李 洋黑龙江省电力科学研究院
多用户电能采集终端的研制
李洋
黑龙江省电力科学研究院
通过使用远方自动抄表系统，在一定程度上可以进一步减轻用户的负担，不仅如此，同时也会减轻供电部门的负担，除此之外，可以进一步提高工作的效率。远方自动抄表系统是电量管理自动化的基础，不仅如此，它也是实现配电自动化系统的重要组成部分。现在来看，基本上采取的是一种将抄表器和电度表分离的结构，对于多用户来说，主要把两者集为一体。文章进一步介绍了电能的采集终端的原理、采样回路、硬件结构以及软件的相关的功能等。
终端；采样；多用户
对于现在的“一户一表”的用电计量方式和远方自动抄表来说，这两种是现在的供电部门加强低压用户用电管理自动化工作的有效途径。不过，在现在的远方自动抄表系统里，基本上采取的是借助现场安装的抄表终端进行取样，然后把各户的电表指数传送给主机。通过一定的形式实现主机和银行的联网，实现好抄表、收费的管理的一体化，在这样的方式下，“一户一表”工程实施里会有一定的安装的困难，同时会带来一定的“能换”问题，除此之外，还有一定的“校验”问题。在电子式电度表的层次来看，它在长期的运行里有较高的稳定性，在实用的方面来看，进一步研制好多用户电能采集终端。
1 多用户电能采集终端的原理
在交流电路里，电能W指的是在一定的时间间隔里对电功率P的积分：
在进行功率的计算时，它可以被看做是电流乘以电压的结果，如果在计算时可以进一步满足采集的原理，在实时采样到电流和电压信号量以后，通过把电流和电压信号量相乘，进一步计算出功率值，然后把多个积分相加，计算得出功率值。如果交流信号变化的周期是T的话，那幺对P（t）按T/N等时间间隔取样（N为大于2的正整数），就可以通过下式表达一段时间的用电量。
结合电压和电流同时取样值的积等效于功率P（t）的直接取样值，即P（t）=u（t）·i（t），那幺某段时间电量可以如下表示：
对于电量的计算来说，它实际上是转化成等时采样的电流i（t）和电压u（t）乘积的积分之和。通过上述的功率采样积累处理装置，综合处理多用户电能采集终端，对于多用户来说，通过不同时段进行循环采集，进一步计算出用户的电量。进一步实现好信息的存储，同时实现电量的远传功能。
图1 采集终端原理图
正如图1显示的，在输入级里，把用户的负载电流和供电的电压进一步转化成适合的电压，以此来方便电子电路的处理。在单片机的控制下，多路多路转换开关在一定时期里实现循环的切换，对于该脉冲频率来说，它和直流电压的关系是正相关，也就是所，和用户的负载功率成正比，然后通过单片机20 ms定时中断控制。在系统里，每路占用60 ms，那其中就有40 ms是用来硬件采样并转换成脉冲累积，另外的20ms是用于其他的处理。在接下来的步骤里，通过转换开关发挥作用，使其切换到下一用户的输入级，进一步对另一路开展处理。对于整个的循环周期来说，它和采集的户数呈现正相关。要想进一步保障好装置的实用性，就要集中力量解决下面的问题：a.不仅要有远程的自动抄表模式，还要兼具人工抄表的模式。b.要实时完善断电信息保护功能，同时要保存好数据。c.在多用户的电能采集终端里，要可以通过密码修改来实现保护，进一步设置相关的参数。d.满足测量精度的情况以后，要最大化的减小体积，同时降低成本；e.要采用适合“鼓励用电”政策的容量；
2 采样回路
对于采集终端来说，除了输出回路要有一定的隔离特性以外，还要有保障和精确传输特性，与此同时，要进一步解决好在实用过程里的问题，举例来看，有多用户外接端子布线结构问题，还有用户容量及体积和造价的问题。
所以，在输入回路里，会进一步减少多用户布线，除此之外，其占用的面积也比较大，在市电线路里，当同一相负载的用户母线电压一样时，那幺终端在给用户提供了两个外接端子以后，用户可以完成直接并接，以此来进行现场安装。要通过电阻分压来进行电压回路的采样。标准电阻值0.01 Ψ，额定电流15（30）A。
3 电能采集终端硬件设计
对于整机的电路板来看，它主要分为两个模块。在底层是用户输入切换电路、乘法器、压/频转换器还有相应辅助电路，在下层的是单片机回路。对于底层的板电路来说，其主要负责和市电输入/输出接口，前文里讲述了其采样的问题和控制的问题。
4 软件设计
对于多用户电量采集终端来说，只有街足浴模块化设计方法来进行才可以实现电能采集的发展，具体依照功能分，可以分为以下几个模块。
4.1主控程序模块。要进一步按照密码设置硬件市电用户端子和窗口值对应关系或电表常数等。
4.2通信模块。要进一步完善好传送相应用户的用电窗口值的工作，要把相关的故障信息进行有效传输。在设计的层次上来看，要保留好接受主站控制命令功能，通过类似RS-232和问答等方式来实现通信工作。
4.3电量采集处理模块。在软件里，进一步计数处理单片机脉冲输入口，与此同时，要按照电表常数处理成窗口值存贮在EE⁃ROM芯片中。
5 结语
综合来看，在长期的发展里，成本的因素导致电子式电度表难以在居民户里广泛使用。通过分析其精度，得出结论，如果集中户数较少，那幺整体上的循环周期会加快，同时精度会上升。与此同时，应用计算机可以为电能管理提供基础。
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［2］陈建铎，黄秀成，耿德根.单片单板机实验与开发应用指导［M］.西安:陕西科技出版社，1990.
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