基于組態軟件的智能電表校驗系統的研究

麻森權

摘 要：隨著智能電能表的廣泛使用，很多用戶對智能電表準確度有質疑，將電表送到供電局計量檢定中心或者實驗室進行檢測，檢測過程并不透明，大部分檢定結果得不到認可。針對智能電能表檢測方法不足等問題，本文設計一套基于組態軟件小型的、簡單的、易操作的三表位電能表校驗平臺，避免將待檢電表帶回實驗室或計量監督部門進行檢測出現不透明、不公開、效率低、成本高、周期長等缺點。用該校驗系統也能高效、準確地完成校表任務。

關鍵詞：智能電能表; 組態軟件; 校驗

文章編號：2095-2163（2019）04-0284-02 中圖分類號：TM933.4 文獻標志碼：A

0 引 言

隨著智能電網的不斷發展，智能電能表的技術研究也取得了長足進步。目前，其在國內已經實現了全覆蓋安裝使用，比起以往的機械電表，智能電能表優越性也更顯突出，給家庭生活用電帶來了極大的方便。但是，隨即也出現了一些負面的評議：用戶將原電能表更換為智能電能表后，電費增加了，就認為智能電能表比原來的電能表走得快。因此即有部分用電客戶對智能電能表計量準確性提出質疑[1]。本文研發的技術方案一定程度上在解決老百姓對智能電能表的質疑起到一定的作用。對此本文擬展開研究論述如下。

1 智能電表的校驗現狀

如果用電客戶對智能電表走字準確性有疑慮，首先需向供電部門營業廳申請檢定，然后由供電局相關工作人員將電能表拆下，用戶將拆下來的電能表送到供電局計量檢定中心或者實驗室進行檢測[2]。但由于檢定工作只能由供電局工作人員或者實驗室人員單獨完成，檢測過程并不透明，導致無論是檢定的誤差、還是方法，大部分用電客戶都不理解，從而就會對檢定結果產生疑慮。將電能表送到計量檢定中心或實驗室進行檢測、校準的方式不僅效率低，校表周期長、成本高、而且極大消耗各部門的人力物力。同時，計量檢定中心或實驗室的檢測裝置都是大型的，檢測設備的功能模塊全部都是以硬件或固化的軟件形式存在，無論在開發還是在智能電表校驗上，都缺乏靈活性。顯然不符合智能電表分布廣泛卻現如今人們追求高效的校驗要求[3]。

本文針對上述電能表檢測方法現有不足的問題，提出一種小型的、簡單的、易操作的三表位電能表校驗系統。該系統能對智能電表和機械電表進行混合檢測，在不同等級負載情況下，對比智能電表與標準表、機械電表與標準表之間的誤差。論證智能電表比機械電表更靈敏，更準確。用戶可在工作人員的指示下進行檢表，整個檢測過程均處于用戶可視的范圍內，提高了檢測透明度[4]。同時，該系統通過顯示屏不僅直觀反映了被檢表與標準表的計量情況，還能顯示各電氣量等參數指標。校驗系統能實現校驗存儲、查詢、誤差分析、生成數據報表。在此基礎上，采用比較測量法將兩者測得的各電氣量參數指標進行比較，據此對待測電表做合格性判斷。

[HS（3]2 基于組態軟件的智能電能表校驗系統的組成及其工作原理

2.1 智能電能表校驗系統的組成

智能電能表校驗系統不僅具有大型裝置產品所配備的全部試驗功能，而且還增配了擴充功能。智能電能表校驗系統主要由標準功率源、待測智能電表、標準智能表、機械表、信息采集裝置、接口轉換器、觸摸屏、組態界面及其它輔助設備組成。系統總體結構如圖1所示。

由圖1可知，對校驗系統各部分的初步功能設計可闡釋分述如下。

（1）標準功率源為待測智能電能表、機械表和標準智能電能表提供交流電壓和電流，模擬電能表的實際工作狀態。

（2）標準智能電能表作為該校驗系統的核心部件，也是機械電表和待測智能電能表誤差的計算設備。這是一個級別較高的電能表，在待測電表的脈沖信號控制下計量電能，根據自身電能計量結果和待測電能表、機械電表的信息計算出被檢電能表的電能計量誤差。運行時，可把外界電壓、電流變為電流小信號，并經過乘法器變為表征外部電功率的電流信號，再將此電流信號變為脈沖信號，脈沖信號經計算機處理后即可得出電能表誤差以及電功率和電能等信息[5]。

（3）組態軟件及顯示屏部分顯示當前系統狀態，包括機械電表、待測智能電表的誤差、電壓、電流、功率、當前負載功率因數等。

（4）其它的輔助設備。這些設備各個部分都有其自身的作用和功能，可以將各個組成部分合到一起形成一個有機整體。各個部分穩定性及質量直接影響到整個校驗系統的可靠性、穩定性、可操作性、安全性等。

2.2 智能電能表校驗系統的基本原理

智能電能表校驗系統的基本原理是待測電能表、標準電能表和機械表對同一電能進行測量，以標準電能表的測量結果作為基準，通過三者測量結果的比對得出被檢電能表的誤差及機械電表的誤差。機械電能表和待測電能表的誤差計算時會用到如下公式：

其中，r1為待測電能表的計量誤差;r2為機械電能表的計量誤差;Wi為機械電能表的計量值;W2為待測電能表的計量值;W0為標準電表的電能計量值。

3 結束語

智能電表的計量準確與否不僅關系著國內居民的切身利益，還關系著各項電業技術經濟指標的精確計算、以及營業計費的準確性和公正性，對保證用戶的用電利益和供電部門的效益發揮著至關重要的作用。本文設計一套基于組態軟件小型的、簡單的、易操作的三表位電能表校驗平臺，避免將待檢電表帶回實驗室或計量監督部門進行檢測出現不透明、效率低、成本高、周期長等缺點。對于消除老百姓對智能電表的質疑及智能電能表的進一步推廣具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 郝俊峰. 電能計量裝置遠程校驗與監控系統的研究[D]. 北京：華北電力大學，2012.

[2]陳瀟. 基于虛擬儀器的智能電表校準測試平臺硏究與設計[D]. 北京：華北電力大學，2016.

[3]周道娟，馬國富. 三表位電能表自助比對裝置及其比對方法：中國，CN107677986A[P]. 2018-02-09.

[4]郭昕嬪. 智能電能表全自動校驗系統設計與應用[D]. 大連：大連理工大學，2012.

[5]任順航. 智能電表調試平臺設計[D]. 北京：華北電力大學，2014.