一种应用于营配一体化的双芯智能电表的制作方法

本发明属于配电网基础设备技术领域，尤其涉及一种应用于营配一体化的双芯智能电表。

背景技术：

营配一体化建设是对配电网业务和营销业务集成应用，优化营销的客户服务、业务报装与配网建设、配网改造等业务过程，以提高客户服务水平和供电可靠性指标。营配一体化建设的基础为统一电网模型的配电网网架和配网设备台帐信息及配电网运行信息。具体内容包括：配电网线路台帐、设备图纸资料、用户信息、计量信息、供用电负荷情况等基础信息。业务功能主要内容包括：配电网综合停电管理、抢修管理、供电可靠性管理、业扩报装辅助决策、配网规划辅助及客户停复电通知等内容营配一体化建设核心内容是围绕配电网开展的业务信息的集成共享，通过信息的综合集成分析，为原来需要手工进行统计分析的工作内容，逐步变为系统的自动计算。

而目前的国内输电网系统，用户基数大、用电类型多，且不同的用户或者不同用电需求的场合相应的配电网设备或结构均有一定差异，如何能够较好的协调多样化的用电情景，减少专用类设备，力求实现单一设备或标准来实现快速有效的数据收集整理是一个重要课题，考虑到对于绝大多数用户来说，各类电表均是必要的且一般是与每个用电场合一一对应，因此以电表为载体，实现精准且全面的营配数据收集处理，是一种较佳的处理方式，但现有智能电表尚不能满足丰富数据获取处理的需求。

技术实现要素：

本发明创造的目的在于，提供一种应用于营配一体化的双芯智能电表。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

一种应用于营配一体化的双芯智能电表，其特征在于，包括电源模块、数据模块、控制模块、时钟模块、通信模块；

所述电源模块包括：前侧连接至输电网，用于获取电能和转换电压的变压器、设置于变压器与输电网之间的压敏电阻；变压器将220v的交流点进行降压处理，以便于后序电源电路处理；变压器输出侧别通过整流桥引出的5v电源电路和3.3v电源电路；电源电路用于向各芯片或者模组供应标准电压，所述电源电路依次包括设置于变压器后侧的整流桥、设置于整流桥后侧的滤波器、设置于滤波器后侧的稳压电路，所述滤波器是指电容滤波器；所述稳压电路包括稳压芯片以及相应的外围电路。

所述数据模块包括采集电路；采集电路包括数据采集芯片、与主电路连接的电量采集电路，数据采集芯片一般采用hlw系列、cs系列或att系列等计量芯片或者电量计量模块，本实施例中，数据采集芯片采用att芯片，电量采集电路分别将采样获得的三相电压接入att芯片的v2p/v2n、v4p/v4n、v6p/v6n端，将电流接入att芯片的v1p/v1n、v3p/v3n、v5p/v5n端，其中在每一相电量采集电路包括连接至电网的电压互感器和电流互感器、以及设置在电流互感器输出侧的分压电阻和隔离电容；采用msp系列单片机作为控制模块的核心，控制模块包括控制器最小系统。

对前述应用于营配一体化的双芯智能电表的进一步细化还包括，所述分压电阻包括跨接在电流互感器输出侧的电阻r11，分别设置在电流互感器输出侧两线上的电阻r12、r13，分别设置在电压互感器输出侧两线上的电阻r14、r15；通过模拟测试，在电网电压为标准220v/50hz的时候，电流检测部分采用变比1/300的互感器并使r11、r12、r13取值25ω-1250ω-1250ω的时候，可以使采样最大值位于安全电压以内以满足使用需求；电压检测部分采用变比1/400的互感器，r14、r15电阻均取1000ω。

对前述应用于营配一体化的双芯智能电表的进一步细化还包括，电源电路采用lm系列稳压芯片完成5v电压输出，使用as系列稳压芯片完成3.3v电压输出，，其中，5v电压输出电路中设置有调压电阻r1、r2，调压电阻设置在lm稳压芯片的adj端与vout端以控制输出电压的大小；两个电源输出电路的前后侧还分别设置有电容滤波结构。

对前述应用于营配一体化的双芯智能电表的进一步细化还包括，电量采集电路分别利用电压互感器和电流互感器将主电路电量值转换为二次值，并通过电阻和电容构成的滤波电路，最后分别接入数据采集芯片的端口内，特别的，本实施例中，还通过在测量值的基础上附加参考电压以简化数据处理过程。

对前述应用于营配一体化的双芯智能电表的进一步细化还包括，att芯片的复位引脚reset复位低电平设置为50us，sel引脚处连接有3pin插针可实现接地或者连接正电压以实现可定制的接线方式；同时osci、osco接口与晶振连接为att芯片提供时钟信号。

对前述应用于营配一体化的双芯智能电表的进一步细化还包括，控制器最小系统由晶振电路、复位电路构成；晶振电路用于为控制器提供两个频率的时钟信号；晶振的频率根据单片机的具体型号而变化，并分别连接控制器的xin/xout以及xt2in/xt2out引脚；复位电路包括设置在vcc引脚和rest引脚之间的复位电阻rf、rrest，连接在两个电阻中间点与gnd引脚的复位电容cr，跨接在复位电容cr两侧并连接有保护电阻rrb的电路，电路中还设置有控制复位开关k。

对前述应用于营配一体化的双芯智能电表的进一步细化还包括，还设置有专用的时钟模块，时钟模块采用市面上成品的时钟芯片即可，时钟芯片的osci和osco引脚需要外接晶振，还设置有并联电容以保证时钟信号稳定输出。

本发明的应用于营配一体化的双芯智能电表能够保证智能电表准确的定期完成各项数据收集与处理工作，安全性和数据准确度高，有利于提高持续工作的稳定性。

附图说明

图1是应用于营配一体化的双芯智能电表的功能结构图；

图2是电源电路电路原理图；

图3是电源模块中稳压电路图；

图4是单相单侧的电量采集电路示意图；

图5复位电路示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

本发明的一种应用于营配一体化的双芯智能电表，包括电源模块、数据模块、控制模块、时钟模块；其功能结构如图1所示。

电源模块包括：前侧连接至输电网，用于获取电能和转换电压的变压器、设置于变压器与输电网之间的压敏电阻；变压器将220v的交流点进行降压处理，以便于后序电源电路处理；变压器输出侧别通过整流桥引出的5v电源电路和3.3v电源电路；电源电路用于向各芯片或者模组供应标准电压，本实施例基于现行标准使用5v和3.3v电压，在后期改进过程中，也可能使用到其他电压等级的电源电路；电源电路依次包括设置于变压器后侧的整流桥、设置于整流桥后侧的滤波器、设置于滤波器后侧的稳压电路，滤波器是指电容滤波器；稳压电路包括稳压芯片以及相应的外围电路。

电源电路电路原理如图2所示，本实施例中，采用lm系列稳压芯片(如lm317t)完成5v电压输出，使用as系列(如as1117)稳压芯片完成3.3v电压输出，其具体电路如图3所示，其中，5v电压输出电路中设置有调压电阻r1、r2，调压电阻设置在lm稳压芯片的adj端与vout端以控制输出电压的大小；两个电源输出电路的前后侧还分别设置有电容滤波结构。

数据模块包括采集电路；采集电路包括数据采集芯片、与主电路连接的电量采集电路，数据采集芯片一般采用hlw系列、cs系列或att系列等计量芯片或者电量计量模块，本实施例中，数据采集芯片采用att芯片，电量采集电路分别将采样获得的三相电压接入att芯片的v2p/v2n、v4p/v4n、v6p/v6n端，将电流接入att芯片的v1p/v1n、v3p/v3n、v5p/v5n端。单相单侧的电量采集电路如图4所示，包括连接至电网的电压互感器和电流互感器、以及设置在电流互感器输出侧的分压电阻和隔离电容；

分压电阻包括跨接在电流互感器输出侧的电阻r11，分别设置在电流互感器输出侧两线上的电阻r12、r13，分别设置在电压互感器输出侧两线上的电阻r14、r15；通过模拟测试，在电网电压为标准220v/50hz的时候，电流检测部分采用变比1/300的互感器并使r11、r12、r13取值25ω-1250ω-1250ω的时候，可以使采样最大值位于安全电压以内以满足使用需求；同理，电压检测部分采用变比1/400的互感器，r14、r15电阻均取1000ω即可。

电量采集电路分别利用电压互感器和电流互感器将主电路电量值转换为二次值，并通过电阻和电容构成的滤波电路，最后分别接入数据采集芯片的端口内，特别的，本实施例中，还通过在测量值的基础上附加参考电压以简化数据处理过程。

本实施例中，为保证att芯片(具体可以是att7022)的正常工作，复位引脚reset复位低电平设置为50us，sel引脚处连接有3pin插针可实现接地或者连接正电压以实现可定制的接线方式；同时osci、osco接口与晶振连接为att芯片提供时钟信号；

为实现智能电表的自动控制，需要使用专用的处理器，市场上现有用于电表的处理器有很多，根据国内输电网参数以及电表需求，本发明中采用msp系列单片机作为控制模块的核心，控制模块包括控制器最小系统，

控制器最小系统由晶振电路、复位电路构成。晶振电路用于为控制器提供两个频率的时钟信号；晶振的频率根据单片机的具体型号而变化，并分别连接控制器的xin/xout以及xt2in/xt2out引脚；复位电路如图5所示，包括设置在vcc引脚和rest引脚之间的复位电阻rf、rrest，连接在两个电阻中间点与gnd引脚的复位电容cr，跨接在复位电容cr两侧并连接有保护电阻rrb的电路，电路中还设置有控制复位开关k；

为保证智能电表能够准确的定期完成各项数据收集与处理工作，保证持续工作的稳定性，本发明中的双芯智能电表中还设置有专用的时钟模块，时钟模块采用市面上成品的时钟芯片即可，时钟芯片的osci和osco引脚需要外接晶振，本发明还设置有并联电容以保证时钟信号稳定输出，考虑到电网停电等因素影响，必要时还应当设置额外的供电结构，例如蓄电池等。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。