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量計費的傳統(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都有可能會有數(shù)據(jù)記錄下來,基本不可能做到私自改表,更談不上令智能電表走得快。本文介紹了一個簡單的計量專業(yè)儀器儀表演示平臺方案設(shè)計,其能幫助用戶直觀了解智能電表。

1平臺內(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"精準計量""自動抄表"需求到對電網(wǎng)運行狀態(tài)"把脈監(jiān)測"的演進。某電力企業(yè)實現(xiàn)了智能電表和低壓集抄全覆蓋,在此基礎(chǔ)上對其內(nèi)容進行分類、歸納,構(gòu)建了一個內(nèi)容充實簡練、充分反映某電力企業(yè)建設(shè)成果及特色的演示平臺,不僅可外接計量儀器即現(xiàn)場校驗儀,還可作為現(xiàn)場電能表檢定的標準電能表,帶到現(xiàn)場給用戶解答疑問。該平臺簡單靈活、通俗易懂,表現(xiàn)形式上集數(shù)字、動畫于一體,具有精度高、可靠性強、易攜帶等優(yōu)點。

2開發(fā)過程

2.1開發(fā)原理

該平臺的設(shè)計思路來源于控制電路原理以及電能表計量電費原理、電能表校表原理。

(1)根據(jù)確定的項目方案和控制方式來設(shè)計系統(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,以總體檢查、反復(fù)修改與完善的先后順序進行設(shè)計。

(3)繪制總原理圖。圖1為電路布局圖,序號名稱及型號等信息如表1所示。

(4)恰當選用電氣元件,并制訂元器件明細表。

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

2.2平臺主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

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

圖2儀表演示平臺結(jié)構(gòu)圖

以下是組成結(jié)構(gòu)及名稱介紹:

(1)觸摸屏:操作界面及顯示實時脈沖計數(shù)結(jié)果(中達PLC一體機4.3型號)。

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

(3)交流變送器:測量主電路中電流值(AC0-10A型號)。

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

(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演示平臺工作方式

為了驗證計量專業(yè)儀器儀表演示平臺的有效性,于2019年5月順利上線了該平臺。該平臺模擬了現(xiàn)場用電客戶的低壓電能計量裝置用電情況,分別安裝DD202型機械式電能表及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,針對機械式及智能電表進行直觀的計量檢測和比對,PLC工控板通過高精度光電頭同時對兩種電能表分別進行脈沖和圈數(shù)錄入。當接入電器時,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。通過電子顯示屏上機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,驗證了用戶針對"換成智能電表后電量增加"的說法是錯誤的,電量增加其實與用戶平常一些不留意的用電習慣以及生活里新增、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展示。

4演示平臺的應(yīng)用

(1)功能應(yīng)用展示。利用演示平臺整合現(xiàn)場電能表用電數(shù)據(jù)監(jiān)控情況,可實時模擬現(xiàn)場家用電器使用情況,通過電器、電能表、模擬開關(guān)、光電頭、燈帶之間互動,展示電能表精準計量功能、異常用電監(jiān)控功能、防竊電功能等。

(2)計量設(shè)備測試。該平臺可作為各類電能表及電器等智能用電設(shè)備的綜合測試平臺。通過燈帶顯示模擬電流的走向,測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)場電能表檢定的標準電能表,或測試用電設(shè)備的運行特性、通電特性、負荷變化等。

(3)普及宣傳。通過演示平臺的視覺效果和功能模塊的液晶顯示器,在企事業(yè)單位進行形象展示,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,解答用戶針對智能電表精準計量的疑惑,消除老百姓對智能電表認知的誤區(qū)。

(4)開展培訓學習。通過智能電表安裝操作、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)器測試,展示控制電路原理以及電能表計量電費原理、電能表校表原理等,理論講解及工作實踐相結(jié)合,達到系統(tǒng)模擬狀態(tài)下技術(shù)培訓的目的。

(5)未來應(yīng)用。計量專業(yè)儀器儀表演示平臺可以為深入智能用電科學研究和技術(shù)應(yīng)用提供最方便、最適用的接入平臺。未來可以實現(xiàn)居民智能用電服務(wù)、用電信息采集、停電、電量波動、負荷/線損分析等工作。

5結(jié)語

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