SA9904B在電能量采集自動(dòng)化中的應用

摘    要：本文介紹了采用三相電能計量芯片SA9904B構成的測量電路，它通過(guò)SPI和微控制器進(jìn)行數據交換。針對電能量自動(dòng)化采集過(guò)程中遇到的軟硬件問(wèn)題，提出了相應的解決方法，保證了整個(gè)系統穩定工作。
關(guān)鍵詞：SA9904B；ADC；LM393

隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展，對電能量采集系統的功能要求越來(lái)越多，如正反向記量、分時(shí)計費、最大需量記錄、欠壓斷相記錄、電壓、電流、功率以及功率因數測量、負荷曲線(xiàn)記錄、竊電狀態(tài)記錄和電量追補等等。各種功能的實(shí)現離不開(kāi)對電壓，電能及頻率的準確測量。本文介紹的電能計量電路可以提供及時(shí)、可靠的電能信息，滿(mǎn)足電網(wǎng)調度自動(dòng)化的需要。

SA9904B簡(jiǎn)介
SA9904B 是SAMES公司推出的一款三相雙向能量/功率計量芯片。微控制器通過(guò)SPI訪(fǎng)問(wèn)SA9904B內部的24位寄存器可以測量有功和無(wú)功能量，以及各分相有效電壓和頻率。在滿(mǎn)負荷的工作條件下，SA9904B的有功能量寄存器和無(wú)功能量寄存器至少可以存儲26s的數據。
SA9904B采用過(guò)采樣和電流傳感器技術(shù)，可以滿(mǎn)足電力調配系統、居民區和工廠(chǎng)電能測量和控制的需要。
電網(wǎng)調度系統
電網(wǎng)調度系統采用計算機、信息處理以及通信技術(shù)，為變電所無(wú)人值班提供強有力的現場(chǎng)數據采集及監控支持。
系統由電能量采集模塊、有線(xiàn)及無(wú)線(xiàn)數據通信模塊、紅外數據校準模塊、Flash數據存儲模塊和無(wú)功補償模塊組成。各模塊的功能如下：電能量采集模塊主要負責有功能量和無(wú)功能量的測量、各分相的電壓有效值及頻率的測量，以及電網(wǎng)缺相狀況顯示；有線(xiàn)及無(wú)線(xiàn)數據通信模塊主要負責數據的上傳及遠程遙控；紅外數據校準模塊主要負責計量模塊參數的校正及系統參數的設置；Flash數據存儲模塊主要負責掉電時(shí)現場(chǎng)數據的保護；無(wú)功補償模塊主要負責改變整個(gè)電網(wǎng)的無(wú)功分布。

電能量采集模塊
本文主要討論電能量采集模塊的設計與實(shí)現。電路如圖1所示，該電路以SA9904B為核心，主要的外圍元器件包括電壓傳感器、電流傳感器等。外圍電阻的大小由模擬輸入電流的大小來(lái)決定。當電路工作在額定工作狀態(tài)時(shí)，電流傳感器應該輸入ADC的電流大小為16mA。R121~R124和R119的值一樣。同樣，在額定工作狀態(tài)下，由電壓傳感器輸入ADC的電流大小為14mA，這樣可以確定電阻R116~R118的大小。R116=I