智能電能表

前言

　　2009年9月，國家電網(wǎng)公司發(fā)布并開始在國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施智能電能表系列標(biāo)準(zhǔn)；同年12月，國家電網(wǎng)公司完成了智能電能表產(chǎn)品的首次規(guī)模化集中招標(biāo)。這些工作的意義在于：首先，首次在國家電網(wǎng)公司所轄的29個(gè)網(wǎng)?。ㄖ陛犑校╇娏窘y(tǒng)一、規(guī)范了電能表，基本結(jié)束了我國電能表型式、規(guī)格的無序發(fā)展局面，對(duì)我國電能表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作具有深遠(yuǎn)的意義；其次，電能表生產(chǎn)制造企業(yè)轉(zhuǎn)變管理理念，提升技術(shù)能力，企業(yè)在新的形勢下，積極研究、探索、采用現(xiàn)代化的生產(chǎn)組織模式和生產(chǎn)方式；此外，首次提出了智能電能表的概念，并在具體的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造層面得到了體現(xiàn)，與業(yè)已發(fā)布的國家電網(wǎng)公司《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)》系列化標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)建了完整的智能電能表網(wǎng)絡(luò)，為智能電網(wǎng)工作的穩(wěn)步推進(jìn)、用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)提供了技術(shù)和設(shè)備保障?！　】紤]到智能電能表雖然是一個(gè)新概念，但是計(jì)量器具的屬性沒有變，其計(jì)量原理依然由經(jīng)典理論奠定，其物理構(gòu)成同樣是在靜止式電能表、多功能電能表的基礎(chǔ)上，對(duì)其技術(shù)的延續(xù)與發(fā)展。然而，作為網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)設(shè)備，智能電能表涉及了多個(gè)學(xué)科、多項(xiàng)新興技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容，本書從承上啟下的角度考慮，用10個(gè)章節(jié)的篇幅，對(duì)涉及智能電能表的各項(xiàng)技術(shù)和關(guān)聯(lián)發(fā)展，包括計(jì)量原理、電能表關(guān)鍵技術(shù)、智能電能表組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、智能電能表網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、通信協(xié)議、芯片技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)和檢測技術(shù)等方面的內(nèi)容作了介紹，希望讀者對(duì)智能電能表所涉及的技術(shù)和工作有一個(gè)比較全面的了解，為正確設(shè)計(jì)、科學(xué)合理地安排電能表的生產(chǎn)加工，提供基礎(chǔ)的信息和知識(shí)。

內(nèi)容概要

智能電能表是智能電網(wǎng)中最為基礎(chǔ)的設(shè)備之一，在其發(fā)揮貿(mào)易結(jié)算、管理等傳統(tǒng)作用的同時(shí)，對(duì)智能用電和為用戶提供豐富、實(shí)時(shí)的增值服務(wù)等方面將承擔(dān)重要的任務(wù)。本書從承上啟下的角度，對(duì)電能表的基本知識(shí)、智能電能表及其關(guān)鍵技術(shù)、用戶側(cè)設(shè)備、智能電能表常用芯片及其性能、智能電能表網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電能表通信協(xié)議、國內(nèi)外最新的自動(dòng)化生產(chǎn)和檢測技術(shù)，以及國家電網(wǎng)公司智能電能表系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較為全面的介紹。希望讀者通過閱讀，對(duì)智能電能表所涉及的技術(shù)和工作有一個(gè)較為全面的了解。    本書內(nèi)容新穎、資料豐富，是一本智能電能表知識(shí)的普及讀物，可供從事電能計(jì)量、電能表生產(chǎn)制造、智能電能表研究和應(yīng)用的人員參考、閱讀，也可供高等院校電力專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

前言第1章  電能表基本知識(shí)  1.1  電能表發(fā)展概況  1.2  電能表的分類及型號(hào)命名規(guī)則  1.3  交流電能計(jì)量    1.3.1  交流有功電能的測量原理    1.3.2  交流無功電能的測量原理  1.4  感應(yīng)式電能表    1.4.1  單相電能表的結(jié)構(gòu)    1.4.2  單相電能表的工作原理    1.4.3  三相電能表的結(jié)構(gòu)    1.4.4  感應(yīng)式電能表的誤差特性    1.4.5  國產(chǎn)感應(yīng)式電能表的特點(diǎn)  1.5  靜止式電能表    1.5.1  靜止式電能表的結(jié)構(gòu)    1.5.2  靜止式電能表的工作原理及特點(diǎn)    1.5.3  靜止式電能表的誤差特性  1.6  數(shù)字量輸入式電能表    1.6.1  數(shù)字化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)    1.6.2  數(shù)字量輸入式電能表的結(jié)構(gòu)    1.6.3  數(shù)字量輸入式電能表的工作原理  1.7  智能電能表    1.7.1  智能電能表的結(jié)構(gòu)    1.7.2  智能電能表及其網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)第2章  智能電能表與智能電網(wǎng)  2.1  智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)  2.2  智能電網(wǎng)對(duì)采集系統(tǒng)的要求    2.2.1  采集對(duì)象的分類    2.2.2  采集數(shù)據(jù)項(xiàng)要求    2.2.3  通信信道適用范圍  2.3  智能電能表的種類和功能    2.3.1  智能電能表的種類    2.3.2  智能電能表的功能第3章  用戶側(cè)設(shè)備  3.1  智能電能表  3.2  用戶網(wǎng)關(guān)  3.3  交互顯示終端  3.4  智能插座第4章  智能電能表關(guān)鍵技術(shù)  4.1  電能表產(chǎn)品的可靠性    4.1.1  電能表產(chǎn)品的可靠性    4.1.2  產(chǎn)品失效機(jī)理    4.1.3  可靠性評(píng)價(jià)    4.1.4  提高產(chǎn)品可靠性的對(duì)策  4.2  網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)  4.3  用戶信息系統(tǒng)  4.4  專家數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)挖掘    4.4.1  專家數(shù)據(jù)庫    4.4.2  數(shù)據(jù)挖掘與利用第5章  智能電能表常用芯片及其性能  5.1  計(jì)量芯片    5.1.1  單相電能計(jì)量芯片ADE7756    5.1.2  單相電能計(jì)量芯片CS5463A    5.1.3  單相電能計(jì)量芯片SA9903B    5.1.4  單相電能計(jì)量芯片F(xiàn)M7755    5.1.5  單相電能計(jì)量芯片BL0921    5.1.6  三相電能計(jì)量芯片AT73C500/501  5.2  微控制器(MCU)    5.2.1  瑞薩單片機(jī)    5.2.2  PIC單片機(jī)    5.2.3  MSP430單片機(jī)    5.2.4  MZ系列單片機(jī)  5.3  通信芯片    5.3.1  RS-485通信芯片    5.3.2  紅外通信芯片    5.3.3  GPRS通信芯片    5.3.4  電力載波通信芯片  5.4  其他專用芯片    5.4.1  時(shí)鐘芯片    5.4.2  穩(wěn)壓芯片    5.4.3  光電耦合器第6章  智能電能表通信系統(tǒng)架構(gòu)  6.1  自動(dòng)抄表系統(tǒng)  6.2  智能電能表通信系統(tǒng)總體架構(gòu)  6.3  網(wǎng)省公司級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)  6.4  企業(yè)級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)  6.5  社區(qū)級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)  6.6  智能電能表通信系統(tǒng)在國外的應(yīng)用情況第7章  智能電能表網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)  7.1  智能電能表網(wǎng)絡(luò)對(duì)本地通信的要求  7.2  電能表串行通信接口    7.2.1  數(shù)據(jù)的串行傳輸    7.2.2  幾種串行通信的物理標(biāo)準(zhǔn)  7.3  RS-485串行通信  7.4  低壓載波通信    7.4.1  低壓電力載波信道的劃分    7.4.2  低壓電力線載波的調(diào)制方式    7.4.3  正交頻分復(fù)用載波技術(shù)    7.4.4  直接序列擴(kuò)頻通信    7.4.5  幾種載波通信技術(shù)方案的比較  7.5  ZigBee網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用    7.5.1  ZigBee網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    7.5.2  ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)    7.5.3  ZigBee網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)    7.5.4  微功率無線本地網(wǎng)絡(luò)    7.5.5  電能表下行通信技術(shù)方案的比較  7.6  GPRS在遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)中的應(yīng)用  7.7  IPv6技術(shù)  7.8  對(duì)通信信道的性能要求第8章  智能電能表通信協(xié)議  8.1  IEC 62056標(biāo)準(zhǔn)體系    8.1.1  IEC 62056標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成    8.1.2  IEC 62056提供的互聯(lián)性和互操作性的技術(shù)保障    8.1.3  IEC 62056的特點(diǎn)    8.1.4  IEC 62056在計(jì)量領(lǐng)域的應(yīng)用  8.2  DI/T645《多功能電能表通信協(xié)議》  8.3  IEC 62056與DL/T 645標(biāo)準(zhǔn)的差異    8.3.1  DL/T 645—2007    8.3.2  IEC 62056第9章  電能表自動(dòng)化生產(chǎn)和檢測技術(shù)  9.1  我國電能表自動(dòng)化生產(chǎn)概況    9.1.1  自動(dòng)化生產(chǎn)水平    9.1.2  自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)    9.1.3  自動(dòng)線控制系統(tǒng)  9.2  鄭州三暉電氣有限公司的自動(dòng)化檢測線    9.2.1  結(jié)構(gòu)    9.2.2  技術(shù)特點(diǎn)  9.3  紹興電力局的自動(dòng)化檢測線    9.3.1  工作流程    9.3.2  主要功能    9.3.3  特點(diǎn)  9.4  深圳浩寧達(dá)儀表股份有限公司的自動(dòng)化生產(chǎn)線  9.5  深圳科陸電力科技股份有限公司的自動(dòng)化檢測線  9.6  寧波三星電氣股份有限公司的自動(dòng)化檢測線  9.7  美國埃創(chuàng)公司的檢測流水線  9.8  瑞士蘭吉爾公司的自動(dòng)化生產(chǎn)線第10章  國家電網(wǎng)公司智能電能表系列標(biāo)準(zhǔn)簡介  10.1  智能電能表系列標(biāo)準(zhǔn)  10.2  智能電能表標(biāo)準(zhǔn)體系參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　解放前，我國沒有自己的電能表制造業(yè)，使用的表計(jì)全部依靠進(jìn)口。國內(nèi)只有對(duì)電能表開展維修和校驗(yàn)業(yè)務(wù)的小作坊。1952年，上海合成電器廠（即上海電度表廠）開業(yè)，生產(chǎn)制造2級(jí)和1級(jí)安裝式單、三相電能表，結(jié)束了我國不能制造電能表的歷史。隨后哈爾濱電表廠、上海第五電表廠先后成立，我國的電能表產(chǎn)業(yè)逐步形成規(guī)模。我國電能表產(chǎn)業(yè)從仿制外國電能表產(chǎn)品開始，經(jīng)過了五十余年的努力，現(xiàn)在已具備了相當(dāng)?shù)乃胶鸵?guī)模，我國自行設(shè)計(jì)和大批量生產(chǎn)的各種類型的電能表，不僅供給國內(nèi)，還遠(yuǎn)銷國外?！　∥覈鴮?duì)靜止式電能表的研發(fā)工作始于20世紀(jì)80年代初，略遲于發(fā)達(dá)國家。其發(fā)展同樣經(jīng)歷了機(jī)械時(shí)鐘、電子時(shí)鐘、微處理器分時(shí)開關(guān)以及自主研發(fā)專用計(jì)量芯片等發(fā)展階段。20世紀(jì)90年代初，以珠海恒通公司為代表，國內(nèi)靜止式單相表走的是一條仿造斯倫貝謝公司的產(chǎn)品的道路；而以湖南威勝、寧夏寧光公司為代表，國內(nèi)三相多費(fèi)率和三相多功能電能表走的是一條自主研發(fā)的道路。在芯片研發(fā)方面，上海貝嶺微電子制造有限公司在1995年推出了第一款國產(chǎn)單相電能計(jì)量芯片BL0931?！　?995年4月，國家計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委和電力部聯(lián)合召開的全國計(jì)劃用電工作會(huì)議對(duì)分時(shí)電價(jià)的推行作了具體安排部署。電價(jià)政策的調(diào)整，將靜止式電能表的應(yīng)用推向了新的發(fā)展階段。在其后的十余年問，我國靜止式電能表產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)品覆蓋了安裝式電能表的各個(gè)種類和準(zhǔn)確度等級(jí)。然而，由于我國微電子技術(shù)至今仍落后于發(fā)達(dá)國家，所以，靜止式電能表中使用的微處理器、專用計(jì)量芯片等大規(guī)模集成電路器件以及其他一些關(guān)鍵元器件基本上被國外知名品牌廠商壟斷。另外，由于管理技術(shù)和設(shè)計(jì)思想的局限性，自動(dòng)化生產(chǎn)水平較低，工藝工裝技術(shù)水平也落后于發(fā)達(dá)國家，所以國產(chǎn)靜止式電能表產(chǎn)品的可靠性、產(chǎn)品性能指標(biāo)的一致性、重復(fù)性等方面有待進(jìn)一步提高。

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