SA9904B在电能量采集自动化中的应用

摘    要：本文介绍了采用三相电能计量芯片SA9904B构成的测量电路，它通过SPI和微控制器进行数据交换。针对电能量自动化采集过程中遇到的软硬件问题，提出了相应的解决方法，保证了整个系统稳定工作。
关键词：SA9904B；ADC；LM393

随着电力工业的发展，对电能量采集系统的功能要求越来越多，如正反向记量、分时计费、最大需量记录、欠压断相记录、电压、电流、功率以及功率因数测量、负荷曲线记录、窃电状态记录和电量追补等等。各种功能的实现离不开对电压，电能及频率的准确测量。本文介绍的电能计量电路可以提供及时、可靠的电能信息，满足电网调度自动化的需要。

SA9904B简介
SA9904B 是SAMES公司推出的一款三相双向能量/功率计量芯片。微控制器通过SPI访问SA9904B内部的24位寄存器可以测量有功和无功能量，以及各分相有效电压和频率。在满负荷的工作条件下，SA9904B的有功能量寄存器和无功能量寄存器至少可以存储26s的数据。
SA9904B采用过采样和电流传感器技术，可以满足电力调配系统、居民区和工厂电能测量和控制的需要。
电网调度系统
电网调度系统采用计算机、信息处理以及通信技术，为变电所无人值班提供强有力的现场数据采集及监控支持。
系统由电能量采集模块、有线及无线数据通信模块、红外数据校准模块、Flash数据存储模块和无功补偿模块组成。各模块的功能如下：电能量采集模块主要负责有功能量和无功能量的测量、各分相的电压有效值及频率的测量，以及电网缺相状况显示；有线及无线数据通信模块主要负责数据的上传及远程遥控；红外数据校准模块主要负责计量模块参数的校正及系统参数的设置；Flash数据存储模块主要负责掉电时现场数据的保护；无功补偿模块主要负责改变整个电网的无功分布。

电能量采集模块
本文主要讨论电能量采集模块的设计与实现。电路如图1所示，该电路以SA9904B为核心，主要的外围元器件包括电压传感器、电流传感器等。外围电阻的大小由模拟输入电流的大小来决定。当电路工作在额定工作状态时，电流传感器应该输入ADC的电流大小为16mA。R121~R124和R119的值一样。同样，在额定工作状态下，由电压传感器输入ADC的电流大小为14mA，这样可以确定电阻R116~R118的大小。R116=I