1.1 课题研究背景

近年来随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，用电与电力供应的矛盾 也日益显现出来。为了鼓励用户在用电低谷时段用电，我国在 1995 年已全面实施分时电 价政策，通过使用复费率电能表来促进电力资源的优化配置 稳定供电秩序。但同时这也 给电力部门的抄表及管理工作带来了很大的难度，解决的方案是在实现分时计费的同时采 用集中抄表方式。

传统的感应式机械电能表从 1890 年发明以来已经有一百多年历史虽然经过多方面改 进,但仍然存在个突出问题:①工作不稳定,精度低,内部的转动元件难免产生机械磨损,使 电能表测量误差越来越大;②体积庞大,价格昂贵;③由于构造原理的问题,很容易窃电。于 是新型的数字式电能表应用而生。数字式电能表可视性强,大致可分为以下两类。第一类 是在原来机械式电能表的基础上,仅在表盘上打一个很小的光电检测孔,表盘每转一圈给 出一个脉冲信号,经放大和整形后,作为计数脉冲,所计的客户用电量通过数码管或 LCD 显 示出来。这种电能表只是改变了其计数显示方式,没有脱离传统感应式机械电能表的本质, 机械磨损还存在,精度低,不稳定,所以完全被淘汰。第二类是利用传感器来采样电流、电 压,然后把采样到的电流、电压信号转换成数字信号或计数脉冲来计量客户所用电量,再通 过数码管或 LCD 显示出来。论文网

1．2 课题的理论意义

在电力系统中，某一时刻各类用电设备消耗的电功率总和称为电力负荷，电力负荷是 随时间变化的，可用日(或年)负荷曲线来描述。当电力负荷大量增加时，会形成电网的负 荷高峰，而当电力负荷减少时，又会形成电力负荷低谷。当电力负荷上的峰值和谷值相差 很大时会使发、供电设备容量不能充分利用，运行不经济。为了平抑负荷曲线，可以采取 经济手段调整负荷。峰谷电价就是方法之一。这就要求采用复费率电表。大量单一费率的 电表则会由于无法实现峰谷计费而被淘汰，由于目前微电子、计算机技术的发展，通讯手 段的自动化要求也日益增加，远程抄表系统代替人工抄表的趋势越来越显著，这无疑又是 对智能电能表大量生产的客观要求。因此可靠性高、功能强大、计量准确且性价比高的智 能电表的研制是我国电力系统发展的客观要求。

1．3 课题研究的主要内容

(1)通过硬件的设计使电能表完成比较准确的电能计量，使电表在环境恶劣的情况下具

有一定抗干扰能力。 (2)通过软件设计能够使电能表运行稳定，可靠，同时具有一定的智能纠错功能。

2 电能表工作原理

2.1 功率计算模型

功率是电流做功的速率，通常用大写字母 P 表示。理论计算公式为：

由于电路中有储能元件的存在，所以又分为有功功率、无功功率和视在功率。他们的 公式模型不同，如下：

视在功率：复阻抗的交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积值。文献综述

S URMS • I RMS

无功功率：视在功率中不消耗电能的部分。

2.2 电能计算模型

电能在物理上可以看成是从电源流向负载的能量流，用户在单位时间内消耗电能的快 慢程度用功率来表述。功率可以分为在一段时间内的平均功率和某一时刻的瞬时功率。对 于在一段时间内大小和方向都不发生改变的直流电压、电流来讲，平均功率值与其瞬时功 率值是相等的。而对于交变的电压，电流来讲，瞬时功率是时刻都在变化的，平均功率与 瞬时功率是不相等的。要计算用电设备在一段时间内消耗的总的有功功率应该在这段积分 时间内，对瞬时功率进行累加。即： ADE7758数字式电能表设计+PCB电路图(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_73042.html