計量專業(yè)儀器儀表演示平臺的開發(fā)與實現

引言

隨著電子技術的發(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交互的工具。目前電表已全部聯網,用戶用電的一舉一動都有可能會有數據記錄下來,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計,其能幫助用戶直觀了解智能電表。

1平臺內容及功能概況

目前,電表功能已經完成從解決最基礎的"精準計量""自動抄表"需求到對電網運行狀態(tài)"把脈監(jiān)測"的演進。某電力企業(yè)實現了智能電表和低壓集抄全覆蓋,在此基礎上對其內容進行分類、歸納,構建了一個內容充實簡練、充分反映某電力企業(yè)建設成果及特色的演示平臺,不僅可外接計量儀器即現場校驗儀,還可作為現場電能表檢定的標準電能表,帶到現場給用戶解答疑問。該平臺簡單靈活、通俗易懂,表現形式上集數字、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)根據確定的項目方案和控制方式來設計系統(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、聯鎖與保護,以總體檢查、反復修改與完善的先后順序進行設計。

(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量,縮短連接導線的長度。

2.2平臺主體結構設計

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成。采用平臺光電式脈沖計數器2個、電能表位2個、電子顯示屏、燈帶、斷路器、插座、開關2個,如圖2所示。

圖2儀表演示平臺結構圖

以下是組成結構及名稱介紹:

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

(2)光電感應器:用于接收電能表脈沖信號或表盤圈數(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器信號,將結果輸出到觸摸屏上,同時執(zhí)行觸摸屏輸入指令(國產三菱型號)。

(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:電能表紀錄的電能和相應的轉數或脈沖數之間關系的常數。

(7)脈沖數:電子式電能表每走1kkh電脈沖燈閃的數目是1200imp。

(8)轉數:機械式電能表每走1kkh電所需要轉的圈數為300轉。

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字是右邊數字的4倍。通過電子顯示屏上機械式電表和智能電表的脈沖數目,推算出接入電器消耗的電量,然后將讀取結果顯示在屏幕上,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、更換的大量設備、家用電器等需要用電有關。

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演示平臺的應用

(1)功能應用展示。利用演示平臺整合現場電能表用電數據監(jiān)控情況,可實時模擬現場家用電器使用情況,通過電器、電能表、模擬開關、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)計量設備測試。該平臺可作為各類電能表及電器等智能用電設備的綜合測試平臺。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備情況,還可作為現場電能表檢定的標準電能表,或測試用電設備的運行特性、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,在門戶網站、微信、微博等電視渠道開展宣傳,普及智能電網、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、開關通斷、調節(jié)系統(tǒng)控制模式、家電接入調試、光電感應器測試,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合,達到系統(tǒng)模擬狀態(tài)下技術培訓的目的。

(5)未來應用。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應用提供最方便、最適用的接入平臺。未來可以實現居民智能用電服務、用電信息采集、停電、電量波動、負荷/線損分析等工作。

5結語

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的多種技術,實現了模擬現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。