引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展,智能電表除具有客戶和電力公司電能計(jì)量計(jì)費(fèi)的傳統(tǒng)功能之外,也成為用電信息溝通和供電服務(wù)交互的工具。目前電表已全部聯(lián)網(wǎng),用戶用電的一舉一動(dòng)都有可能會(huì)有數(shù)據(jù)記錄下來(lái),基本不可能做到私自改表,更談不上令智能電表走得快。本文介紹了一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)量專業(yè)儀器儀表演示平臺(tái)方案設(shè)計(jì),其能幫助用戶直觀了解智能電表。

1平臺(tái)內(nèi)容及功能概況

目前,電表功能已經(jīng)完成從解決最基礎(chǔ)的"精準(zhǔn)計(jì)量""自動(dòng)抄表"需求到對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)"把脈監(jiān)測(cè)"的演進(jìn)。某電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)了智能電表和低壓集抄全覆蓋,在此基礎(chǔ)上對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行分類、歸納,構(gòu)建了一個(gè)內(nèi)容充實(shí)簡(jiǎn)練、充分反映某電力企業(yè)建設(shè)成果及特色的演示平臺(tái),不僅可外接計(jì)量?jī)x器即現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀,還可作為現(xiàn)場(chǎng)電能表檢定的標(biāo)準(zhǔn)電能表,帶到現(xiàn)場(chǎng)給用戶解答疑問(wèn)。該平臺(tái)簡(jiǎn)單靈活、通俗易懂,表現(xiàn)形式上集數(shù)字、動(dòng)畫于一體,具有精度高、可靠性強(qiáng)、易攜帶等優(yōu)點(diǎn)。

2開發(fā)過(guò)程

2.1開發(fā)原理

該平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路來(lái)源于控制電路原理以及電能表計(jì)量電費(fèi)原理、電能表校表原理。

(1)根據(jù)確定的項(xiàng)目方案和控制方式來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理框圖。使用AutoCAD軟件或superwoRKs軟件畫電子版電氣圖。

(2)原理框圖中各個(gè)部分的具體電路按主電路、控制電路、輔助電路、聯(lián)鎖與保護(hù),以總體檢查、反復(fù)修改與完善的先后順序進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(3)繪制總原理圖。圖1為電路布局圖,序號(hào)名稱及型號(hào)等信息如表1所示。

(4)恰當(dāng)選用電氣元件,并制訂元器件明細(xì)表。

(5)合理安排電氣元件和觸點(diǎn)的位置,盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量,縮短連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度。

2.2平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本裝置主要由電表快速安裝夾具、PLC工控板、控制電路、型材機(jī)架和顯示部分構(gòu)成。采用平臺(tái)光電式脈沖計(jì)數(shù)器2個(gè)、電能表位2個(gè)、電子顯示屏、燈帶、斷路器、插座、開關(guān)2個(gè),如圖2所示。

圖2儀表演示平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

以下是組成結(jié)構(gòu)及名稱介紹:

(1)觸摸屏:操作界面及顯示實(shí)時(shí)脈沖計(jì)數(shù)結(jié)果(中達(dá)PLC一體機(jī)4.3型號(hào))。

(2)光電感應(yīng)器:用于接收電能表脈沖信號(hào)或表盤圈數(shù)(泰易機(jī)械/電子表兩用校驗(yàn)光電頭)。

(3)交流變送器:測(cè)量主電路中電流值(AC0-10A型號(hào))。

(4)PLC:接收交流變送器和光電感應(yīng)器信號(hào),將結(jié)果輸出到觸摸屏上,同時(shí)執(zhí)行觸摸屏輸入指令(國(guó)產(chǎn)三菱型號(hào))。

(5)電能表快速夾具:HD2010型單相多功能電能表接線裝置(海鹽華電)。

(6)電表常數(shù):電能表紀(jì)錄的電能和相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)或脈沖數(shù)之間關(guān)系的常數(shù)。

(7)脈沖數(shù):電子式電能表每走1kkh電脈沖燈閃的數(shù)目是1200imp。

(8)轉(zhuǎn)數(shù):機(jī)械式電能表每走1kkh電所需要轉(zhuǎn)的圈數(shù)為300轉(zhuǎn)。

3演示平臺(tái)工作方式

為了驗(yàn)證計(jì)量專業(yè)儀器儀表演示平臺(tái)的有效性,于2019年5月順利上線了該平臺(tái)。該平臺(tái)模擬了現(xiàn)場(chǎng)用電客戶的低壓電能計(jì)量裝置用電情況,分別安裝DD202型機(jī)械式電能表及DDSK188-Z型單相智能電能表,工作方式:主要利用電能表校表原理,在常溫環(huán)境下,針對(duì)機(jī)械式及智能電表進(jìn)行直觀的計(jì)量檢測(cè)和比對(duì),PLC工控板通過(guò)高精度光電頭同時(shí)對(duì)兩種電能表分別進(jìn)行脈沖和圈數(shù)錄入。當(dāng)接入電器時(shí),電能表則走不同行碼,電子顯示屏上左邊的數(shù)字是右邊數(shù)字的4倍。通過(guò)電子顯示屏上機(jī)械式電表和智能電表的脈沖數(shù)目,推算出接入電器消耗的電量,然后將讀取結(jié)果顯示在屏幕上,所見兩表抄讀電量是一樣的,驗(yàn)證了用戶針對(duì)"換成智能電表后電量增加"的說(shuō)法是錯(cuò)誤的,電量增加其實(shí)與用戶平常一些不留意的用電習(xí)慣以及生活里新增、更換的大量設(shè)備、家用電器等需要用電有關(guān)。

另外,底板上安裝有紅藍(lán)LED流水式燈帶,用作顯示電路中相線、零線走線和電流流向,讓客戶一目了然,還使用了可快速拆裝電表的安裝夾具,便于攜帶到不同地點(diǎn)展示。

4演示平臺(tái)的應(yīng)用

(1)功能應(yīng)用展示。利用演示平臺(tái)整合現(xiàn)場(chǎng)電能表用電數(shù)據(jù)監(jiān)控情況,可實(shí)時(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)家用電器使用情況,通過(guò)電器、電能表、模擬開關(guān)、光電頭、燈帶之間互動(dòng),展示電能表精準(zhǔn)計(jì)量功能、異常用電監(jiān)控功能、防竊電功能等。

(2)計(jì)量設(shè)備測(cè)試。該平臺(tái)可作為各類電能表及電器等智能用電設(shè)備的綜合測(cè)試平臺(tái)。通過(guò)燈帶顯示模擬電流的走向,測(cè)試用戶安裝電能表后接入各類電器的用電設(shè)備情況,還可作為現(xiàn)場(chǎng)電能表檢定的標(biāo)準(zhǔn)電能表,或測(cè)試用電設(shè)備的運(yùn)行特性、通電特性、負(fù)荷變化等。

(3)普及宣傳。通過(guò)演示平臺(tái)的視覺(jué)效果和功能模塊的液晶顯示器,在企事業(yè)單位進(jìn)行形象展示,在門戶網(wǎng)站、微信、微博等電視渠道開展宣傳,普及智能電網(wǎng)、智能用電知識(shí),解答用戶針對(duì)智能電表精準(zhǔn)計(jì)量的疑惑,消除老百姓對(duì)智能電表認(rèn)知的誤區(qū)。

(4)開展培訓(xùn)學(xué)習(xí)。通過(guò)智能電表安裝操作、開關(guān)通斷、調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制模式、家電接入調(diào)試、光電感應(yīng)器測(cè)試,展示控制電路原理以及電能表計(jì)量電費(fèi)原理、電能表校表原理等,理論講解及工作實(shí)踐相結(jié)合,達(dá)到系統(tǒng)模擬狀態(tài)下技術(shù)培訓(xùn)的目的。

(5)未來(lái)應(yīng)用。計(jì)量專業(yè)儀器儀表演示平臺(tái)可以為深入智能用電科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用提供最方便、最適用的接入平臺(tái)。未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)居民智能用電服務(wù)、用電信息采集、停電、電量波動(dòng)、負(fù)荷/線損分析等工作。

5結(jié)語(yǔ)

在智能電表推廣與普及的背景下,計(jì)量專業(yè)儀器儀表演示平臺(tái)整合了智能電表計(jì)量相關(guān)的多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)了模擬現(xiàn)場(chǎng)用戶用電平臺(tái)的多樣化、綜合化及系統(tǒng)化,保障了電能計(jì)量公平、公正,可為電力營(yíng)銷及客戶提供有效依據(jù)。