[实用新型]一种宽量程电能计量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种宽量程电能计量装置。

背景技术

2009年以来随着我国的智能电网建设工作大面积开展，在低压侧的电能表需求在逐步加大，而一般电能表规格是根据标定电流的6～12倍来决定，由此产生多种电流规格的电能表，如有1.5(6)A、1(10)A、5(60)A、10(100)A等多种规格。由于电流规格较多，无可避免的给电力用户在检表、配送、安装维护带了较大的多余的工作量，同时也给恶意偷窃电带来了便利。同时生产厂家为了匹配设计生产多种电流规格的电能表加大了采购、库存、供货周期等难度，对产品质量也会造成一定的影响。

并且现在由于用电情况复杂，设备多样，在不同负载时有很大的不同，如果使用现在单一电流规格的电能表时，选用的电能表额定电流大，当用电很小时，低于电能表额定电流的5％计量准确精度不够高；如果选用电能表额定电流小，一旦用电量很大时，电能表就可能因过负荷造成计量失准甚至于烧毁。因此研究一种宽量程电能计量装置对产品质量提高、防止窃电、提高计量准确度、减少计量故障有着十分重要的意义。

现有提高计量量程的方法主要有如下三种方案：

1、采用分段采样电流的高精度电能表，其原理是：将输入的电流分别通过电流分流器得到电压信号，电压信号通过信号处理器分成二路或多路且分别送到模数转换器，经模数转换器数据转换后、送到微控制器对数据进行处理。这种方法是通过将被测量信号用多路方式送入模数转换器，以换取更高的量程。由于要实现100倍的宽量程，各路信号大小必须拉开距离，这种电路复杂而且昂贵。

2、采用外部放大电路，放大电路的放大系数可以有微控制器控制，从而实现宽量程，该方案电路同样也是非常复杂而且成本很高。

3、采用计量芯片实现宽量程电能计量。这个方案是基于现有的电能计量芯片实现的，受限于计量芯片的功能和性能，无法实现100倍的超宽量程和满足用户一些定制性的要求。

4、采用混合信号处理器，内含微控制器和模数转换器，通过采样电流信号，并根据电流信号的大小自动切换量程，经过一系列的电能计算算法实现宽量程电能计量，其核心在于自动量程切换，该算法在切换量程过程中必然产生电能计算的跳跃式波动，同时需要在多个量程下进行数字校准，同样存在实现复杂和成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种宽量程电能计量装置，其在原有的计量基础上，在精度不降低的前提下，只需增加少量的硬件资源就实现了计量的宽量程功能，方便易行。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：一种宽量程电能计量装置，包括：

电流通道，所述电流通道包括依次电连接的第一∑△ADC转换器、第一SINC滤波器、电流量程转换器和电流高通滤波器；和

电压通道，所述电压通道包括依次电连接的第二∑△ADC转换器、第二SINC滤波器、电压量程转换器和电压高通滤波器；还包括：

功能实现模块，其第一输入端分别与所述电流量程转换器和电流高通滤波器连接，其第二输入端分别与所述电压量程转换器和电压高通滤波器连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型宽量程电能计量装置通过对SINC滤波器输出的信号进行量程转换，将超过基本量程范围内的大信号转换到基本量程范围内，并将折算系数叠加到最终结果上，从而用非常简便的方法实现了大信号的测量，所以本实用新型在基本量程范围内精度不改变的前提下，只增加了少量的硬件资源就实现了计量的宽量程功能，可扩展性好，操作性强。

附图说明

图1本实用新型的功能原理示意图。

具体实施方式

本实施例给出了一种电流规格为1(100)A的宽量程电能表，能实现100倍量程，基本可以满足各种场合的需求，具体参数如下：

额定电压：Un＝220V，额定频率:Fb＝50Hz，基本电流：Ib＝1A，最大电流：Imax＝100A,准确计量范围：1％Ib～1.2Imax,即：10mA～120A,启动电流：0.2％Ib即2mA，ADC位数至少22bit，这里采用24bit∑△ADC。

本实施例的1(100)A电流规格宽量程电能表是基于5(30)A电流规格的电能表实现的。

图1中，本实用新型的宽量程电能计量装置，具体包括如下：