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安装式电能表,基于PL3223的三相电能表设计计算

时间:2019-09-04 17:34来源:机械品牌
PLX系列安装式电能表采用先进的电能计量芯片,结合数码显示的优点设计而成,其中液晶复费率电能表能够实现四种费率分时计量功能,并带有RS-485通讯接口,标准的MODBUS-RTU通讯规约。

PLX系列安装式电能表采用先进的电能计量芯片,结合数码显示的优点设计而成,其中液晶复费率电能表能够实现四种费率分时计量功能,并带有RS-485通讯接口,标准的MODBUS-RTU通讯规约。产品具有精度高,可靠性强,寿命长,体积小等优点;解决了GCK、GCS、MNS等抽出式出现回路中安装电能表的难题,可广泛应用于工矿企业、建筑大楼、物业小区内部电能测量、考核、管理。符合GB/T1783-1999、GB/T15284-2002标准。 技术指标: 指 标 输入 标称值 电压100V、220V、380V,电流1A、A或有客户指定 过载 电流:持续1.2倍,顺时10倍、秒;电压:持续1.2倍,顺时2倍/秒 频率 45-65Hz 精度等级 数显0.5级、光柱指标2% 输出 变送 4-20mA、0-20mA、0-5V等 通讯 Rs485MODBUS协议,1位起始位,8位数据位,1位停止位,2400/4800/9600bps 报警 2路继电器;1A/30VDC/1A/220VAC;高低上升沿下降沿方式回滞量任意设置 显示 4位加一个正负号,范围-9999-9999,倍率任意设置,报警设置 电源 电压范围 AC、DC、80-270V 功耗 <4VA 绝缘电阻 ≥100M欧 工频耐压 电源/输入/输出之间 2KV/1min 平均无故障工作时间 ≥5000h 环境 温度 工作-15-55℃,存贮-25-70℃ 湿度 ≤93%RH,不结露,无腐n性气体 海拔 ≤2000m

基于PL3223的三相电能表设计计算方法

1 范围

2006年4月4日

本标准规定了电动汽车交流充电桩电能计量的技术要求及电能计量装置的配置安装要求、试验方法和检验规则。

基于PL3223的三相电能表设计计算方法

本标准适用于交流充电桩的电能计量。

张志忠,李衡

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(北京福星晓程电子科技股份有限公司, 北京 100089)

4 配置要求及安装位置

摘要:详细叙述了采用PL3223专用数字电能表芯片设计三相电能表过程中的相关参数设计计算方法,并结合具体实例给出了测试验证结果。

a) 交流充电桩的充电计量装置应选用静止式交流多费率有功能电能表,电能表采用直接接入式,其电气和技术参数如下:

关键词:PL3223 三相电能表 计量设计

——参比电压:220V;

0 引言

——基本电流:10A;

随着用户用电负荷的增加,三相电能表的使用范围得到了扩大;同时对供电质量要求的提高,供电部门需要了解用户的各种用电参数,如功率、电压、电流、频率等,这使得三相电能测量专用IC获得了快速发展,从国外的ADI公司到国内各芯片厂家,都先后推出了各自的专用三相电能计量IC。专用电能计量IC提供了高精度和高稳定的技术指标,简单的外围电路设计也大大降低了生产成本。

——最大电流:大于等于4倍基本电流;

PL3223是一款最新推出的三相数字电能表集成专用计量芯片,采用专用硬件电路设计实现:包括多路高精度A/D、可编程增益放大器、Hilbert滤波器等;具备齐全的多功能电参数测量,适用于各类多功能三相电能表方案。

——参比频率:50Hz;

  1. 芯片计量特性介绍

——准确度等级:2.0.

PL3223内部集成有二阶Σ-Δ ADC, 参考电压源, 温度传感器, 电源检测,有功/无功电能计量、电压/电流有效值、频率测量的数字信号处理模块。单5V供电,晶体专配为9.6M。

b) 交流充电桩具备多个可同时充电接口时,每个接口应单独配备电能表。

1.1 PL3223管脚

c) 电能表宜安装在交流充电桩内部,位于交流输出端与车载充电机之间,电能表与车载充电机之间不应接入其他与计量无关的设备。

PL3223支持SPI接口,具有有功、无功功率脉冲输出, 带有可自定义分频比的字轮驱动脉冲输出;芯片采用QFP44 引脚封装,主要管脚见表1(略,详见《电工仪表与公用表计行业信息》第3期)。

5 技术要求

1.2 计量特性

5.1 电能表要求

PL3223芯片的计量标准符合IEC678/61036、GB/T 17882有关规定;主要计量特性如下:

5.1.1 准确度要求

在1000:1的动态范围内,有功电能计量误差小于0.1%,无功误差小于0.2%

电能表由电流改变引起的误差极限、起动、潜动、仪表常数、由其他影响量引起的误差极限和准确度实验条件应满足GB/T 17215.321-2008第8章的要求。

无功电能计量精确测量至21次谐波

...

通过SPI总线,实现与MCU的接口,芯片内部提供电能的多个参数量,如电网频率、电压/电流有效值、断相/欠压/过压告警、三相电压/电流的实时采样值。

附件:GBT 28569-2012 电动汽车交流充电桩电能计量

PL3223支持电阻网络校表;同时提供全数字的校准功能,配合单片机可以完成高效精密的校准任务。

2 三相电能计量设计方法

三相电能表根据使用条件,分为互感器式、直入式。对于大电流用户,采用外接一次互感器,按标准其电流输出为5A;相应三相电能表为最常见的互感器式、电流规格1.5/6A。

2.1 三相电能计量的设计条件

电压规格:220V/380V,三相四线

电流规格:1.5/6A,及基本电表为1.5A,最大电流6A

2.2 选择PL3223作为主计量芯片,根据设计要求初步选定的条件

三相四线模式:TF=0

选用各相电能代数和模式:MOD=0

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