实时数据采集+远程通信：高性价比三相电表在能源管理与工业生产中的应用

发布时间：2025-07-17 阅读量：49 来源: 我爱方案网作者: bebop

三相智能电表作为现代能源管理的核心设备，通过高精度多参数测量（电压、电流、功率、功率因数等）和实时数据采集能力，为复杂用电场景提供精准计量与能效优化支持。其内置的通信模块（如RS-485、4G、NB-IoT）支持远程抄表及设备互联，结合需量统计、谐波分析及事件记录（如失压、断相、电流不平衡）功能，显著提升用电安全性与管理效率。

三相智能电表主要应用于能源管理系统、数字化变电站、配电网自动化、工业自动化等场合，是电力负载管理系统的配套终端产品，由电力控制中心调配，实现电网的合理配置和监测，为电力营销自动化提供终端数据。

快包分析师推荐几款基于ST、华大电子MCU开发的高性价比智能电表方案，可以简化并加速设计者的设计流程，降低研发风险及成本，缩短研发时间，确保客户并在此基础上开发出有竞争力的产品。

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STPMS2三相智能表计方案

方案整合高精度STPMS2电表计量前段IC和先进的STISO621数位隔离器，以及运行在STM32微控制器上用于计算电表计量资料和电能质量数据的可客制化统包韧体。经过优化设计的感测电路和PCB配置，确保其具有优异抗EMI干扰的稳定性和出色的讯号杂讯比，以进行高精度测量和后处理运算。整合低成本感测器和稳定的电隔离功能实现出色的可靠性和稳定性,满足国际上最严格的电表品质和精确度。

电度表方案符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x之交流电表标准。该应用方案提供每相或者累计的有源能量，或是功率的宽频、基波、无功和视在功率和能量资料；达到IEC 62053-22的三相有功／视在功率测量准确度等级0.5级和IEC 62053-21的三相无功功率测量准确度等级一级，可以对每个电压和电流讯号执行RMS运算和THD失真运算（可选），及直流电测量，以及线路周期、相移和相电压延迟测量。

除了民生用电计量外，EVALSTPM-3PHISO亦是一个工业级多相交流电能电表计量参考设计，例如，电动汽车充电、服务器和太阳能逆变器。

核心技术优势

1, 专用ＩＣ，精简线路，低成本

2,符合主要的法规要求

3,考虑抗干扰及杂讯，稳定性及耐用度高

4,免费完整的程式，并搭配图形化界面软体，易于使用修改！

方案规格

符合 EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x 标准对交流功率计的要求

每相和累积的活动宽带Active wideband、活动基波active fundamental、反应reactive和视在apparent的功率及电能计算,,

根据 IEC 62053-22 的 3 相有功/视在功率测量精度等级 0.5

根据 IEC 62053-21 的 3 相无功功率测量精度等级 1

6 通道电压和电流抽取样本可用@200 us

2.5 kHz 测量带宽

每个电压和电流信号的 RMS 和 THD（可选）计算

用于直流测量的可选高通滤波器

每个相位的线周期和相移测量

相电压延迟

完全校准（用于 DC 测量的幅度、功率偏移和样本偏移）

两个用于脉冲输出的可配置 LED

shell 命令在虚拟 com 端口模式下通过 USB 进行通信

相间 6 kV 电气隔离，间隙为 8 mm

三相多功能电表方案

该方案是集三相电气量采集、测量、远方操作和网络通讯为一体，内部采用低功耗、高密度、高可靠性的DSP处理器，并且软、硬件均具有多种抗干扰措施，保证仪表在各种复杂环境下均不会出现死机。可广泛应用于箱式变电站、高压柜、中置柜、环网柜、小区配电房以及所有需要电量监测、远方操作的自动化领域和电力系统中。

方案优势：

• 采用片内资源丰富的高密度、高可靠性的工业级DSP处理器

• 高速、高精度的A/D转换器

• 交直流通用输入开关电源，可直接接入外部110V或220V电源

• 支持多种接线方式，可以涵盖电力系统中采用的接线方式

• 外部开关量输入,并进行光电隔离

• 远方操作功能；可通过通讯后台对开关进行合、分操作

• RS485通讯, 网络通讯接口采用高速光电隔离器件，并设计有专用电路对接口芯片进行保护，使仪表通讯速率高，通讯稳定可靠

• 4-20mA模拟变送输出，对应电气量的类型可以整定，可分别对应21种不同的电气量；变送输出电量量程可以整定，极大地提高了仪表变送输出的灵活性

方案技术参数：

华大电子CIU32L061三相电表应用方案

方案采用华大电子CIU32L061为主控芯片，最高频率可达 48MHz，支持独立的备份电源供电，内部集成 LCD、ADC、DAC、内部参考电压源 VREFBUF、超低功耗比较器、 LPUART、多个 USART/I2C/SPI、RTC、多种定时器等丰富的外设资源；方案具有分时计费和分阶梯计费、电压、电流、功率测量等功能，信息采用LCD显示方式，支持RS485通信、红外通信。

方案优势：

RTC内置温度传感器，可提供完整的温度补偿方案

支持VBAT模式，功耗低

IRTIM可产生红外控制信号

应用场景：

智能表计、便携医疗、智能门锁、其他电池供电的低功耗场景

上述方案典型应用案例

（1）生产线能效优化：分项计量驱动决策

常德XX能源有限公司在20个车间部署170台三相多功能智能电表，通过4G无线抄表方案实时采集各生产线数据。系统自动生成可视化报表，揭示出：

晚班生产时无功电量超标导致月均罚款超万元；
峰时段耗电占比达总电费的56%。

通过调整球磨机等大功率设备至谷时段运行，并加装无功补偿装置，年电费支出降低18%，产能提升12%。

（2）安全预警与设备管理

江苏XX集团在复合材料生产线安装649台三相多功能电表，设定电压阈值±10%、电流超限阈值20%。2024年系统多次预警：

注塑机电机绝缘老化导致电流波动；
空压机夜间待机功耗异常升高（达额定值30%）。提前维修避免了短路火灾风险，设备故障率下降40%。同类方案在常州美亚塑料工厂应用后，通过实时监测注塑机功率曲线，识别出模具磨损导致的能耗上升，维护成本降低25%。

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