高精度三相电能表设计.docVIP

PAGE 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 绪论 1 1.1研究背景和现状 1 1.2本文研究的对象 2 1.3本文的主要工作 3 第二章 总体设计方案 5 2.1嵌入式系统设计的具体方法 5 2.1.1嵌入式系统协同设计技术 5 2.1.2系统设计原则及扩展性 6 2.2总体结构及性能 7 2.2.1主要功能 8 2.2.2主要技术指标 9 第三章 三相电子式多功能电能表的硬件设计 11 3.1供电单元 11 3.2采集单元 13 3.2.1 ATT7022B的芯片特性 14 3.2.2 ATT7022B的功能简介 14 3.2.3 ATT7022B的内部结构 15 3.2.4采集单元电路图 15 3.3 CPU单元 16 3.3.1 MSP430F449特点 17 3.3.2 MSP430F449资源分配 18 3.3.3 CPU单元电路设计 20 3.4存储单元 21 3.5时钟单元 22 3.5.1时钟芯片 22 3.5.2时钟供电电路 23 3.5.3时钟单元的电路图 23 3.6通讯单元 24 3.6.1红外通讯 24 3.6.2 RS485通讯 26 3.6.3 RS232通讯 27 3.6.4无线通讯 28 3.7显示单元 29 3.7.1示段划分 29 3.7.2参数要求 29 3.8其它单元 30 3.8.1负荷报警单元 30 3.8.2抄表单元 30 第四章 三相电子式多功能电能表的软件设计 33 4.1 EW430嵌入式开发系统 33 4.2软件整体结构 34 4.2.1系统初始化 36 4.2.2主任务的实现 37 4.3数据采集 38 第五章 总结和展望 40 参考文献 41 致谢 42 附录 43 江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文） PAGE 5 第一章 绪论 1.1研究背景和现状 近几年，国内电力供应严重不足已经成为制约国民经济发展的瓶颈之一，如何合理、有效地利用电力资源已经成为电力市场供需双方共同关注的焦点，而准确高效地进行电能计量，更好的利用能源为广大人民服务，就需要精度更高、功能更强的计量工具，因而集多参数测量、电能计量、分析、控制等功能的多功能电能表正在应市场的需求而快速发展。 三相电子式多功能电能表主要用在大、中、小型工厂和车间、商厦宾馆、机关、学校的配电室及乡、镇、村和城市住宅小区，几乎包括所有企、事业单位用户和其他集体用户。目前，我国三相电能表现有挂表量约3000万台，且呈逐年增长态势。按每年安装新型表、新增表和更换到期旧表约为三相表挂表总数的10～15％来计算，三相电子式电能表的年均需求量约为300～450万台。2003年，国家发展改革委出台了《关于运用价格杠杆调节电力供求促进合理用电有关问题的通知》，在保持电价总水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时计电价，鼓励用户合理移峰用电。同时，要求完善两部制电价制度，扩大多功能表应用范围。此政策的出台，为多费率和多功能电能表带来了广阔的市场空间。当年，三相多费率和多功能表产量达60万台，2004年又同比增加30％。可以说，对多功能表的需求是超常规性快速增长。 随着中国电力系统的电量计量自动化的推广以及大用户抄表的普及，当每套电量计量自动化系统的实施或升级发生时，就会造就少者几千台多者数万台的高压三相电子式多功能电能表的需求。当每套大用户抄表系统的实施，就会造就上万台GPRS或CDMA通讯方式的低压三相电子式多功能电能表的需求。 我国在电能计量方面起步较晚，这主要受我国的电力发展进程影响。但进入上世纪八十年，我国的电力发展进入高速期，特别是在上世纪末我国的装机容量已达到世界前列。在我国的电力高速发展的过程中，电能计量技术也经过了以下三个阶段发展。 第一阶段：20世纪50～70年代，基于电磁原理的交流感应式电能表。由于其机械结构和电磁结构的不稳定性和复杂性，一般来说精度较低，稳定性较差，特别是其机械结构的轴承在长时间运行的条件下，对精度影响极大，误差很容易发生变化。另外启动电流大，过载能力小，功耗大也是其难以克服的缺点。 第二阶段：20世纪80年代，随着电子技术的发展，同时电力设备的智能化不断推进。就出现了交流感应式计量原理和电子技术相结合的机电一体的电能表。此种表是在普通感应式电能表的基础上经不断的改进和实践，运用新技术、新材料，特别是选用材料上有较大的改进。轴承选用石磨衬套的磁推轴承，改进了轴承磨损对精度的影响。同时增加了电子部分，实现了和智能设备通讯和复费率功能。 第三阶段：20世纪