智能電能表的功能可靠性及檢測技術研究

章靜

摘 要：智能電能表的質量直接會影響到信息采集工作的質量，因此，必須保證智能電能表的質量。在安裝智能電能表之前，必不可少的工作是對智能電能表進行檢測，而智能電能表的檢測量是非常龐大的，所以，在對智能電能表進行檢測的過程中，應建立合理的檢測體系，從而保證檢測工作的順利進行。

關鍵詞：智能電能表；信息采集；智能小區(qū)；檢測技術

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.137

1 智能電能表的功能可靠性

智能電能表具有很多功能，其中，包括對電量的計算、信息的采集、用電情況的監(jiān)控和電量的控制等。此外，還可滿足雙向計量、階梯電價等在人們實際生活當中的需求，這些功能是在建設智能小區(qū)、智能家居等時必不可少的。

智能電能表是可編程的，在使用之前可以提前設定時間間隔，比如在15 min或30 min內對電量進行測量。此外，智能電能表中還可以儲存很多種類的計量值，包括電能量、功率、電壓等。智能電能表還可以通過通信功能模塊進行雙向通訊工作以及對數據的處理。智能電能表可以進行雙向通信，所測量的電量可以隨時供人們讀取，在遠距離的情況下也具備開關等功能，可以使裝置免受其他干擾、防止電被盜用，還可以越界檢測電壓。當變量得不到及時的供應時，電能表還可以自動發(fā)出斷電警報（該功能由電能表內部的電容器蓄電實現），大大方便了電能表的故障檢測工作。

如果能夠實現智能電表在用電區(qū)的全面覆蓋，則用戶在了解當天使用電量的情況時，可以隨時撥打24 h服務熱線，進而對用電情況進行查詢。這個功能有利于人們分別對各個時間段的用電量進行查詢，從而了解哪些電器在通電狀態(tài)下是不消耗電量的，且也可以計算出每種電器的耗電量，針對每種電器的實際用電量采取相應的省電方法，實現合理用電，避免電能的浪費。

此外，智能電能表還具有以下3種功能：①可實現雙向計量和凈計量電價。這是美國的一種新型的電量結算方法，當用戶安裝了可再生能源發(fā)電裝置時，對于所產生的多余的電力，電力公司會以一定的價格對其收回。②當突然發(fā)生斷電的情況時，智能電能表可以自動發(fā)出斷電警報，供電恢復后，智能電能表也可以進行供電恢復確認工作。③智能電能表可以進行電能質量監(jiān)控工作。

2 用電信息采集終端的檢測技術

智能電能表用電信息采集終端可對各個用戶的用電情況進行變量信息采集，簡稱采集終端，主要功能是對智能電能表的數據進行統計、對采集后所得到的數據進行整理、實現數據的雙向傳輸功能、發(fā)布電量控制命令。每一個智能電能表都配備有各自互不聯系的檢測部件，且多串口服務器與上位機之間的通信所使用的網絡為100 M網絡接口，這種網絡接口的設置可以使智能電能表的通信速率大大提高。因此，應用上位機檢測軟件在同一時間內可以進行多項檢測工作，每一項檢測進程都可以單獨對應一個表位，從而實現各個表位在檢測過程中互不干擾。

2.1 發(fā)卡仿真器

發(fā)卡仿真器由多個單元組成，包括主控單元、通信單元、電源單元和IC卡單元。在這些單元中，主控單元是整個部件的核心單元，上位機的指令由主控單元解析，此外，主控單元還可以對其他單元進行控制；主控單元與上位機之間的接口為通信單元；電源單元的功能是提供電源；IC卡單元有很多的卡片單元，主要包括密鑰下裝卡單數元、密鑰恢復卡單元、主控卡單員和后備IC卡單元，這些卡片單元主要由使用過程中智能卡的類型確定。

此外，IC卡輸出單元可以輸出不同的卡片單元，但其需要按照主控單元的命令輸出，所以，IC卡輸出的單元是一個非常典型的多路轉換器。

2.2 自動插卡器設計

自動插卡器的設計是比較復雜的，它主要由底座、滑桿、導軌仿真卡片、控制電池等部件組成。在進行數據交換時，需要借助預防針卡片和電能表卡座，通過兩者之間觸點的接觸實現數據交換。在底座上安裝有固定的控制電池，而控制電池上又裝有電磁鐵，滑桿子與電磁鐵鐵心之間是相互接連的。插卡開關位于滑桿頂部，插卡動作的實現離不開插卡開關與卡座位置開關的接觸，但其之間的接觸又需要借助于導軌內部滑桿的滑動。單片控制器和IC卡模塊在控制電池上均有分布，其中，單片控制器可以與上位機通信，這主要是借助于通信接口實現，與IC卡模塊相連接的是發(fā)卡仿真器的信號輸出單元。

自動插拔卡的過程為：自動插卡器先插至電能表IC卡的卡槽之內，插卡器會被卡槽內的彈簧夾夾住；插卡指令由上位機處發(fā)出之后，電磁鐵線圈產生電，鐵芯在磁力的作用下產生向前移動的動力，鐵心促使導管內部的滑桿產生前進的動力，安裝在滑桿子頂部的插卡開關也借此動力開始前進，與卡座位置開關接觸時，插卡動作完成。如果需要完成拔卡動作，應先將電磁鐵線圈斷電，進而使其磁力消失，滑竿在彈簧的作用下就會向后移動，從而完成拔卡動作。

2.3 人機交互模塊設計

多表位電能表同時進行檢測時，上位機的操作指令是不一樣的。操作指令如果僅僅在上位機操作界面顯示，則會對操作界面造成影響，造成操作界面混亂，進而對檢測結果造成影響。為了解決這個問題，出現了人機交換模塊設計。利用這一設計，可以使人機交換接口從上位機器轉移到檢測裝置的表位上，液晶單元顯示屏上非常清楚地顯示著每一個表位的操作指令，因此，檢測員沒有必要在上位機與檢測裝置之間來回走動，操作失誤概率也隨之降低。

3 結束語

綜上所述，智能電能表的應用功能越來越多，且安全防護等級也逐漸提高。隨著智能電網建設的發(fā)展，原有的電能表檢測裝置逐漸被淘汰，因此，應實現智能電能表的費控功能和安全認證功能。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕