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智能分時(shí)計(jì)費(fèi)電度表的單片機(jī)實(shí)現(xiàn) 電度表技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間:2020-07-30    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
引言

在電力資源費(fèi)用的收取方面,電力部門(mén)希望采取分時(shí)計(jì)費(fèi)的用電制度,即在高峰期用電,將電費(fèi)單價(jià)提高;低峰期用電,將電費(fèi)單價(jià)降低,這是一種采用經(jīng)濟(jì)杠桿方式來(lái)引導(dǎo)人們盡量避開(kāi)高峰期用電的一種有效的辦法。

該方法對(duì)于解決用電負(fù)荷量不平衡問(wèn)題,充分發(fā)揮現(xiàn)有的發(fā)電能力,可以起到相當(dāng)重要的作用。分時(shí)計(jì)費(fèi)智能電度表正是適應(yīng)分時(shí)計(jì)費(fèi)用電制度的一種新穎的單片機(jī)化智能電能計(jì)量產(chǎn)品。它既保留了原有三相/單相電度表的主要功能,又增加了分時(shí)計(jì)算用電量和電費(fèi)的功能。因此,它既適用于當(dāng)前,更適用于未來(lái)。

1 智能分時(shí)計(jì)費(fèi)電度表的結(jié)構(gòu)原理

本智能電度表在保持現(xiàn)行三相/單相電度表作為電量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,僅僅通過(guò)在表盤(pán)上打一個(gè)很小的光電檢測(cè)孔,從而使表盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈都給出一個(gè)脈沖信號(hào),然后經(jīng)過(guò)放大和整形后,將此脈沖信號(hào)作為單片機(jī)外部計(jì)數(shù)脈沖的輸入信號(hào)。

一般情況下,該智能分時(shí)計(jì)費(fèi)電度表可以由兩部分組成。第一部分是原有的三相/單相電度表,該部分仍可單獨(dú)作為電量計(jì)量系統(tǒng)使用,也就是說(shuō),表盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈,經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng),由機(jī)械式計(jì)數(shù)器顯示出用電度數(shù),這一原有的功能保持不變;第二部分是新增加的單片機(jī)系統(tǒng),主要是將表盤(pán)所轉(zhuǎn)圈數(shù)這一信號(hào),以計(jì)數(shù)脈沖的形式由T0輸入,然后根據(jù)定時(shí)計(jì)費(fèi)用電制度的規(guī)定,對(duì)這一信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,從而給出用戶(hù)各用量計(jì)費(fèi)期的用電度數(shù),再按分時(shí)計(jì)費(fèi)價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)直接算出用戶(hù)的電費(fèi)。

2 分時(shí)計(jì)費(fèi)的實(shí)現(xiàn)

利用這種智能電度表對(duì)用電度數(shù)進(jìn)行記錄是很容易實(shí)現(xiàn)的,它的技術(shù)難點(diǎn)在于將用電度數(shù)按不同的計(jì)費(fèi)期(高、中、低峰期)分開(kāi),以便分別乘上不同的單價(jià)后求出用戶(hù)總的電費(fèi)。解決這一難題的關(guān)鍵在于,要有一個(gè)絕對(duì)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。

本設(shè)計(jì)使用一片可編程定時(shí)器來(lái)作為智能電度表的時(shí)間基準(zhǔn)。所謂"絕對(duì)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)",指的是,即使在停電的情況下,電度表不轉(zhuǎn),無(wú)脈沖信號(hào)給出,定時(shí)器也必須照常運(yùn)轉(zhuǎn)。否則,如果停上幾小時(shí)的電,定時(shí)器也跟著停止幾小時(shí)不工作的話,將可能把低峰期誤認(rèn)為高峰期……,從而打亂整個(gè)分時(shí)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。由于停電是經(jīng)常發(fā)生的,所以實(shí)用的分時(shí)計(jì)費(fèi)智能電度表必須帶有備用電源。 停電期間,智能電度表的處理過(guò)程是這樣的:當(dāng)檢測(cè)到即將發(fā)生斷電信號(hào)時(shí),可通過(guò)INT1中斷單片機(jī),在其中斷服務(wù)子程序中置位PCON的IDL位,使單片機(jī)進(jìn)入空閑操作狀態(tài),同時(shí)接入備用電源。再將備用電源切換到外部定時(shí)器上,使定時(shí)器不停止工作。而在停電期間,如果設(shè)定的定時(shí)時(shí)間已到,即某個(gè)計(jì)費(fèi)期到,定時(shí)器INT0將發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào),由于INT0編程為高優(yōu)先級(jí)中斷,INT1為低優(yōu)先級(jí)中斷,因此,并在INT1的中斷期間,仍能響應(yīng)INT0的中斷請(qǐng)求,使單片機(jī)結(jié)束空閑操作狀態(tài),在INT0的中斷服務(wù)子程序中結(jié)算某個(gè)計(jì)費(fèi)期的電費(fèi)。所以,利用單片機(jī)的空閑操作狀態(tài),一方面可在停電期間減少備用電源的消耗;另方面,結(jié)算電費(fèi)的工作也可以照常進(jìn)行,而不受絲毫的影響。計(jì)算結(jié)束后,仍可使單片機(jī)回到空閑操作狀態(tài),并等待電網(wǎng)電壓的恢復(fù)。

為了區(qū)分高、中、低峰3段不同的計(jì)費(fèi)期,可在INT0的中斷服務(wù)子程序中設(shè)置一個(gè)可移位的標(biāo)志,每次中斷移位一次,3次為一循環(huán),即移位3次后返回初值位置。這樣,由標(biāo)志所在的位置,就可判斷出系統(tǒng)處于哪段計(jì)費(fèi)期,從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的電費(fèi)結(jié)算子程序。

3 新型智能電度表的主要功能

一天中的高、中、低峰3段不同計(jì)費(fèi)期的起止時(shí)間以及各段的電費(fèi)單價(jià),可由供電部門(mén)在安裝并啟用智能電度表時(shí),通過(guò)鍵盤(pán)輸入,然后加封。在智能電度表工作期間,該表應(yīng)具有如下主要功能:

(1)可由原有三相/單相電度表顯示用戶(hù)累計(jì)用電度數(shù);

(2)通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)的LED顯示器,可按需要顯示各段累計(jì)用電量、總的累計(jì)用電量、各段累計(jì)電費(fèi)、總的累計(jì)電費(fèi);

(3)可按需要打印各種數(shù)據(jù);

(4)可以查詢(xún)當(dāng)天各段時(shí)間內(nèi)的用電量和電費(fèi);

(5)帶有備用電源,可以自動(dòng)切換。

(6)可按需要將上述各種數(shù)據(jù)從串行口發(fā)送出去,然后通過(guò)有線/無(wú)線數(shù)傳機(jī)傳送到供電部門(mén)的中心控制室,使供電部門(mén)能隨時(shí)了解各有關(guān)單位的用電和電費(fèi)結(jié)算情況;

(7)供電部門(mén)按月收取電費(fèi)后,可通過(guò)清零按鈕將上述量清除,并重新開(kāi)始累計(jì);

(8)對(duì)于限額用電單位,供電部門(mén)可預(yù)置用電限量,并有超額報(bào)警和超額部分加倍計(jì)費(fèi)功能。

4結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)分時(shí)用電計(jì)費(fèi)制度,并通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)和絕對(duì)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),提出了一種基于單片機(jī)的分時(shí)計(jì)費(fèi)智能電度表的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)分析了系統(tǒng)中分時(shí)計(jì)費(fèi)的實(shí)現(xiàn)方案。
電度表常見(jiàn)的問(wèn)題分析及處理方法

    電能表是用來(lái)測(cè)量電能的儀表,指測(cè)量各種電學(xué)量的儀表。常見(jiàn)的故障問(wèn)題小編總結(jié)了一下幾點(diǎn):

    一、總表與分表對(duì)不上    1.問(wèn)題的表現(xiàn)    一宿舍小區(qū),發(fā)現(xiàn)其總表所累計(jì)的電量與其所帶的幾塊分表所累計(jì)的電量之和對(duì)不上,并且相差很大。    2.分析與處理    此表為三相四線表,它所累計(jì)的電量應(yīng)該是它本身所帶的幾塊分表所累計(jì)的電量之和,所以它是收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。    但在正常的負(fù)荷下,突然發(fā)現(xiàn)此表所累計(jì)的電量下降,與往常所累計(jì)的數(shù)據(jù)相差很大。從表的外觀上看未發(fā)現(xiàn)異常,表盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)和計(jì)度器工作均正常。隨后檢查表尾接線是否有虛接現(xiàn)象,也未發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,接線方式正確。但在活動(dòng)表尾的其中一條線時(shí)(B相電壓線),發(fā)現(xiàn)此線有一段很軟(該線采用的均是單股塑料硬線),懷疑內(nèi)部金屬部分已斷開(kāi)。經(jīng)仔細(xì)檢查確認(rèn)此相電路已斷路。    這樣一來(lái),此表所累計(jì)的電量就會(huì)丟失為正常時(shí)累計(jì)電量的1/3。當(dāng)B相電壓回路斷路,此表所累計(jì)的電量?jī)H為A相和B相的功率之和。由于B相斷開(kāi)的是此表的電壓回路而不是電流回路,所以均不影響各分表以及各用戶(hù)所帶的負(fù)載正常使用。    根據(jù)以上的分析表明,此故障的出現(xiàn)是很不正常的。因?yàn)榭偙肀砦菜拥木€均是單股塑料硬線,并且金屬部分較粗,一般從內(nèi)部是不容易斷開(kāi)的。因此,經(jīng)多方面的調(diào)查和了解,充分證明了此故障的確是人為造成。由于表尾蓋都用鉗封已封好無(wú)法拆開(kāi),只好用鉗子將內(nèi)部金屬折斷,但絕緣外皮完好如初,很難被人們發(fā)現(xiàn),從而達(dá)到竊電的目的。此問(wèn)題已交有關(guān)部門(mén)進(jìn)行處理。    二、現(xiàn)場(chǎng)電能表的測(cè)量數(shù)據(jù)的正確選擇    近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)電流、電壓、相位、功率以及電能表的高準(zhǔn)確度測(cè)量。為了達(dá)到這一目的,往往需要通過(guò)反復(fù)拆、接線將高準(zhǔn)確度測(cè)量?jī)x器的電流互感器串入電路,這既不安全又費(fèi)時(shí)間。同時(shí)隨著測(cè)試的次數(shù)不斷增加,將會(huì)導(dǎo)致接線盒的接線螺絲滑扣,造成接觸不良甚至使電流回路開(kāi)路,引起事故的發(fā)生。但現(xiàn)有的鉗形電流互感器由于要開(kāi)口,這樣將會(huì)使導(dǎo)磁系數(shù)大大降低,同時(shí)它和位置相關(guān)性也很大,極大地限制了測(cè)量準(zhǔn)確度的提高,使測(cè)出的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了可疑性。為了解決這一問(wèn)題并充分利用現(xiàn)有的測(cè)量?jī)x器,其方法是首先在測(cè)量前弄清鉗形電流互感器本身所產(chǎn)生的附加誤差,然后將現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)出的數(shù)據(jù)減去它本身的附加誤差即為實(shí)際所測(cè)的結(jié)果。    一般現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀在周期校驗(yàn)時(shí)分兩步進(jìn)行。一是將校驗(yàn)儀的電壓和電流的輸入端與校驗(yàn)裝置的電壓和電流輸出端通過(guò)導(dǎo)線分別連接好,然后測(cè)出一組數(shù)據(jù)。二是再用鉗形電流互感器的接線方式,在相同的負(fù)荷點(diǎn)的條件下,測(cè)出第二組數(shù)據(jù),最后用第二組數(shù)據(jù)減去第一組數(shù)據(jù)即為電流夾鉗的附加誤差。    這樣一來(lái),此問(wèn)題基本得到解決,同時(shí)使現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作效率大大提高。以前在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)表計(jì)時(shí),出現(xiàn)誤差偏大甚至超差,計(jì)量測(cè)試人員就盲目下結(jié)論,認(rèn)為此表不合格或性能不好,其實(shí)不然,這些測(cè)試數(shù)據(jù)很可能與測(cè)試方法和處理方法不妥有關(guān)系,這一點(diǎn)切莫忘記。    三、電能表的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)    一般電能表的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)均是由于機(jī)械故障導(dǎo)致的。如:    1.當(dāng)電能表的上、下軸承因缺油而使摩擦力矩增大,有時(shí)還伴有吱吱的摩擦振動(dòng)響聲,使電能表的轉(zhuǎn)速變慢。    處理方法:將表殼打開(kāi),在上、下軸承中加一點(diǎn)表油,問(wèn)題即可得到解決。如果上下軸承已損壞或軸尖磨損嚴(yán)重,可換新的器件。    2.由于電能表長(zhǎng)期使用或由于制動(dòng)磁鐵質(zhì)量不好,導(dǎo)致失磁現(xiàn)象,使制動(dòng)力矩減小,表盤(pán)轉(zhuǎn)速變快。處理方法:將制動(dòng)磁鐵充磁或更換磁鐵。    3.當(dāng)磁鐵間有雜物或鐵渣時(shí),會(huì)使表盤(pán)轉(zhuǎn)速時(shí)快時(shí)慢。處理方法:清理雜物并對(duì)不平的表盤(pán)進(jìn)行校正。    上述現(xiàn)象都是造成電能表轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的主要原因,但這也不能一概而論。電能表的轉(zhuǎn)速不僅和以上所述原因有關(guān),同時(shí)還和它所帶的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)。以三相三線電能表為例,當(dāng)它的負(fù)荷為純阻性時(shí)(即功率因數(shù)為1.0,Φ角為0°時(shí)),它的兩組元件都會(huì)在轉(zhuǎn)盤(pán)上產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。它的功率計(jì)算公式為:PZ=UABIAcos(Φ+30°)+UCBICcos(Φ-30°)[式中:PZ為總功率;Φ為相電壓與相電流之間的夾角;(Φ+30°)和(Φ-30°)均為線電壓與相電流之間的夾角]。    當(dāng)負(fù)載為感性或容性時(shí)(功率因數(shù)為0.5,Φ角為60°時(shí)),在兩組元件中的其中一組功率為零,這樣它的總功率就為原來(lái)總功率的一半,當(dāng)然轉(zhuǎn)速就比負(fù)荷為純阻性時(shí)的轉(zhuǎn)速慢。由于線路的負(fù)荷有時(shí)在不斷地變化,因此,電能表的轉(zhuǎn)速也就隨之變化,但這是正常現(xiàn)象。    四、兩表交替使用,造成電量丟失    1.問(wèn)題的表現(xiàn)    據(jù)某單位宿舍電工反映,某用戶(hù)根據(jù)他的實(shí)際負(fù)荷及平常用電量來(lái)判斷,該戶(hù)電表所累計(jì)的用電量突然下降,經(jīng)檢查也未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。    2.分析與處理    根據(jù)以上所述,有關(guān)人員決定到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察和分析。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,有關(guān)計(jì)量人員來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)此表進(jìn)行觀察,表箱沒(méi)有被鎖,觀察中突然發(fā)現(xiàn)此表的表底數(shù)以及編號(hào)和原始記錄都對(duì)不上,表的外殼雖然有鉛封但表尾蓋卻沒(méi)鉛封。根據(jù)這一系列情況判斷,可能是用戶(hù)已將表更換。為了證明此用戶(hù)是否有竊電行為,決定到抄表日再來(lái)一趟。果然到了抄表日此表又換了新面目,無(wú)論是表底數(shù)還是編號(hào)都與原始記錄對(duì)上了。無(wú)疑此戶(hù)是利用了兩表交替使用進(jìn)行竊電活動(dòng)。即上半月用新表,下半月用原始表(月底為抄表日)。這樣一來(lái),原始表所累計(jì)的電量?jī)H為正常累計(jì)電量的1/2。

標(biāo)簽: 電度表
電度表 電度表常見(jiàn)的問(wèn)題分析及處理方法_電度表
如何避免電度表的潛動(dòng)

  電度表又可稱(chēng)為交流電能表,是一種計(jì)量器具,準(zhǔn)確是否直接影響到千家萬(wàn)戶(hù)和國(guó)家電網(wǎng)的雙方的利益,而造成其計(jì)量誤差的主要原因就是—潛動(dòng),那么潛動(dòng)到底是個(gè)什么東西呢?  根據(jù)電度表的鑒定規(guī)程,當(dāng)電流線路無(wú)無(wú)負(fù)載電流,而電壓線路加80%~110%額定電壓時(shí),鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)就叫做潛動(dòng)?! ∮捎陔姸缺黼妷壕€圈是和負(fù)載并聯(lián)接在外電壓上,當(dāng)用戶(hù)停止用電時(shí),電壓線圈中仍存在少量電流,因而產(chǎn)生少量磁通,導(dǎo)致鋁盤(pán)緩慢地,不易察覺(jué)地轉(zhuǎn)動(dòng)?! 搫?dòng)是交流電能表的檢定項(xiàng)目之一,也是一個(gè)重要的檢定項(xiàng)目,為了保證檢定的可靠性和準(zhǔn)確性,希望產(chǎn)品檢定人員一定不要忽視這個(gè)問(wèn)題,認(rèn)真對(duì)待,以確保檢定出精準(zhǔn)的值?! ∧敲吹降自鯓硬拍芊乐?jié)搫?dòng)呢?這個(gè)也是非常簡(jiǎn)單的,一般產(chǎn)品在出廠時(shí),生產(chǎn)廠家會(huì)在電壓線圈下面伸出一個(gè)小鐵片,同時(shí)在轉(zhuǎn)軸上伸出一股小鐵絲,當(dāng)鐵絲轉(zhuǎn)到靠近小鐵片時(shí),就被磁化而互相吸引,便可阻止?jié)搫?dòng),因?yàn)檫@吸力很小,對(duì)正常工作狀態(tài)沒(méi)有什么印象,如果鐵片和鐵絲的吸力過(guò)大,則會(huì)是電度表的靈敏度降低,因此需要反復(fù)調(diào)節(jié),才能同事滿(mǎn)足相互矛盾著的兩個(gè)方面要求,如果還達(dá)不到要求則應(yīng)設(shè)法減少機(jī)械摩擦,例如用壓縮空氣吹洗電度表內(nèi)部各縫隙,并檢查傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的蝸桿,齒輪,看是否壓的太緊,如果還不能解決,則只有重?fù)Q轉(zhuǎn)盤(pán)的軸承,以減少摩擦,再者,三相電度表的三相之間一定要互相平衡,調(diào)節(jié)誤差時(shí)要特別留意,否則就容易造成潛動(dòng)。

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