便攜式數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)研究

隋 爭（國網(wǎng)山東定陶縣公司,山東 菏澤 274100）

便攜式數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)研究

隋 爭
（國網(wǎng)山東定陶縣公司,山東 菏澤 274100）

數(shù)字電能表的工作原理和接口方式有時(shí)會發(fā)生改變，為了更好的解決傳統(tǒng)的校驗(yàn)裝置和技術(shù)上的缺陷，研制出便捷式數(shù)字化電能表的校驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)電能表的缺陷。校驗(yàn)是一項(xiàng)難度系數(shù)很高的技術(shù)，要依據(jù)數(shù)字電能表的特點(diǎn)進(jìn)行有效的誤差校驗(yàn)工作。本文通過對便攜式數(shù)字化電能表的概述，便攜式數(shù)字化電能表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，便攜式數(shù)字電能表系統(tǒng)性能和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行了簡單的論述。

便攜式；數(shù)字電能表；校驗(yàn)裝置；設(shè)計(jì)研究

伴隨著科技數(shù)字化信息時(shí)代的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電能表已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求，便捷式數(shù)字化電能表作為智能電網(wǎng)電能計(jì)量系統(tǒng)的重要組成部分，一定要具有精準(zhǔn)的計(jì)量數(shù)據(jù)，保證電網(wǎng)電能計(jì)量的穩(wěn)定性和可靠性。這就需要在進(jìn)行數(shù)字電能表的校驗(yàn)的時(shí)候，采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約轉(zhuǎn)換器作為傳輸?shù)膮f(xié)議，數(shù)據(jù)化電能表的工作原理和接口的方法與以往的電能表不同，不能使用傳統(tǒng)方式的校驗(yàn)裝置。

1 便攜式數(shù)字化電能表的概述

1.1 數(shù)字電能表

數(shù)字電能表是用于數(shù)字便能站中，進(jìn)行計(jì)量電能的一種新型的儀表，使用的是數(shù)字信號處理器和中央微處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以將數(shù)字信號處理器的高速度處理數(shù)據(jù)的功能與中央微處理器的豐富的管理技術(shù)有效的結(jié)合在一起。數(shù)字電能表可以進(jìn)行分時(shí)段的計(jì)量用電能的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)的數(shù)字?jǐn)?shù)值比較大，可以容納近一年的相關(guān)數(shù)據(jù)值。在出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，可以自動存管內(nèi)部信息。

1.2 系統(tǒng)工作原理

數(shù)字化電能表與電子式的電能表相比，數(shù)字化電能表使用的是電子式互感器和IEC的采樣通信技術(shù)，計(jì)量的過程是一樣的，在進(jìn)行校表的時(shí)候，要參照相關(guān)的原理制定標(biāo)準(zhǔn)測量法進(jìn)行校表實(shí)驗(yàn)。

2 便攜式數(shù)字化電能表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

便捷式的數(shù)值化電能表相同在實(shí)現(xiàn)具體的方案的時(shí)候，需要做到以下兩點(diǎn)，一點(diǎn)是系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)，另一種是系統(tǒng)的功能簡介。具體的方案如下：

2.1 裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

依據(jù)數(shù)值電能表運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，校驗(yàn)的基本原理，有效的結(jié)合數(shù)值電能表的相關(guān)結(jié)構(gòu)，校驗(yàn)和更改軟件、硬件、設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)便捷式數(shù)字化電能表的實(shí)際校驗(yàn)。校驗(yàn)系統(tǒng)包括：CPU處理器、驗(yàn)測脈沖信號接受器、采樣值保告文件收發(fā)、工作的電源、通信、顯示器、按鍵操作等部分組成。

2.2 系統(tǒng)功能

校驗(yàn)系統(tǒng)的功能包括：電能計(jì)量、電能校驗(yàn)、通信、顯示操作流程等。校驗(yàn)系統(tǒng)的工作流程包括：將系統(tǒng)通電使用，首先，進(jìn)入初始化狀態(tài)，中斷寄存器、定時(shí)寄存器的設(shè)置，中斷運(yùn)行任務(wù)優(yōu)先級與系統(tǒng)的自檢功能等；其次，系統(tǒng)進(jìn)入各項(xiàng)任務(wù)的運(yùn)行過程中，完成校驗(yàn)儀的采樣數(shù)值收發(fā)功能，電能的計(jì)量工作，校驗(yàn)電能表工作，界面的顯示功能，按鍵的控制工作等。

系統(tǒng)電能的計(jì)量要根據(jù)IEC的數(shù)字化信號作為計(jì)量的基礎(chǔ)，就是將電能的計(jì)量公式：E=∫Pdt=∫UIdt運(yùn)用離散化的原理進(jìn)行分析，得到新的數(shù)字信號電能計(jì)算公式：。系統(tǒng)的校驗(yàn)功能要運(yùn)用PTOS的信號量機(jī)制驗(yàn)證，校驗(yàn)是隨著系統(tǒng)啟動開始工作的，有相應(yīng)的控制量狀態(tài)決定；在通過按鍵開始校驗(yàn)界面功能的時(shí)候，得到變量狀態(tài)改變進(jìn)入到脈沖階段，阻斷了響應(yīng)中的電能計(jì)量活動；在接收的脈沖數(shù)字達(dá)到校驗(yàn)時(shí)輸入的脈沖數(shù)字時(shí)，終止電能計(jì)量，得出計(jì)量的精度，表示校驗(yàn)的任務(wù)完成了；為了更好的提升校驗(yàn)的精準(zhǔn)度，降低誤差帶來的影響，在每次進(jìn)行校驗(yàn)的時(shí)候，可以累計(jì)幾次的檢測結(jié)果，取其中的平均數(shù)值，作為校驗(yàn)的最終結(jié)果。同時(shí)，相同在進(jìn)行電能表的計(jì)量數(shù)值的時(shí)候，還要對幅值、頻率、相序等相關(guān)的信息進(jìn)行有效的檢測工作。合理的運(yùn)用在現(xiàn)場采取的校驗(yàn)數(shù)值，校驗(yàn)儀對電壓、電流的顯示信息可以直接進(jìn)行電子互感器的檢測。

在檢測的過程中，按鍵設(shè)置是被禁止使用的，顯示界面要處于校驗(yàn)的狀態(tài)，使得相同能夠更好的實(shí)現(xiàn)可視化與交互化的功能；相同在進(jìn)行啟動以后，在校驗(yàn)儀還沒有顯示出采集數(shù)值報(bào)告的時(shí)候，會自動的通過程序的設(shè)置向外發(fā)送模擬形式的采樣數(shù)值報(bào)告。

3 便攜式數(shù)字電能表系統(tǒng)性能和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在系統(tǒng)性能中，系統(tǒng)脈沖的響應(yīng)對整個系統(tǒng)性能的影響非常的重要，可以對測電能的功率造成一定的誤差。從數(shù)值化電能表校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的原理看，校驗(yàn)儀具有很高的精準(zhǔn)度，參照相關(guān)的電子檢查設(shè)備負(fù)載點(diǎn)，有效的對數(shù)值化電能表進(jìn)行精準(zhǔn)度的校驗(yàn)工作。

在進(jìn)行完軟件和硬件的設(shè)計(jì)以后，要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效的驗(yàn)證活動。首先，運(yùn)用傳統(tǒng)的電子式的電能表校驗(yàn)儀的電源裝置發(fā)送模擬電壓、電流信號等，并采集校驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行單元合并的數(shù)值校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)報(bào)告，直接進(jìn)行校驗(yàn)儀的采樣數(shù)值報(bào)告和校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，兩次結(jié)果相同，就說明校驗(yàn)成功。

校驗(yàn)的結(jié)果在進(jìn)行文字報(bào)告檢查的時(shí)候，模擬的報(bào)告是由相同程序通過標(biāo)準(zhǔn)的波形數(shù)值信號產(chǎn)生的，是不會出現(xiàn)檢測的誤差的。校驗(yàn)儀和檢測的表實(shí)驗(yàn)的是相同的數(shù)值化采集數(shù)值的計(jì)量方法，所以不會出現(xiàn)計(jì)算的誤差，在正常的情況下，誤差值是很小的，或是沒有。沒有誤差，并不是說數(shù)值電能表的計(jì)量實(shí)質(zhì)準(zhǔn)確，而是說校驗(yàn)儀測試的結(jié)果與電能表的計(jì)量精準(zhǔn)度一樣。因此說，數(shù)字化電能表的現(xiàn)場校驗(yàn)裝置能達(dá)到快捷、方便的目的，校驗(yàn)的結(jié)果非常的精準(zhǔn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)的使用要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，便捷式數(shù)字化電能表的校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的研究需要通過實(shí)驗(yàn)得到精準(zhǔn)的結(jié)果。隨著數(shù)字化電能表的廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)場進(jìn)行校驗(yàn)的工作就顯得越來越重要了。數(shù)字化電能表在現(xiàn)場進(jìn)行校驗(yàn)的裝置既能快速的完成數(shù)字化電能表的精準(zhǔn)數(shù)值的校驗(yàn)，又具有攜帶方便，操作簡單等特點(diǎn)，在進(jìn)行日常的維護(hù)和檢查的工作中，發(fā)揮出非常重要的作用，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。

[1]婁彥杰,陳靖公.便攜式數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2015(14):15-16.

[2]袁輝,堯冬梅,張朝軍.數(shù)字電能表的校驗(yàn)方法研究[J].中國測試,2012(06):20-33.

[3]陸鋒杰,申屠潔群,張佳學(xué),張珠峰,徐斌.基于IEC 61850協(xié)議的數(shù)字電能表校驗(yàn)裝置的研發(fā)與設(shè)計(jì)[J].電測與儀表,2015(06):49-54.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.100