新型单相防窃电电子式电能表

文章摘要：2.1 电流不平衡时的防窃电测量 电流不平衡的典型情况为零线接地或火线短接。为了检测电流的不平衡，除了检测火线的电流外，还要检测零线的电流，因此需要2个电流传感器；由于隔离的原因，可以在1路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，而另1路就必须使用成本相对较高的电流互感器。图1即为以火线上使用电流互感器,与I1+、I1-相连接，零线上使用锰铜电阻,与I2+、I2-相连接。内置3个独立24位的Σ-Δ ADC的MSP430F42x进行2个通道（火线、零线）和1个电压通道的采样，并在单片机内部处理、比较2个电流通道上的电流，实现电流不平衡时的检测。2个电流通道的传感器分别选用了锰铜电阻和电流互感器，电压通

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2.1 电流不平衡时的防窃电测量
　 电流不平衡的典型情况为零线接地或火线短接。为了检测电流的不平衡，除了检测火线的电流外，还要检测零线的电流，因此需要2个电流传感器；由于隔离的原因，可以在1路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，而另1路就必须使用成本相对较高的电流互感器。图1即为以火线上使用电流互感器,与I1+、I1-相连接，零线上使用锰铜电阻,与I2+、I2-相连接。内置3个独立24位的Σ-Δ ADC的MSP430F42x进行2个通道（火线、零线）和1个电压通道的采样，并在单片机内部处理、比较2个电流通道上的电流，实现电流不平衡时的检测。2个电流通道的传感器分别选用了锰铜电阻和电流互感器，电压通道采用电阻分压实现。
2.2 电流反向时的防窃电测量
　 电流反向的典型情况为火线的进出端口连接对换。通过在单片机内部判断测量的功率正负来检测电流是否反向，不需要任何的辅助元件就能实现电流的反向检测。同时可以预置电流反向时的处理方式，如电流反向时取功率或电能的绝对值为测量值等，实现电流反向的防窃电测量。
2.3 移除主电压时的防窃电测量
　 典型的移除主电压为拆除电表的零线或火线连接，使得无电压信号进入电表。
　 对这种窃电行为，可用1个低成本的电流互感器CT（图1中的供电CT）从剩下的连接电表导线中流经的电流上获取很小的电能，经过电源管理模块处理，给电能表供电，使电能表实现防窃电测量。由于电能表成本、表壳的尺寸以及电子元器件能够承受的最大电流的影响，选择从电流上取电的CT是受限制的，因此，能从电流上获取给电能表供电的电能也是受限制的，特别是当负载电流很小时，从电流上取得的电能将不能胜任电能表的供电电源。供电部门通常希望当负载电流大于1 A时就能实现电能表的防窃电测量,而且希望这个值越小越好。基于以上要求，需要选择一个在移除主电压防窃电测量时功耗很小的方案以保证能顺利完成防窃电的测量。因此本设计采用MSP430F42x系列单片机，利用其超低功耗特性和丰富的模拟前端,较为容易地实现了移除主电压时的防窃电测量。模拟前端的具体电路如图3所示。

    本文介绍的单相防窃电电子式电能表实际是在正常的单相多功能、多费率电能表上加防窃电功能，所以MSP430F42x单相防窃电电子式电能表可以是单相多功能表的形式，也可以是单相多费率的形式以及其他电能表形式。该表投入市场以来，产生了巨大的经济效益和社会效益，也为电力管理部门打击窃电行为提供了更强有力的武器。

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