是受限制的，特別是當負載電流很小時(shí)，從電流上取得的電能將不能勝任電能表的供電電源。供電部門(mén)通常希望當負載電流大于1 A時(shí)就能實(shí)現電能表的防竊電測量,而且希望這個(gè)值越小越好?；谝陨弦?，需要選擇一個(gè)在移除主電壓防竊電測量時(shí)功耗很小的方案以保證能順利完成防竊電的測量。因此本設計采用MSP430F42x系列單片機，利用其超低功耗特性和豐富的模擬前端,較為容易地實(shí)現了移除主電壓時(shí)的防竊電測量。模擬前端的具體電路如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173332.htm
本文介紹的單相防竊電電子式電能表實(shí)際是在正常的單相多功能、多費率電能表上加防竊電功能，所以MSP430F42x單相防竊電電子式電能表可以是單相多功能表的形式，也可以是單相多費率的形式以及其他電能表形式。該表投入市場(chǎng)以來(lái)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，也為電力管理部門(mén)打擊竊電行為提供了更強有力的武器。
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