电能计量装置典型设计

前 言电能计量是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业形象，而且将直接影响电力企业资金的正常回收，以及与用电客户双方的公平交易问题，对促进供、用电双方降低消耗，节约能源，加强经济核算，改善经营管理和提高经济效益，都起着十分重要的意义。

厂网分开以后，随着电力市场的逐步形成和完善，对上、下网电能量和客户售电量的计量提出了更高的要求。

为更好地适应新形势，满足电力市场商业化运营和加强内部管理的需要，在计量管理工作中强化三种观念，即计量工作无小事的观念、精益求精的观念和公平公正的观念。

要坚持严格管理、规范运作；坚持集约化、精细化的管理思路；坚持以市场发展为导向；坚持服务与效益的统一。

以提高电能计量管理水平为目标，加强关口电能计量管理，强化客户侧计量管理，确保电能计量的准确可靠、公平公正。

作为电网企业，广东电网公司以确保电网安全稳定运行及电力系统内电能计量的统一、准确、可靠为前提，参照了国家有关标准和电力行业标准，结合广东电网公司的实际需求，按照“统一组织、分工负责、充分调研、集中评定、滚动修编”的方式,组织编写了《广东电网公司电能计量装置典型设计》。

《广东电网公司电能计量装置典型设计》充分考虑了目前公司系统电能计量装置的设计、运行现状，结合计量技术的发展趋势，提出了××套典型设计方案和模块化的设计思路，内容涉及电能计量装置接线方式、主要设备配置、 二次回路设计等，体现了实用性与先进性相结合、 普遍性与典型性相结合、统一性与灵活性相结合的设计原则。

《广东电网公司电能计量装置典型设计》 的推广应用将极大提高设计效率，进一步优化电能计量资源的配置，促进电网建设和管理水平的稳步提升；便于制定科学规范、集约高效的电能计量装置建设、运行和管理标准，促进计量新技术的应用；有效提高电能计量的准确性、可靠性，减少电能计量装置运行故障和计量差错；有利于为电力用户提供优质、高效的服务，在巩固已有管理成果的基础上进一步加强专变客户的电能计量管理，同时对低压用电客户的计量管理充实力量，管理到位，确保用电量计量的准确、可靠。

计量芯片HLW8112典型应用设计1芯片介绍1.1芯片描述HLW8112是一款高精度的电能计量IC,它采用CMOS制造工艺，主要用于单相应用。

它能够测量线电压和电流，并能计算有功功率，视在功率和功率因素。

该器件内部集成了三个∑-Δ型ADC和一个高精度的电能计量内核。

第二路通道可同时测量零线电流，支持窃电检测和漏电检测。

各输入通道都支持灵活的PGA 设置，因此HLW8112适合与不同类型的传感器使用，如电流互感器（CT）和低阻值分流器。

HLW8112可以通过多种通讯接口访问片内寄存器，包括SPI和UART。

HLW8112包含两个可配置的脉冲输出引脚，可以通过INT1和INT2引脚获取过流、过压、过零和漏电检测等功能。

HLW8112电能计量IC采用3.3V或5.0V电源供电，内置振荡器，采用16脚SSOP 封装。

1.2特性描述✓免校准功能✓宽工作电压，支持3.3V和5.0V电源供电✓测量有功功率、视在功率、电压和电流有效值✓在5000：1的动态范围内，有功电能的测量误差<0.1%✓在3000：1的动态范围内，有功功率的测量误差<0.1%✓在1000：1的动态范围内，有效电压的测量误差<0.1%✓在1000：1的动态范围内，有效电流的测量误差<0.1%✓提供有功功率过载信号指示✓提供电压信号的过零检测、过压指示和欠压指示✓提供电流信号的过零检测，过流指示✓UART/SPI通讯方式✓SSOP16封装1.3应用领域✓智能家电设备✓漏电检测设备✓计量电表✓计量插座✓ WIFI 插座 ✓ 充电桩 ✓ PDU 设备✓ LED 照明 ✓ 交通路灯1.4 芯片管脚VDD IAP IAN SPIEN INT2IBP CLKI IBN VP GND VREF SDO/TXSCLK SCSN SDI/RXINT12 硬件设计2.1 原理图设计HLW8112在HLW8110单通道基础上增加一路电流检测通道用于检测设备漏电状况。

计量芯片HLW8110的典型应用1芯片介绍1.1芯片描述HLW8110是一款高精度的电能计量IC,它采用CMOS制造工艺，主要用于单相计量应用。

它能够测量线电压和电流，并能计算有功功率，视在功率和功率因素。

该器件内部集成了二个∑-Δ型ADC和一个高精度的电能计量内核。

输入通道支持灵活的PGA设置，因此HLW8110适合与不同类型的传感器使用，如电流互感器（CT）和低阻值分流器。

HLW8110电能计量IC采用3.3V或5.0V电源供电，内置3.579M振荡器，可以通过UART口进行数据通讯，波特率为9600bps，采用 8PIN的SOP封装。

1.2特性描述✓免校准功能✓宽工作电压，支持3.3V和5.0V电源供电✓测量有功功率、视在功率、电压和电流有效值✓在5000：1的动态范围内，有功电能的测量误差<0.1%✓在3000：1的动态范围内，有功功率的测量误差<0.1%✓在1000：1的动态范围内，有效电压的测量误差<0.1%✓在1000：1的动态范围内，有效电流的测量误差<0.1%✓提供有功功率过载信号指示✓提供电压信号的过零检测、过压指示和欠压指示✓提供电流信号的过零检测，过流指示✓UART通讯方式✓SOP8封装1.3应用领域✓智能家电设备✓漏电检测设备✓计量电表✓计量插座✓WIFI插座✓充电桩✓PDU设备✓LED照明✓交通路灯1.4 芯片管脚IAP IAN VP VREFRX VDD GNDTX2硬件设计2.1原理图设计下图是HLW8110的典型电路，外围电路简单，外围器件非常少，单路通道可用于检测负载设备的功率、电压、电流和用电量，通过UART或接口传输数据至MCU，HLW8110内部可以设置功率过载、电压过载和电流过载阀值，通过内部寄存器可以查询，并可以检测电压过零点。

2.2电流采样电阻的选型2.3电压采样电阻从图中可以看出电压信号通过5个0805封装的200K阻值的贴片电阻和1个1K的分压电阻串联后输入到HLW8110的VP引脚，以220V交流电压为例，输入信号有效电压值是：220V*（1K/(5*200K + 1K)）= 219.8mV建议一般使用时电压通道的PGA设置为1。

重庆公司电能计量装置通用设计工作总体说明一、概述国网公司明确提出了“以典型设计为导向，促进技术进步，提高集约化管理水平；各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，节省投资、提高效益”，并开展了500kV 及以下输变电工程通用设计工作。

2006年6月，国网公司启动了220V～750kV电能计量装置典型设计工作。

共进行了两个阶段的工作，第一阶段是设计研究阶段，时间为2006年6月－2007年4月，形成了《220V～750kV电能计量装置典型设计研究报告》。

第二阶段是设计编制阶段，时间为2007年4月－2007年10月，形成了《国家电网公司输变电工程通用设计电能计量装置分册》。

由于国网公司电能计量装置通用设计需兼顾各省市电力公司，深度、细度及部分内容需要根据重庆公司实际情况进行深化和细化，为更好地促进通用设计本地化应用工作，2008年4月，市场营销部、计量中心组织开展了重庆市电力公司电能计量装置通用设计工作。

二、重要意义1.通用设计将促进电能计量管理在公司安全生产和规范经营中发挥重要作用。

随着体制改革的深入，电能计量管理是准确体现经营成果、确保各方利益的重要保证，其地位和作用日趋重要，电能计量装置的管理是我们电能计量管理的基点，计量装置的准确可靠将成为公众关注的焦点，也是我们今后服务工作的热点。

通用设计可进一步规范公司系统电能计量管理，实现电能计量资源的优化配置、电能计量管理的公平公正公开。

2.在公司推进两个转变、实现四化管理的工作过程中，通用设计具有重要的意义。

开展电能计量装置通用设计工作，通过标准化设计方法和理念，能够实现统一把握标准、统一执行标准，统一设备规范，减少设备型式，方便集中规模招标和运行维护，降低建设和运行成本，加快设计、审查和批复进度，提高工作效率，发挥规模优势。

3.电能计量在节能减排工作中具有重要地位，通用设计具有现实的社会意义。

当前，我国正在大力推进节能减排工作，电力行业是重点节能行业之一。

装表接电工-中级工习题含答案一、单选题（共41题，每题1分，共41分）1.对一般的电流互感器来说，当二次负荷值减小时，其比值差往（）变化，相位差往（）变化。

A、负，负B、正，负C、负，正D、正，正正确答案：B2.化整间距为0.5时，以下化整错误的是（）。

A、0.40化整为0.5B、2.56化整为3.0C、2.25化整为2.0D、1.75化整为2.0正确答案：B3.将交流220V变换成电能量远方终端内各部件所需的直流电源是（）。

A、整流器B、I/0板C、主控板D、通讯模板正确答案：A4.三相三线制星形连接平衡负载Z＝3＋j4Ω，接三相对称电源，电源线电压为380V；当A相断线时，B相电流是（）A。

A、76B、44C、38D、22正确答案：C5.关口计量点原则上设置在产权分界点，电厂的关口计量点如在产权分界点处不能准确计量上网电量的，则设置在（）(对三圈变压器增加中压侧)和启备变的高压侧。

A、发电机升压变的低压侧B、线路出线间隔C、发电机出口D、发电机升压变的高压侧正确答案：D6.两元件三相有功电能表接线时不接（）。

A、V相电压B、W相电流C、U相电流D、V相电流正确答案：D7.电源（）加于旋转式相序指示器相应端钮时，指示器旋转方向与所标箭头方向一致。

A、UWVB、WVUC、WUVD、VUW正确答案：C8.TCP/IP协议簇中的IP协议工作在（）。

A、传输层B、表示层C、会话层D、网络层正确答案：D9.用叠加原理计算复杂电路,就是把一个复杂电路化为（）电路进行计算的。

A、R、LB、较小C、较大D、单电源正确答案：D10.以下属于电力行业标准代号的是（）。

A、DLB、JJFC、GBD、JJG正确答案：A11.下列用电设备中产生无功最大的是（）,约占工业企业所消耗无功的70%。

A、变压器B、电弧炉C、荧光灯D、机电式交流电动机正确答案：D12.在周期检定时，电子式电能表可用1000V兆欧表测定绝缘电阻，在相对湿度不大于80%的条件下，辅助电源端子对表壳、输入端子对表壳、输入端子对辅助电源端子的绝缘电阻不低于（）MΩ。