0 引言
随着经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，电力资源紧缺和不同时间用电量不均衡的现象依然严重。为缓解我国日趋尖锐的电力供需矛盾，改善用电不均衡、提倡节约用电量、提高全国的用电效率，合理利用电力资源已成为当前构建和谐社会的基本国策之一。
电能的消耗大量集中在低压配电终端，为了加强终端电能的计量考核和管理，方便用户的现场使用、改造和升级，针对传统DDSD和DTSD系列壁挂式安装电能表在现场使用安装的不便而设计一种微型化导轨式安装电能表，具有测量精度高、过载能力强、性能稳定可靠、工作电压范围宽、自身功耗低等优点。并且其体积小，重量轻，结构模数化，可与微型断路器配合使用安装于配电箱内，实现终端配电电能计量。
1 技术特点
传统的终端配电计量采用壁挂式电度表，普遍存在外形体积大，现场安装不便（需要配备专门的电度表箱安装）的缺点。
鉴于此，我们设计一种35mm 标准导轨方式安装的电能表，其体积小巧，外型美观，结构模数化，可与微型断路器一起安装于终端配电箱内。
图1 ADL系列导轨式安装电能表
1.1 外形与安装
ADL系列导轨式安装电能表包括ADL100EF/C单相复费率电能表和ADL300EF/C三相费率电能表两种规格型号。其外形尺寸（长×宽×高）分别为76mm×89mm×74mm， 126mm×89mm×74mm。ADL系列产品采用35mm标准导轨式安装方式，如图2所示。现场安装使用方便简单，一目了然。
图2 35mm标准导轨式安装
1.2 接线方式
ADL系列导轨式安装电能表支持一次接入（见图3）和二次接入（见图4）两种接线方式，可灵活应用于电气开关柜（二次输入测量）和终端配电箱内（一次接入测量）。
图3 直接接入示意图
图4 经CT接入示意图
2 功能及指标
ADL系列导轨式安装电能表不仅具备外形小巧、安装方便、接线灵活的特色，并且从功能和性能上来看，也具有不可比拟的优越性。
2.1 电量计量功能
计量正反向有功电量，功率潮流方向自动识别并指示，且具有四费率及总电量计量功能。
2.2 分时复费率功能
日时段可设四费率、八时段，时段区间内的zui小时间单位为1分钟。
2.3 按月冻结转存功能
按月冻结转存功能可以统计上上月、上月及本月的用电量和分时电量，用于月用电费的结算及监测用电情况。
2.4 实时监测功能
可提供电压、电流、频率、功率、功率因数的测量，并可参与显示或借由通讯协议读出。
2.5 输出接口
带光电隔离的电量脉冲数据输出接口，可用于校表和实现DCS远传；RS485通讯接口可以实现远方抄表和负荷监测。
2.6 主要技术参数
（1）参比电压：单相220V，三相3×220/380V
（2）电流规格：1.5（6）A 5（20）A 10（40）A 20（80）A，zui大电流80A。
（3）频率范围：50Hz±10%
（4）电压测量范围：70%~130%Un ，1.9Un下仪表不损坏
（5）电流测量范围：5%Ib~Imax
（6）电能计量：1级，符合《GB/T17215-2002》
（7）起动：额定电压、额定频率及COSΦ=1的条件下，负载电流为0.4%Ib时，电能表有电能脉冲输出并连续记录电能量
（8）潜动：当施加电压而电流线路无电流时，电能表的测试输出不产生多于一个的脉冲
（9）功耗：电压回路≤0.8W 电流回路≤1VA
（10）脉冲输出参数：脉冲宽度：80ms±20ms，无源输出，外接电源DC:+5V～24V
（11）时钟参数：0.5 s/d （参比温度23℃），
（12）工作温度：正常工作范围-10℃～45℃， 极限工作范围-20℃~60℃
3 设计原理
ADL100-EF/C单相复费率电能表采用ADI公司技术ADE7169F16片上系统的单芯片设计完成。ADE7169集成了高精度计量单元模块和8052的MCU及其外围模块，计量模块计量精度高、能测量各相电流、电压有效值、各相及总的有功功率、无功功率、电网频率等运行参数，过载倍数大。片上8052的MCU带有16K FLASH和512B RAM和多种外设模块，支持低功耗温度补偿的片上RTC模块、LCD驱动模块、电源管理模块、SPI/I2C接口模块和UART通讯模块等，用一片ADE7169就能实现单相复费率多功能电能表设计。具体设计框图如图5。
图5 ADL100-EF/C原理框图
ADL300-EF/C 三相电子复费率电能表采用计量芯片ATT7030A和飞思卡尔公司的8位单片机M68HC908LJ12实现。其原理为：线路上实时电压、电流经高精度互感器耦合，采样电路分别采样后，送到电量计量芯片ATT7030A（A/D转换器转化成数字信号，通过片内DSP运算后输出电能脉冲），通过脉冲送到MCU中，并根据预先设定的时段完成分时有功、无功电量计量和zui大需量计算，分别作出相应处理，并存贮到EEPROM中；同时实现显示和输出、RS485串行数据传输。具体设计框图如图6。
图6 ADL300-EF/C原理框图
4 ADL系列导轨式安装电能表的应用
4.1 典型应用
图7为ADL100-EF/C单相复费率电能表的典型应用图。其可直接接入zui大80A的电流。液晶显示屏显示电能消耗。脉冲输出接口可采集有功电能的消耗，可利用PLC或PC进行分析。其4模数的结构和标准导轨安装方式方便其与微型断路器一起使用，直接安装于配电箱内，可广泛应用于楼宇、机场、商场、学校、码头。
图7 ADL100-EF/C应用图
图8为ADL300-EF/C三相复费率电能表的典型应用图。其可一次输入/二次输入接入，7模数的结构，35mm标准导轨安装方式，直接安装在配电箱中完成三相负载网络的电能计量；也可以二次接入安装在开关电气柜中，可广泛应用于工厂、小区、智能楼宇、市政项目的电能计量。
图8 ADL300-EF/C应用图
4.2 应用案例
在某单位宿舍楼的配电设计中，分户电能计量全部采用了ADL系列微型导轨式安装电能表。一改以往每层楼梯间专设电表箱（计量电表+保护开关+配出线）再配出至户内终端照明箱的做法，而直接进户终端配电箱。该设计中，省却了常规的层计量表箱，减少了工程量，节约了造价，并且美化了布局。投入试用的微型导轨式安装电能表以其良好的精度和稳定的性能保证了对于电能的准确计量，方便了用户对于用电负载的实时监控。
5结束语
微型导轨式安装电能表的应用对于准确计量电能，节省安装空间，节约工程成本具有现实意义。对比传统的壁挂式电度表，其体积小巧、外型简洁、接线方式灵活、35mm标准导轨式安装方便，为终端配电计量的简单化集中化提供了方便。
参考文献
[1]任致程，周中编.电力电测数字仪表原理与应用指南[J].中国电力出版社，2007-4.
[2]上海安科瑞电气有限公司，ADL系列导轨式安装电能表选型手册，2008-5.
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