導(dǎo)語(yǔ)：智能電能表檢測(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，國(guó)網(wǎng)省級(jí)計(jì)量中心進(jìn)一步加大對(duì)電子式電能表的檢測(cè)能力，為滿足對(duì)電能表抽檢、全檢、復(fù)檢能力，智能檢定在智能電能表檢測(cè)環(huán)節(jié)中起到不可替代的作用，同時(shí)也對(duì)檢定裝置安全及性能提出了更加嚴(yán)格的考驗(yàn)。在傳統(tǒng)檢定裝置基礎(chǔ)上優(yōu)化安全檢測(cè)設(shè)計(jì)，提高檢測(cè)裝置安全性能，確保檢測(cè)人員人身安全，實(shí)現(xiàn)智能電能表檢定自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞:自動(dòng)化控制;溫度檢測(cè);續(xù)流保護(hù);隔離PT;隔離CT;自動(dòng)拆接線

隨著國(guó)家電子式電能表自動(dòng)化、集中化檢定的逐步推進(jìn)，檢定裝置的自動(dòng)化程度要求也在日漸提升，對(duì)檢測(cè)裝置的安全性能要求也更加嚴(yán)格。每個(gè)批次的智能電能表需要在檢定裝置上進(jìn)行不同類別的檢定，對(duì)檢定速度和檢定質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。舊式檢定裝置的使用還停留在人工觀察、人工調(diào)控、人工接線方式，隨著大批量智能電表檢定的需要，舊式人工檢定裝置效率和安全性能很難能滿足需求。隨著溫度監(jiān)測(cè)、過(guò)載續(xù)流、自動(dòng)旁路、隔離PT、隔離CT等技術(shù)的相繼涌現(xiàn)，智能檢定裝置自動(dòng)化檢定技術(shù)相繼成熟，使得檢定裝置能夠在異常狀態(tài)的時(shí)候做出迅速、準(zhǔn)確地判斷，及時(shí)報(bào)警，保證檢定裝置穩(wěn)定運(yùn)行與檢定人員安全生產(chǎn)。

1檢定裝置系統(tǒng)組成

智能檢定裝置是采用ARM芯片STM32作為主控芯片的智能檢測(cè)控制系統(tǒng)［1］，配合其他相關(guān)硬件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的溫度狀態(tài)、電流狀態(tài)、繼電器狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化控制。系統(tǒng)既可以作為一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)運(yùn)行，還可以配合大型控制系統(tǒng)，組成自動(dòng)化檢定流水線［2］。1．1系統(tǒng)安全優(yōu)化設(shè)計(jì)。智能檢定裝置整個(gè)硬件系統(tǒng)采用STM32作為總體控制CPU，配合其他硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢定裝置的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)和電流繼電安全保護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)安全優(yōu)化設(shè)計(jì)可分為五大模塊:總體控制模塊、溫度檢測(cè)模塊、過(guò)載檢測(cè)模塊、狀態(tài)顯示模塊、繼電器控制模塊。整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)模塊通過(guò)CPU的智能控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)檢定系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化保護(hù)功能［3］。系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。1．2總體控制模塊總體控制模塊采用主流。CPU控制芯片STM32系列，CPU模塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，是檢定系統(tǒng)的“大腦”。檢測(cè)模塊把測(cè)試數(shù)據(jù)傳送到CPU模塊，由CPU模塊進(jìn)行處理和計(jì)算，同時(shí)，CPU模塊對(duì)繼電器模塊下達(dá)斷開、閉合的命令。另外，通過(guò)對(duì)檢測(cè)模塊測(cè)試的溫度數(shù)據(jù)和過(guò)載信號(hào)等各個(gè)數(shù)據(jù)的匯總和計(jì)算，CPU模塊將每個(gè)表位的檢定狀態(tài)等信息通過(guò)顯示模塊顯示多種檢測(cè)狀態(tài)［4］，CPU模塊還能把整個(gè)系統(tǒng)的各種信息通過(guò)通信模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C軟件中，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的智能化控制與友好的人機(jī)交互界面。1．3溫度檢測(cè)模塊。溫度檢測(cè)模塊通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)采集檢定裝置電流端子的溫度［5］，并把檢測(cè)到的溫度實(shí)時(shí)與設(shè)定的溫度閾值做對(duì)比，當(dāng)實(shí)際溫度超過(guò)閾值溫度的時(shí)候，溫度模塊會(huì)向CPU發(fā)送一個(gè)電平信號(hào)，當(dāng)CPU接收到由溫度模塊發(fā)送出來(lái)的電平信號(hào)之后會(huì)立即對(duì)繼電器控制模塊下發(fā)“旁路”指令，使該表位的旁路繼電器閉合從而切斷經(jīng)過(guò)電表的電流保護(hù)設(shè)備避免因高溫?fù)p壞。溫度檢測(cè)模塊主要是通過(guò)一個(gè)熱敏傳感器來(lái)實(shí)時(shí)采集掛表座上電流端子的溫度，通過(guò)實(shí)時(shí)地解析熱敏電阻阻值的變化，根據(jù)熱敏電阻傳感器的T/R對(duì)照表來(lái)得到對(duì)應(yīng)的溫度。溫度模塊將采集到的溫度值傳遞個(gè)給CPU模塊，CPU模塊對(duì)比采集溫度值跟設(shè)定的溫度閾值，當(dāng)CPU實(shí)際溫度值超限之后，CPU模塊會(huì)給繼電器模塊下發(fā)“旁路”指令，使得溫度值超限的表位電流旁路繼電器閉合，使溫度超限的表位電流從整個(gè)檢定的電流回路切除，但并不影響其他正常表位的電流檢定。溫度檢測(cè)模塊控制示意圖如圖2所示。1．4過(guò)載檢測(cè)模塊。過(guò)載檢測(cè)模塊通過(guò)兩個(gè)橋堆構(gòu)成一個(gè)續(xù)流板來(lái)檢測(cè)過(guò)載電流信號(hào)，并把這個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。此電壓信號(hào)給到繼電器控制模塊，使旁路繼電器閉合，同時(shí)該電壓信號(hào)傳給CPU，觸發(fā)過(guò)載事件，CPU向繼電器控制模塊下發(fā)“旁路”指令，使旁路繼電器閉合，通過(guò)這樣硬件跟軟件的雙重“旁路”來(lái)避免因某一表位掛表問(wèn)題而影響整個(gè)裝置的自動(dòng)化檢定。續(xù)流檢測(cè)模塊用于檢測(cè)裝置，通過(guò)一組橋堆檢測(cè)電路的過(guò)載電流，經(jīng)過(guò)一個(gè)CT采樣線圈采樣到的電流信號(hào)利用一個(gè)分壓電阻轉(zhuǎn)換成電壓值，電壓信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路傳輸?shù)嚼^電器模塊，使得旁路繼電器閉合;同時(shí)CT采樣之后的電壓信號(hào)也傳給CPU模塊，CPU模塊接收到這個(gè)電壓信號(hào)立即給繼電器模塊發(fā)送“旁路”指令;通過(guò)這樣硬件自身的旁路跟CPU第二次發(fā)指令旁路繼電器，保證了在檢測(cè)裝置發(fā)生電流過(guò)載的時(shí)候能夠及時(shí)地閉合旁路繼電器，將過(guò)載表位移除電流回路并且不影響其他表位的正常檢定。1．5繼電器控制模塊。繼電器控制模塊的功能主要是控制旁路繼電器的閉合、斷開。模塊采用了磁保持繼電器，使得繼電器的狀態(tài)不會(huì)因?yàn)橥蝗坏綦姸淖冊(cè)瓉?lái)的狀態(tài)，保證了檢定裝置在突發(fā)狀況下斷電后上電的安全性。同時(shí)采用隔離PT與隔離CT技術(shù)，將檢測(cè)的各表位之間的電壓、電流完全獨(dú)立開，表位之間互不影響。隔離電壓源(隔離PT)是將一路電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為多路電壓信號(hào)的裝置［6］，不會(huì)因?yàn)槠渲幸粋€(gè)表位電壓的短路而對(duì)整個(gè)檢定系統(tǒng)的電壓源造成過(guò)載;隔離電流源(隔離CT)是通過(guò)互感器原理將電流回路的電流傳遞到各個(gè)檢測(cè)表位的裝置，即使檢測(cè)表位電流回路斷路，電流也可以通過(guò)過(guò)載檢測(cè)與繼電器控制模塊的控制，使電流從“旁路”流過(guò)，電流源回路不會(huì)有過(guò)載現(xiàn)象，減少了對(duì)電流源的沖擊［7］。這樣雙重保險(xiǎn)的設(shè)計(jì)將大大減少檢測(cè)系統(tǒng)中電壓源與電流源的設(shè)備損壞，保證了檢測(cè)設(shè)備和檢定人員的安全。1．6狀態(tài)顯示模塊。狀態(tài)顯示模塊是將檢定裝置不同的檢定項(xiàng)目、各種異常狀態(tài)通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。狀態(tài)顯示模塊是通過(guò)CPU主控模塊驅(qū)動(dòng)外設(shè)，將檢測(cè)設(shè)備檢定過(guò)程中的各種實(shí)時(shí)檢測(cè)狀態(tài)呈現(xiàn)給檢測(cè)人員，這樣的設(shè)計(jì)方便對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)檢測(cè)、維護(hù)、調(diào)試。常見(jiàn)的狀態(tài)指示對(duì)照表如表1所示。

2優(yōu)化設(shè)計(jì)意義

通過(guò)對(duì)智能檢測(cè)裝置系統(tǒng)的安全檢測(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)，溫度檢測(cè)模塊與過(guò)載檢測(cè)模塊能夠快速判斷檢定系統(tǒng)電流回路的過(guò)載以及溫度過(guò)高的故障現(xiàn)象，從而快速地切斷與之相關(guān)的設(shè)備，避免因高溫和過(guò)流引起的設(shè)備故障，確保檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的安全性能;繼電器控制模塊結(jié)合隔離電源技術(shù)將各檢測(cè)表位互相獨(dú)立開來(lái)，降低檢測(cè)過(guò)程中各表位互相影響的概率;狀態(tài)指示模塊實(shí)時(shí)呈現(xiàn)檢定系統(tǒng)在檢測(cè)過(guò)程中的狀態(tài)，人機(jī)交互更加直觀，方便檢測(cè)人員實(shí)時(shí)掌握檢定系統(tǒng)工作情況。

3結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了對(duì)于電子式電能表檢測(cè)裝置系統(tǒng)安全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)通過(guò)添加不同外設(shè)及智能監(jiān)測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)了溫度控制、過(guò)載電流控制、繼電器控制、表位隔離控制等功能的自動(dòng)化，提高了檢定系統(tǒng)安全性能、穩(wěn)定性能，實(shí)現(xiàn)電子式電能表全智能檢測(cè)，同時(shí)提高了檢測(cè)人員的安全保護(hù)等級(jí)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程。

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作者:趙皓 李艷 朱勇成 單位:1.國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司 2.湖北華中電力科技開發(fā)有限責(zé)任公司