随着智能电网和智慧城市的快速建设,智能配电系统在智慧城市和智能电网设计规划中扮演着越来越重要的角色,而智能数字化电表作为数据信息来源,起到了关键作用。针对国家电网对多回路测量、低成本、低功耗、高精度的多功能智能电表不断增大的需求,进行了一款符合国家电网最新规范、带谐波计量的电力监测仪的设计。本文首先阐述了课题的研究背景与实际意义,综述了电能表的发展历程和国内外研究现状,阐述了电子式电能表的测量原理,介绍了基本电参数的计算方法,分析了谐波对电能计量的影响,介绍了目前常用的几种谐波测量方法以及快速傅里叶变换原理。在理论分析的基础上,进行了多功能多回路电力监测仪的设计。在硬件设计部分,首先,根据电力监测仪的技术指标,进行了电力监测仪的硬件系统方案设计,采用四片专用高精度计量芯片IDT90E36作为计量单元,选用低功耗高性能Cortex-MO家族的KM34Z128作为电力监测仪的处理和控制中心,根据模块化设计原则,将硬件系统分解为8个子模块,着重对电源模块、电流电压采样模块、计量模块等模块进行了硬件电路设计,并给出了硬件抗干扰性与可靠性设计;在软件部分,根据仪表的功能需求,进行了软件总体方案设计,采用层次化原则将系统软件分为应用程序、数据中心以及驱动程序,着重于进行应用程序软件设计,包括计量、通信、显示等应用软件子模块软件设计,同时进行了系统软件可靠性设计分析,并利用Delphi语言设计了 PC机校准软件。最后对多回路电力监测仪样机进行了准确度、影响量、电气性能、电磁兼容、绝缘性、气候影响、精度等试验,并分析了试验结果,试验结果表明本文设计的电力监测仪在性能、功能、精度方面都达到设计要求。本文设计的基于高精度计量芯片IDT90E36多回路电力监测仪可应用于多个配出回路的基本电参数的测量,实现了电能计量、谐波计量和谐波分析的功能,将电网参数集中测量显示并通过RS-485通讯接口和上位机实现数据交互,该仪表具有精度高、稳定性好、实用性强、功能强大等优点,并具有良好的EMC性能。本文设计的电力监测仪已经小批量生产,应用结果表明该电力监测仪在智能化配电系统和工业自动化系统中具有很好的市场前景。