Freescale Semiconductor, Inc.
Document Number: DRM146
Design Reference Manual Rev. 0, 03/2014
? 2014 Freescale Semiconductor, Inc.
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Three-Phase Power Meter Hardware Design Reference Manual
by: Albert Chen and Shawn Shi
1 Overview
Freescale three-phase power meter reference
design is structured in accordance with the standard by China state grid corporation
Q/GDW 354–2012 (functional specification for smart electricity meters), Q/GDW 356–2012 (the type specification for smart poly-phase electricity meters).
The reference design aims at shortening time to market for power meter customers and partners, and it can be tailored to customer’s unique need in powering system.
Contents
1 Overview ..........................................................1
2 Introduction ......................................................2
3 Demo board content ..........................................
4 4 Demo board hardware features .........................6 5
Three-phase power meter demo board ..............6 5.1 System power ...........................................6 5.2 Clock .........................................................7 5.3 Debug interface .........................................8 5.4 Voltage sampling ......................................9 5.5 Current sampling ....................................10 5.6 Frequency measuring ..............................11 5.7 External memory ....................................11 5.8 Tamper protection ...................................12 5.9 Pulse output ............................................13 5.10 RS485 interface ..................................14 5.11 LCM display .......................................15 5.12 Backlight control ................................15 5.13 Jumper table . (16)
6 Conclusions ....................................................16
7 References ......................................................16 8
Revision history (16)
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2 Introduction
The three-phase power meter reference design is uses the Freescale ARM ? Cortex ?-M0+ core 44PIN KM14 as the metering IC and ARM Cortex-M0+ KL36 core 100PIN KL36 as the IC controller. The reference design primarily consists of a power board, main control board, and LCM board.
Figure 1, Figure 2, and Figure 3 represent the block diagram of power board, control board, and LCM board respectively.
Figure 1. Power board block diagram
Figure 2. Control board block diagram
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Figure 3. LCM board block diagram
3 Demo board content
Figure 4. Power board top side content
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Figure 5. Control board top side content
Figure 6. LCM board top side content
4 Demo board hardware features
The Freescale three-phase power meter includes the following hardware features:
?ARM Cortex-M0+ core MKM14Z64CHH5, 44 LGA (5 mm x 5 mm), 50 MHz, 64 KB Program flash memory, and 16 KB SRAM.
?ARM Cortex-M0+ core MKL36Z256VLL4, 100 LQFP (14 mm x 14 mm), 48 MHz, 256 KB Program flash memory, and 32 KB SRAM.
?3×220/380 V voltage input to generate two isolated 5 V DC output, one is used for the system while the other is used for 485 communication.
?Current sampling: using 0.05% accuracy CT, 25ppm shunt, and 24-bit SD ADC.
?Voltage sampling: using 25ppm resistor divider, 16-bit SAR ADC.
?KM14 internal ACMP module used for zero cross point detection.
?5PPM RTC achieved using external 0.5C resolution temporary sensor, external 32.768 Hz crystal, and internal RTC module.
?Two isolated RS485 output in half duplex mode, ISL3152EIBZ used.
?Infrared circuit use AT205B as transmitter and TSOP4838 as receiver.
?External 512 KB I2C EEPROM 24LC512, 64 MB SPI Flash MX25L6406EM2I-12G used as memory extension.
?3× isolated electrical pulse output, 3× light pulse output used for meter calibration/indication/test. ?Tamper protection: Temper input pin detection for box opening, I2C based magnetic sensor for activity detection.
?Display: I2C port based LCD drive chip HT16C23 and JIYA 8*32 LCD display module used with backlight control.
5 Three-phase power meter demo board
5.1 System power
The demo board is powered by 220 V AC, the power board will transfer the grid AC voltage into two isolated linear 5 V DC outputs. One 5 V DC output is used to power the MCU system while the other is used for isolated RS485 communication.
In power line off mode, the system will use 6 V lithium battery as backup power. Also, there is one 3.6 V battery which powers the RTC alone and should work for the duration of the meter’s life.
Because the MCU system requires 3.3 V DC input, it must use LDO to transfer the 5 V input to 3.3 V output in system. This LDO needs to be low in quiescent current and low in noise.
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Figure 7. DC power supply
Figure 8. External VREF supply option
5.2
Clock
The KM14 system is uses an external 32.768 KHz crystal, while the KL36 system uses an 8 MHz
external crystal.
For the Km14 system, a Citizen +/-20ppm 32.768 KHz crystal is used. This crystal can be used for RTC clock generation, which requires high consistency in production.
For the Kl36 system, an Abracon +/-20ppm 8 MHz crystal is used. The customer can use an internal RC clock as an alternate.
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Figure 9. Oscillator circuit
5.3 Debug interface
Both the KM14 and KL36 system use a SWD debug port. The customer can use Jlink and Multilink
tools to develop and debug the code.
The software uses an IAR tool chain and only needs to configure the IDE to run the selected hardware debugger.
Figure 10. KL debug port
Figure 11. KM debug port
5.4 Voltage sampling
Power line voltage sampling is uses a 16-bit SAR ADC, 220 V AC transfer to around 0.17V AC using a resistor divider, then the circuit adds 0.6 V DC offset to this AC signal before putting into SAR ADC for sampling.
The 0.6 V DC offset is generated using the KM14 internal 1.2 V VREF output and external amplifier divider circuit by default.
There is an option for using external 1.2 V VREF for the system which also requires software switch configuration.
Figure 12. Voltage sampling circuit
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5.5 Current sampling
Current sampling is uses AFE 24-bit ΣΔ ADC module, load current is through the original side of
CT(5/60A current, 0.05% accuracy, 2000 ratio). The second side current will pass through the 4.7R shunt resistor to generate differential voltage to ΣΔ ADC.
Figure 13. Current sampling circuit
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5.6 Frequency measuring
Grid AC frequency is monitored using a Photon internal ACMP module. The ACMP module has two inputs. One of the ACMP inputs is the AC voltage after resistor divider and adding offset while the other ACMP input is 0.6 V offset.
Figure 14. Frequency measuring circuit option
5.7 External memory
The system uses 512 KB EEPROM which is based on the I2C port and 64 MB SPI flash for memory extension.
The choice of memory type and size is quite application-dependent, so those memories are reserved for customer application usage; only low level read/write logic is implemented in the software.
Figure 15. External SPI based flash
Figure 16. External I2C based EEPROM
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5.8 Tamper protection
There are various types of tamper protection available in the system, few of them are as follows: ?Tamper detection pin: It monitors the box open action.
?Magnetic sensor: It detects the activity in the system.
?Voltage missing mode: The system can enter into low-power mode and periodically sample the current to prevent tampering.
Figure 17. Tamper input circuit
Figure 18. Magnetic sensor
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5.9
Pulse output
The power meter has an isolated electrical output and light pulse output, which is used for accuracy test/calibration, RTC test/calibration, and status indication.
Figure 19. Isolated pulse output circuit
Figure 20. Light pulse output circuit
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5.10
RS485 interface
The power meter system has two isolated RS485 port. Those ports are in half-duplex mode and could be used for multiple purposes by end users.
Figure 21. Isolated RS485I circuit
Figure 22. Isolated RS485II circuit
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5.11 LCM display
The power meter system has the LCM display which uses the HT16C23 LCD drive IC and 8*32 segment LCD display.
In application, the KL36 will send data periodically to HT16C23 to update the content displayed on segment LCD.
Figure 23. LCM display
5.12 Backlight control
The LCM module uses 2*15 mA diodes as backlight. The system could switch it on/off according to the application.
Figure 24. LCD backlight control circuit
5.13 Jumper table
Table 1. System jumper table option
6 Conclusions
This design reference manual describes hardware design points with the three-phase power meter demo boards. For technical details about the board design and solution implemented, see the documentation section on https://www.doczj.com/doc/b22386834.html,.
7 References
Following references are available on https://www.doczj.com/doc/b22386834.html,:
?Kinetis M Series MCUs
?Kinetis L Series MCUs
8 Revision history
Table 2. Revision history
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四川理工学院 课程设计书 学院计算机学院 专业物联网工程20121班 课程无线传感器网络 题目现代小区智能电表课程设计 教师符长友 学生胥玉环刘依粒胡伟杰宋治桦设计时间：2014年7月5日至2017年7月11日
前言 近年来，在低碳经济、绿色节能及可持续发展思想的推动下，如何进一步提高电网效率，积极应对环境挑战，提高供电可靠性和电能质量，完善电力用户服务，适应更加开放的能源及电力市场化环境需要，对未来电网的发展提出了更高的要求。智能电网的概念应运而生并成为全球电力行业共同研究和探讨的热点，支撑中国乃至全球智能电网的将是通信技术、信息处理技术和控制技术。智能电表作为智能电网建设的重要基础装备，加快智能电表产业链整合，促进其产业化，对于电网实现信息化、自动化和互动化具有支撑作用。基于以上分析，本文研究旨在基于AT89C51单片机的智能电表的设计。 本次设计基于单片机AT89C51是以微处理器或微控制器芯片为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。一般具有自动测量功能，强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器，有简单的报警功能。 本文主要包括以下三个方面的工作： (1)智能电表的设计背景、优点及发展现状 本文首先分析智能电表的设计背景，其次讨论智能电表的优点及相关的应用。 (2)智能电表的硬件和软件实现 分析智能电表应该具备的功能，给出该仪表的总体设计框图；详细讨论了该电路的核心芯片选取、数据采集电路的设计、通信电路及输入输出系统的实现并给出了核心芯片．AT89C51的详细参数；使用结构化程序设计手段，利用单片机C语言程序实现按键的扫描并处理程序、数据的采集及后续的算法程序、红外或RS485通信方式的自动抄表程序、CPU卡的读写操作程序以及段式LCD的显示驱动程序。 (3)设计的结论分析、不足及未来的展望 阐述了设计的测试结果并对结论进行了分析，给出了设计中的不足之处，并提出了将来的修改意见及改进之处，对智能电表的未来进行展望。
四川省电力公司 智能电能表及用电信息采集装置安装 典型设计 第1章概述 1.1 目的和意义 1.2 主要原则 坚持效益与节约相结合的原则。要兼顾技术性和经济性，注重推广应用典型设计的安全效益、社会效益，又要注重经济效益，节约投资成本，便于集中招标采购，防止过分追求高配置。 坚持实用性与先进性相结合的原则。要采用成熟的技术和可靠的设备，确保设计方案的实用性，同时又要推广应用新技术，鼓励设计创新，确保设计方案的前瞻性。 坚持普通性与典型性相结合的原则。既要综合考虑不同地区的实际情况，面对不同规模、不同形式、不同外部条件，在公司系统中具有广泛的适用性；又要保证方案具有一定的代表性和典型性，能够指导公司系统的设计和建设。 坚持统一性与灵活性相结合的原则。既要保证设计标准统一，生产标准统一，又要保证模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，增减方便，便于使用。 1.3 设计依据 GBl208－2006 电流互感器 GB 3906－20063.6—40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB7251.1－2005 低压成套开关设备和控制设备第一部分；型式试验和部分型式试验成套设备 GB 7251.3－2006 低压成套开关设备和控制设备第三部分：对非专业人
员可进入现场的低压成套开关设备和控制设备一配电板的特殊要求GB/T7267－2003 电力系统二次回路控制、计量屏及柜基本尺寸系列 GBl0963.1－2005 家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分：用于交流的断路器 GB/T 14048.2－2001 低压开关设备和控制设备低压断路器 GB/T 14048.3－2002 低压开关设备和控制设备第3部分；开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器 GB/T 16936 电能计量柜 GB/T17201－2007 组合互感器 GB/T17215.321－2008 交流电测量设备特殊要求第21部分；静止式有功电能表(1级和2级) GB/T17215.322－2008 交流电测量设备特殊要求第X部分；静止式有功电能表(0．2S级和0．5S级) GB/T17215.323－2008 交流电测量设备特殊要求第23部分：静止式无功电能表(2级和3级) GB 50058－1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 DL/T448－2000 电能计量装置技术管理规程 DL/T614－2007 多功能电能表 DL/T645－2007 多功能电能表通信协议 DL/T698.31 用电信息采集与管理系统用电信息采集终端通用要求 DL/T698.32 用电信息采集与管理系统厂站终端特殊要求 D12T698.33 用电信息采集与管理系统专变采集终端特殊要求 DL/T698.34 用电信息采集与管理系统公变采集终端特殊要求 DL/T698.35 用电信息采集与管理系统低压集抄终端特殊要求 DL/T825－2002 电能计量装置安装接线规则 JB/T 5777.2－2002 电力系统二次回路控制及计量屏(柜、台)通用技术条件JGJ l6－2008 民用建筑电气设计规范 JJG 1021－2007 电力互感器 GB 4208－1993 外壳防护等级（IP代码）
Mk6E电能表设置简单步骤 1、按照Mk6E电能表操作手册说明书用通信线使Mk6E表与计算机连接，把Mk6E 表安置于校表台上，并通电，连接好Mk6E表的电池。 2、运行EziView软件，输入用户名（User Name）：EDMI，密码（Password）：IMDE IMDE。 3、按照Mk6E电能表操作手册（第四章）将电能表与计算机通讯，连接时请注意COM 口的选择，不同的计算机的COM口是不同的，一般情况下多数为COM1或COM2。 4、按照Mk6E电能表操作手册（第五章I部分）读取电能表的设置内容。用户应养成一个良好的习惯，每次更改设置或连接时都应操作读取步骤，以便正确的查看电能表的实际设置内容。此步骤还须注意电能表时间的同步设置。 5、按照Mk6E电能表操作手册（第五章II部分）进行更改设置，包括校表。校表时建议用户采用多个校验脉冲或校验的光电采样（建议10个以上），以便更好地确定电能表误差。 6、按照Mk6E电能表操作手册（第五章III部分）进行电能表设置写入。进行写入设置时请选择“同步设置到电能表”方式，以便增加电能表数据的安全性。 7、如果校表已完成，请按照Mk6E电能表操作手册（第六章III部分）进行电能表电量底度清零。在清零时请注意先关掉校表台的电流，只保留电压，以防电量重新累计。并清除Mk6E表的报警（Alarm）（见第六章Ⅱ部分状态）。 8、如果用户已设置好一块电能表，可以此电能表作为设置的“标准表”，以后用户只需进行拷贝设置（第五章IV部分）、设置写入（第五章III部分）等操作。用户进行拷贝设置后，请别忘记变比（第五章II部分第一节变比设置）、额定电压（第五章II部分第十一节报警设置）等设置的正确性。如果标准表进行了误差调整，用户还须查看外部CT（第五章II部分第一节变比设置）的值。查看设置以后，请注意电能表电量底度的清零，电池的连接（如果用户不急于电能表安装，则电池不必连接，以防止电池电量的减少）。
目录 1、概述 (1) 性能 (1) 制造标准 (1) 工作原理 (2) 主要功能 (2) 技术参数 (3) 2、基本功能 (4) 计量功能 (4) 电参量测量功能 (6) 电压监测功能 (7) 电网负荷曲线数据记录功能 (7) 事件记录功能 (8) 远方编程抄表功能 (8) 停电抄表功能 (8) 冻结数据功能 (8) 费率功能 (9) 背光显示功能 (9) 安全认证功能 (9) 3、显示 (10) 全屏显示画面 (10) 液晶显示说明 (10) 按键 (11) 显示内容说明 (11) 4、电表使用方法 (14) 安装 (14) 电表显示 (16) 参数设置 (18) 最大需量清零 (18) 故障报警显示 (19) 5、电能测量四象限的定义 (19) 6、显示 (20) 按键 (20) 显示内容说明 (20)
1概述 1.1特点 DSZ22/DTZ22系列三相智能电能表采用当今流行的高精度电能表设计方案，将高精度的A/D转换、高速DSP数字信号处理功能和高性能MCU完善的管理功能结合，采用永久保存信息的不挥发性内存、全隔离标准RS485串行数据通讯接口、红外通讯接口、汉字大画面超扭曲宽温液晶显示等先进技术，采用了SMT电子装联等当代先进的新工艺，是在充分考虑中国国情，严格按照国家标准、IEC、国网标准精心制造的高精度电能表。 该表集众智能多功能于一体，显示和远传实时电压、电流、功率等，且可按部颁标准和用户要求实现全部失压、失流记录、报警、显示功能，可有效地杜绝窃电行为，可广泛用于变电站、台区配变和企事业单位。 可根据用户要求和现场需要，通过负控终端或市话网或移动通讯网以及其它传输形式，组成远方抄表管理系统，实现电力部门营业抄表、负荷监控等远动控制，从而顺应了电力部门有效及时地对用户现代化科学管理的要求。接口通讯协议和数据结构符合DL/T645-2007标准，也可按用户要求制作其它形式的通讯规约。 1.2制造标准 GB/T 《多功能电能表特殊要求》 GB/T 交流电测量设备-通用要求试验和试验条件- 第11部分：测量设备 GB/T 《交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和 2级）》 GB/T 《交流电测量设备特殊要求第22部分：静止式有功电能表（级和 级）》 GB/T 《交流电测量设备特殊要求第23部分：静止式无功电能表（2级和 3级）》 DL/T 614-2007《多功能电能表》 DL/T 645-2007《多功能电能表通讯规约》 DL/T 556-1997《电压失压定时器技术条件》 Q/GDW 205－2008 《电能计量器具条码》 Q/GDW 356－2009 《三相智能电能表型式规范》 Q/GDW 354－2009 《智能电能表功能规范》
第一章智能电能表概述 1.1智能电能表的概念 智能电能表是以微处理器或微控制器芯片(如单片机)为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。智能电能表一般具有自动测量功能，强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器，有简单的报警功能。 1.2智能电能表的典型结构 从结构上来说，智能电能表是一个专用的微型计算机系统，它主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要包括信号的输入通道，微控制器或微控制器及其外围电路、标准通信接口、人机交换通道，输出通道。输入通道和输出通道用来输入输出模拟量信号和数字量信号，它们通常由传感器元件、信号调理电路、A/D转换器、D/A转换器等组成。微控制器及其外围电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，通常包括程序存储器、数据存储器、输入输出接口电路等组成。人机交换通道是人与仪器相互沟通的主要渠道，它主要由键盘、数码拨盘、打印机、显示器等组成。标准通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以使仪器可以接受计算机的程控指令，目前用于智能电能表的通信接口主要有GPIB、RS-232C等。智能电能表的软件部分主要包括监控程序和接口管理程序两部分。其中监控程序面向仪器面板键盘和显示器，通过键盘操作输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数;通过控制工/0接口电路进行数据采集，对数据进行预定的设置;对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理;以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。接口管理程序主要面向通信接口，其内容是接受并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码，并通过通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果，以响应计算机的远控命令。 1.3智能电能表的主要特点 与传统电能表相比，智能电能表具有以下几个主要特点: ①测量精度高，可以利用微处理器执行指令的快速性和A/D转换的时间短等特点对被测量进行多次测量，然后求其平均值，就可以排除一些偶然的误差与干扰，还可以通过数字滤波，剔除粗大误差和随机误差的方法提高测量精度; ②能够进行间接测量，智能电能表可以利用内含的微处理器通过测量几种容易测量的参数，间接地求出某种难以测量的参数; ③能够自动校准，智能电能表在使用前进行自动校准，在测量过程中进行校准，从而减少误差; ④具有自动修正误差的能力; ⑤具有自诊断的能力，智能电能表若发生了故障，可以自检出来，仪器本身还能协助诊断发生故障的根源; ⑥能够实现复杂的控制功能; ⑦允许灵活地改变仪器的功能; ⑧智能电能表一般都配有GPIB或RS232等接口，使智能电能表具有可程控操作的能力。从而可以很方便地与计算机和其他仪器组成用户需要的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。 第二章智能电能表的设计方法
. ... . DDSY型电子式IC卡预付费单相电能表 使 用 说 明 书
2 1.概述 DDSY 型电子式IC 卡预付费单相电能表，简称IC 卡电能表，用于计量额定频率为 50Hz 的交流单相有功电能，实现先付费后用电的管理功能。该产品采用先进的微电子技术进行数据采集、处理及保存。其性能指标符合 GB/T17215-2002 和GB/T18460.3-2001标准。具有体积小、重量轻、可靠性高、防窃电等特点。 2.工作原理 电能表由两个主要部分进行功能组成：一是电能计量部分，二是微处理器控制部分；电能计量部分使用分流器倍增电流，产生表示用电多少的脉冲序列，送至微处理器进行电能计量；微处理器实现各种控制功能并通过电卡接口与电能卡（IC 卡）传递数据。 3.规格（见表1） 规格 型号 准确度等级 额定电压（V ） 标准电流（A ） DDSY 1.0级 220/110 5(20) 10（40） 2.0级 4.技术指标
4．1仪表常数1600imp/kW.h 4．2基本误差(见表) 4．3起动 电能表在额定电压,额定频率及功率因数为1.0 的条件下,当负载电流为0.4%(1.0级),0.5%(2.0级)时。电能表应能连续计量电能。 4．4潜动 当施加115%额定电压，电流回路断开时，不产生多于一个电能脉冲。4．5电气参数 正常工作电压：0.9～1.1额定电压 极限工作电压:0.8～1.15额定电压 绝缘电压:≥2000VAC 功率消耗：≤2W和10VA 4．6适用条件 正常工作温度：-10℃～+45℃ 极限工作温度：-25℃～+55℃ 存储和运输温度：-25℃～+70℃ 年平均温度：≤75% 一年中的30天（以自然方式扩散）温度可达95% 其余时间有时可达85% 2
电能表的使用说明 专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表叫做电能表，俗称电度表、火表。 一、分类 按结构及工作原理分为感应式电能表、电子式电能表。 按安装接线方式：直接接入式、间接接入式 按用途分为：有功电能表、无功电能表、复费率分时电能表、预付费电能表等。 二、铭牌和额定值（如图1所示） 图1 1.型号 D——用在前面表示电能表, 如DD862； 用在后面表示多功能，如DTSD855 DD－单相, 如DD862 DT－三相四线, 如DT862 DS－三相三线,如DS862 F－复费率, 如DDSF855 Y－预付费, 如DDSY855 S－电子式, 如DDS855 2.额定电压：大多数为220v,也有380v、110v和36v。 3.额定基本电流和最大电流 括号前的电流值叫额定基本电流，是作为计算负载基数电流值的，括号内的电流叫额定最大电流，是能使电表长期正常工作，而误差与温升完全满足规定要求的最大电流值。 电度表的基本电流和最大电流是我们选择电度表的重要依据。根据公式I=P/U可知： 电度表的电流I>电器总功率P/单相电压220V 温馨提示：超负荷用电是不安全的,它是引发电气火灾的主要原因。 4.电能表常数2000r/kwh 接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h 的电能，电能表上的转盘转2000转 三、接线原则 使用单相电度表，电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，两线圈的同名端应接在电源的同一极性端。单相电度表接线盒中标明的四个接线端钮，连接时只要按照1、3端接电源，2、4端接负载即可，如图2所示。 图2 单相电能表接线盒内的四个接线端子，从左向右编号分别为1、2、3、4。可记作火线1进2出，中线3进4出，如图3所示。
采用LM5017的智能电表设计方案 文章来源：半导体器件应用网https://www.doczj.com/doc/b22386834.html, 近年来，中国国家电网智能化改造非常迅猛。2013 年，中国国家电网公司推出新一代的智能电能表系列标准。在新标准中，对电源供电的规格提出新的要求。 1 总体需求 智能电表中的载波通信(PLC)模块供电规格，要求最为严格。新标准要求智能电表通信载波模块供电12V Vcc，在满载时的输出电压纹波要小于1‰(单相智能表的满载电流是125mA，三相智能表的满载电流是400mA)。 图 1 是常用的三相智能表电源架构。从电源架构上看，智能表通过线性交流变压器+整流桥的方式，将220Vac 降到较低的直流电压。由于智能表需要有抗接地故障抑制能力(按国网标准，要求在2 倍额定电压的情况下，电能表不能损坏)，其输入电压范围通常较宽一般需要0.8 倍~2 倍的额定电压。
图 1. 常用国网 3 相电表电源架构 TI 的LM5017，是新一代高压同步变换器。其输入电压范围是7.5V~100V，输出电流可以达到600mA，非常适合在三相智能表中应用。 2 纹波注入原理 在新国网规范中，LM5017 需要面对的主要问题是：如何实现载波模块供电时的1‰纹波输出。LM5017 采用恒定导通时间控制(Constant On-time Control, COT)，其内部框图如图2 所示。 LM5017 通过Ron 来设定固定的导通时间长度Ton。当FB 的电压低于1.225V 时，内部的快速比较器触发COT 控制逻辑模块输出固定的Ton(控制管，即上管)。Ton 时间结束后，关断控制管，直到FB 的电压再次低于 1.225V。 COT 控制的反馈是采用高速比较器来实现。为了保证高速比较器稳定工作，COT 对FB PIN 的纹波会有一定的要求，LM5017 要求FB PIN 的最小纹波是25mV。当LM5017 的输出纹波需要满足国网对载波模块输入纹波<1‰ 的要求时，其输出纹波经分压电阻分压后，在FB Pin 的纹波为<1.2mV，远低
智能电表项目 规划方案 规划设计/投资分析/实施方案
摘要 目前全球正在使用的电表，包括工、商、住电表用户数量庞大，全球共约有18亿台，若全面更换为智能电表，则市场规模将相当可观。以2012年来看，全球智能电表出货量达1亿台，较2011年成长31.6%。据市场研究机构IDC统计，2015年全球智能电表出货量达到1.63亿台，年复合平均增长率达15.4%。而In-Stat研究亦指出全球智能电表市场营收在2016年将超过120亿美元。市场研究机构PikeResearch亦预估，全球智能电表安装量将于2020年达到9.63亿只。 该智能电表项目计划总投资13596.00万元，其中：固定资产投资9857.49万元，占项目总投资的72.50%；流动资金3738.51万元，占项目总投资的27.50%。 本期项目达产年营业收入28209.00万元，总成本费用22142.56 万元，税金及附加234.98万元，利润总额6066.44万元，利税总额7138.17万元，税后净利润4549.83万元，达产年纳税总额2588.34万元；达产年投资利润率44.62%，投资利税率52.50%，投资回报率33.46%，全部投资回收期4.49年，提供就业职位481个。
智能电表项目规划方案目录 第一章总论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
目录 一、概述 ........................................................ - 3 - 1.1、性能..................................................... - 3 - 二、规格与主要技术参数：........................................ - 4 - 2.1、规格..................................................... - 4 - 2.2、主要技术参数：........................................... - 5 - 三、计量 ........................................................ - 6 - 3.1、计量功能................................................. - 7 - 3.2、电压监测功能............................................. - 9 - 3.3、电流监测功能............................................ - 10 - 四、功能 ....................................................... - 10 - 4.1、报警功能................................................ - 10 - 4.2、断电控制................................................ - 10 - 4.3、开盖报警................................................ - 11 - 4.4、停电.................................................... - 11 - 4.5、时段控制................................................ - 11 - 4.6、自动结算功能............................................ - 11 - 4.7、数据冻结功能........................................... - 12 - 4.8、事件记录功能........................................... - 12 - 4.9、通讯功能................................................ - 13 - 五、电表使用方法............................................... - 14 - 5.1、调整、校验.............................................. - 14 - 5.2、安装.................................................... - 15 - 5.3、抄表.................................................... - 17 - 5.4、更换电池................................................ - 17 - 5.5、最大需量清零............................................ - 18 - 六、显示 ....................................................... - 18 - 6.1、显示画面符号定义........................................ - 18 - 6.2、循显画面................................................ - 19 - 6.3、故障报警显示............................................ - 23 - 七、通讯 ....................................................... - 24 - 八、运输贮存与保证期限......................................... - 24 - 8.1、运输.................................................... - 24 -
智能家用电能表的设计方 案研究民熔 随着我国经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，我国“一户一表”的政策也得到了相应的实施。同时对城网和农网的改造也陆续改造完成，因此居民电能表的数量也陆续的增多，就使得传统的人工抄表模式无法适应当下的统计分析模式，传统的人工报表无法对用户的用电情况进行科学合理的监控和管理。随着电价的不断改革，供电部门需要从用户处获得相应的数据信息才能达到迅速的出账。 现在的居民区已经广泛的铺设了WIFI无线网络并通过WIFI和采集器进行通讯，而且还实现相对较长距离的无线远程自动抄表工作。在以芯片嵌入的基础上所设计出的电能表，其在操纵系统被开发的整体的环境下通过红外等先进方式进行一定的数据通信。 关键词：智能家用电能表无线网路操作系统 其中，电力公司通过用户处用最快的速度获得更多的数据信息，这些数据信息包括电能需量、分时电量以及复合曲线等。该文针对职能家用电能表的相关设计进行一定的研究和探索。
其中，电力公司通过用户处用最快的速度获得更多的数据信息，这些数据信息包括电能需量、分时电量以及复合曲线等。该文针对职能家用电能表的相关设计进行一定的研究和探索。 1、显示千瓦 2、显示，使用千瓦时 3、在数小时内显示测量周期 4、显示美元和美分能源成本 5、掉电检测和电源开关 6、液晶显示模块显示了几个同时读 7、标定功率，相位偏移 8、调整美分/千瓦时成本 9、调整掉电阑值电压，校准，滞后和持续时间 智能电表的定义所调智能电表，就是应用计算机技术，通讯技术等，形成以智能芯片（如CPU）为核心，具有电功率计量计时、记费、与上位机通讯、用电管理等功能的电度表。 智能电表通过用户交费对智能IC卡充值并输入电表中，电表才能供电，表中电量用完后自动拉闸断电，从而有效地解决上门抄表和收电费难的问题。并对用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等。 智能电表带给用户的好处智能电表较普通机械式电能表有
电子表使用说明书 1.正常时间模式：正常时间画面显示时、分、秒、星期。 1.1 按START键显示日期。 1.2 按RESET键显示每日闹铃时间。 1.3 按MODE进入跑秒模式。 1.4 按LIGHT键灯亮3秒。 1.5 按RESET+START键打开/关闭每日闹铃，相应的图标显示/消失；按住两键则发出bibi的响声。 1.6 按RESET+MODE键可打开/关闭整点报时（星期全显示为打开，反之则为关闭）。 ★任何状态下按住RESET+START+MODE三键，画面全显示，松开则返回。 2 、跑秒模式：从正常时间模式按MODE键一次进入跑秒模式。 2.1 按START键开始/停止跑秒。 2.2 跑秒停止时，按RESET键跑秒数值归0。 2.3 跑秒运行时，按RESET键，提取一个分段时间，跑秒画面停止（但跑秒并没有中止依然在背后运行）之后：若按RESET键，画面显示总的跑秒值；若按START键，在背后运行的跑秒停止，但画面依然停止，再按RESET 键显示跑秒停止时的值。
3 、每日闹铃设定：从正常时间模式按MODE键两次进入每日闹铃设定状态，时位闪动。 3.1 按RESET键转换设定对象：时分 3.2 按START键调整相应的数值，按住键可进行快速调整。 3.3 每日闹铃设定完成，按MODE键保存并退出设定，转到正常时间模式。 ★每日闹铃打开，当到达闹铃时间，会发出1分钟的bibi声；闹铃期间，若按START键，5分钟后会再次闹铃。 4 、正常时间设定：从正常时间模式按MODE键三次进入正常时间设定状态，秒位闪动。 4.1 按RESET键转换设定对象：秒分时 日月星期 4.2 按START键调整相应的数值，按住键可进行快速调整（秒位除外）；秒位调整时按START键秒值归0，若秒值大于或等于30，则分值同时增加1。 4.3 时位设定时，按START键可选择12/24小时显示格式。 4.4 正常时间设定完成，按MODE键保存并退出设定状态，转到正常时间模式。 这款运动表中文说明操作如下:
DTSD1277型 DSSD1277-B型 三相电子式多功能电能表 使用说明书安装、使用产品前请阅读使用说明书石家庄科林自动化有限公司
目录 1概述..................................................................... 错误!未定义书签。2工作原理................................................................. 错误!未定义书签。3技术参数................................................................. 错误!未定义书签。 主要型号.................................................................... 错误!未定义书签。 主要技术参数 ................................................................ 错误!未定义书签。 抄表及全失压电池 ............................................................ 错误!未定义书签。 时钟参数.................................................................... 错误!未定义书签。 电能量脉冲输出 .............................................................. 错误!未定义书签。 多功能测试输出 .............................................................. 错误!未定义书签。 跳闸、报警控制输出 .......................................................... 错误!未定义书签。 尺寸及重量.................................................................. 错误!未定义书签。4电能表主要功能........................................................... 错误!未定义书签。 电能计量功能 ................................................................ 错误!未定义书签。 需量测量功能 ................................................................ 错误!未定义书签。 实时量测量功能 .............................................................. 错误!未定义书签。 时钟、时段、费率及校时功能 .................................................. 错误!未定义书签。 事件记录功能 ................................................................ 错误!未定义书签。 冻结功能.................................................................... 错误!未定义书签。 负荷记录功能 ................................................................ 错误!未定义书签。 停电抄表功能 ................................................................ 错误!未定义书签。5GPRS无线通讯模块（可选）................................................. 错误!未定义书签。 远程及本地灯定义............................................................ 错误!未定义书签。 本地串口线的定义：.......................................................... 错误!未定义书签。 安装SIM卡 ................................................................. 错误!未定义书签。 天线安装 ................................................................... 错误!未定义书签。6面板及显示............................................................... 错误!未定义书签。 面板说明.................................................................... 错误!未定义书签。 液晶显示说明 ................................................................ 错误!未定义书签。7安装及使用............................................................... 错误!未定义书签。 安装图及接线说明 ............................................................ 错误!未定义书签。 使用说明.................................................................... 错误!未定义书签。8GPRS通信模块基本功能..................................................... 错误!未定义书签。 通讯连接 ................................................................... 错误!未定义书签。 无线信道规格和指标.......................................................... 错误!未定义书签。 主动上报功能 ............................................................... 错误!未定义书签。 表计数据查询 ............................................................... 错误!未定义书签。 数据转发 ................................................................... 错误!未定义书签。 远程升级 ................................................................... 错误!未定义书签。
三相四线费控智能电能表使用说明书 DTZY22-Z 型三相四线费控智能电能表采用当今最先进的电能表专用集成电路、永久保存信息的不挥发性存贮器、红外通讯、汉字大画面液晶显示等多项技术。该表集众多功能于一体，实现了有功、无功双向分时电能计量、分相双向计量、需量计量、功率因数计量、显示和远传实时电压、电流、功率等，并实现用户的预付费功能，又可灵活预置多种功能：超负荷报警和自动断电、缺相报警、缺相情况记录、自动抄表等。以手持电脑为媒介实现用户与供电部门计算机的信息传输。本表还具有双RS485接口，方便电力部门实现计算机网络管理。并采用多种软件、硬件抗干扰措施，保证电表可靠运行，从而适应了电力部门对用户有效及时地现代化科学管理需求。 1.1、性能 1.1.1、电能表的线路设计和元器件的选择以较大的环境允差为依据，因此可保证整机长期稳定工作。精度基本不受频率，温度、电压变化影响。整机体积小，重量轻，密封性能好，可靠性较其它同类产品 有明显提高。 1.1.2、经过严格的安全认证，可通过远程对电能表进行远程拉、合闸控 制和时段等参数的设置，进而对用户的用电实施远程管理。 1.1.3、当电源失电后，锂电池作为后备电源，可以保证内部数据不丢失，日历，时钟、时段程序控制功能正常运行，来电后自动投入运行。在电能表端钮盒上设置有光电耦合脉冲输出接口，以便于进行误差测试和数据采集，脉冲输出常数与标牌标志的表常数一致。 1.1.4、电表运行信息可由手持电脑、 RS485 接口两种媒介传输，电力部门可根据本地区具体情况自行选择 一种或多种传输方式。电能表通讯规约符合DL/T645 。三相四线费控智能电能表使用说明 书- 4 -二、原理与主要技术参数： A 、B、C三相电压、电流信号经专用电能表 高速集成电路处理转换成相应的数字信息后，计算出各相电压、电流、功率、电能，CPU 中央处理器通过SPI 口读取有关数据量，并通过程序处理求出各总电量、费率电量、需 量、功率因素等。同时识别各相电压、电流有无异常并记录负荷曲线和相应的失压、失流状态，并可按用户要求定制丰富的事件记录。其原理框图如下：原理框图 2.1、执行标准GB/T 15284-2002 《多费率电能表特殊要求》GB/T 17215.323-2008《交流电测量设备特殊要求-第23部分静止式无功电能表（2 级和 3 级）》GB/T 17215.321-2008《交流电测量设备特殊要求 -第21 部分静止式有功电能表（ 1 级和 2级）》GB/T 17215.211-2006 《交流电测量设备通用要求试验和试验条件 -第11部分：测量设备》GB/T 17215.321-2007《1 级和 2 级静止式交流有功电能表》Ua Ub Uc N Ia Ib Ic AUX AUX L N辅助电源电源电压取样电流取样专用计量芯片功能M C U EEPROM+FLASH LCD显示器通讯接口实时时钟功率指示脉冲输出信号输出、指示三相四线费控智能电能表使用说明 书- 5 -GB/T 17215.301-2007《多功能电能表特殊要求》GB 4208-2008《外壳防护等级（ IP代码）》GB/T 15464-1995 《仪器仪表包装通用技术条件》JJG 596-1999《电子式电能表》JB/T 6214-1992《仪器仪表可靠性验证试验及测定试验（指数分布）导则》DL/T614-2007《多功能电能表》DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》DL/T 566-1995 《电压失压计时器技术条件》DL/T 830-2002《静止式单相交流有功电能表 使用导则》DL/T 698.35《电能信息采集与管理系统第3-5 部分电能信息采集终端技术规范－低压集中抄表终端特殊要求》DL/T 698.42《电能信息采集与管理系统第4-2部分通信协议－集中器下行通信》Q/GDW206-2008《电能表抽样技术规范》Q/GDW 356 —2009《三相智能电能表型式规范》Q/GDW 354— 2009《智能电能表功能规范》Q/GDW 365 — 2009《智能电能表信息交换安全认证技术规范》 2.2、主要技术参数：项目技术参数基本技术参数电压规格三相四线： 3×220/380V可根据用户要求设计特殊规格的电表
密级 版本 1.0 分发号 技术文件 DDSD5型 单相多功能电能表产品说明书 拟制日期 审核日期 标准化日期 批准：生效日期： 广州三川控制系统工程设备有限公司
目录 一、产品简介 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 规格型号及技术指标 (3) 1.3 工作原理 (1) 二、外形说明及安装 (5) 2.1 外形图 (5) 2.2 液晶显示屏内容 (4) 2.3 电表的安装及接线 (6) 三、功能说明 (7) 3.1 计量功能 (7) 3.2 复费率功能 (7) 3.3 时钟管理功能 (5) 3.4 通讯功能 (7) 3.5 编程、抄表功能 (7) 3.6输出功能 (6) 3.7 显示功能 (8) 3.8 事件记录功能 ................................................................................................................................................。6 四、数据标识编码 ...................................................................................................................... 错误！未定义书签。 五、运输和储存 (9) 六、售后服务 (10) 附录 (8) 1 错误信息字ERR (8) 2 电表实验数据 (8)
一、产品简介 1.1 概述 DDSD5型单相多功能电子式电能表是采用先进的电能计量专用芯片，应用数字采样处理技术及SMT工艺，根据居民实际用电状况所设计、制造，具有国际先进水平的电能仪表。电表内所有元件均选用长寿命、高可靠的电子元器件，因而具有寿命长、可靠性高的特点。 该表能实现有功电能，实时电压、电流有效值，功率因数的精确测量，并按照相应的费率进行数据处理。该表可进行3种费率、12日时段设置，并具有RS485通信接口、无线Zigbee接口、LCD显示、时间测试脉冲输出功能。 该表具有测量精度高、稳定性好、过载能力强、可靠性高等显著优点。其性能指标均符合DL/T614--1997《多功能电能表》和DL/T645--1997《多功能电能表通信规约》电力行业标准对多功能电能表的各项技术要求。 1.2规格型号及技术指标 ●型号DDSD5 单相电子式多功能电能表 ●准确度等级0.5级 ●额定频率50Hz ●参比电压220V ●额定电流10(60)A ●起动电流0.002Ib(0.5级) ●潜动具有防潜动逻辑设计 ●外形尺寸170mm?109mm?62mm ●重量约0.6Kg ●功耗≤0.8W和5V A ●气候条件 正常工作温度-20℃～+50℃ 极限工作温度-30℃～+60℃ 存贮和运输温度-40℃～+70℃ 存储和工作湿度≤85% ●技术参数 计度范围0～999999.99 kWh 显示液晶 通讯波特率可设置，（RS485和无线Zigbee默认1200bps） 通讯规约《DL/T645-1997多功能电能表通信规约》 1.3工作原理 电能表工作时，电压、电流经取样电路分别取样后，由电能处理专用集成电路经乘法运算后，送到CPU进行处理，最后，CPU分时计费，并将处理过的数据根据需要送至显示部分、通讯部分等输出设备。 DDSD5型单相电子式多功能电能表工作原理如图1所示：