三相三線電能計量錯誤接線考試系統

賈宏偉 梁永昌 劉艷

摘 ?要： 錯誤接線的判斷和分析是營銷類各專業的一項核心技能。尤其是用電檢察、計量運維一線員工在實際工作中經常會用到。但多數員工很少有機會接觸到系統性的培訓，基礎知識和技能掌握不牢。本文是在配套的培訓軟件基礎之上設計了一款供學員自測和練習的軟件系統。設置相應的評分標準后也可以用于員工或學員考試之用。區別于常用的只有一種考核方式，本文提出了更多角度的考核方式。立足有效提升營銷類各專業一線員工錯誤接線判斷和分析能力，依托仿真培訓系統和考試系統等關鍵技術，實現由“聽得懂”到“做得到”的轉變，對三相三線48種基本接線方式庖丁解牛，方便學員在學習完相關理論知識后，在本軟件上進行多角度的具體的每一種接線方式的分析、計算、練習、考試。

關鍵詞： Labview;錯誤接線;培訓;三相三線

中圖分類號： TP311.52 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.04.026

本文著錄格式：賈宏偉，梁永昌，劉艷. 三相三線電能計量錯誤接線考試系統[J]. 軟件，2019，40（4）：120123

【Abstract】： The judgment and analysis of wrong wiring is a core skill of marketing majors. Especially the front-line employees of electricity inspection and metering operation and maintenance are often used in practical work. However， most employees rarely have access to systematic training， and their basic knowledge and skills are not well mastered. Based on the supporting training software， this paper designs a software system for students to self-test and practice. After setting the corresponding scoring standards， it can also be used for the examination of employees or trainees. Different from the common only one way of assessment， this paper puts forward more ways of assessment. Based on effectively improving the judgment and analysis ability of wrong wiring of front-line employees in marketing majors， relying on key technologies such as simulation training system and examination system， the transformation from "understandable" to "achievable" is realized， and 48 basic wiring modes of three-phase and three-wire are solved. It is convenient for trainees to carry out multi-angle and specific each one in this software after learning relevant theoretical knowledge.

【Key words】： Labview; Error wiring; Training; Three-phase three-wire

0 ?引言

電能計量的安全、可靠和準確進行必須依靠檢測電壓、電流、功率因數、頻率等電參數的儀器儀表來保證。因此，電能計量工作中參數的準確采集和接線的正確形式與儀器儀表具有同樣的重要性。而所有這些工作，都需要電能計量人員來完成，他們的專業素質才是整個計量工作的重中之重。目前，電能計量的檢測和校驗工作大多都是圍繞電能計量裝置展開分析，如電壓互感器（TV或PT）、電流互感器（TA或CT）、電能表（有功及無功電能表）的檢測等。然而，無論選擇進行任何電能計量裝置檢測，都必須保證計量中接線的正確性，否則裝置再精確也無法計量正確[1-5]。

1 ?系統設計

三相三線電能計量裝置電能表二元件結構正常接線，第一元件電壓電流為UabIa，第二元件電壓電流為UcbIc，判斷錯誤接線需測量數據，我們一般用1，2，3來表示接入的位置，所以測量數據第一元件電壓電流為U12I1，第二元件分別電壓電流為U32I2。這樣畫相量圖時就可以把元件和相分開，元件指的是表尾一般用1，2，3來表示，相別用A、B、C來表示。用相位表判斷的電壓相序，以及接地相判斷第一、二元件接入的電壓。然后在相量圖上標出U1、U2、U3，再畫出U12、U32。根據前面確定的電壓相別就可以確定U1、U2、U3真實接入的電壓相別。采取隨相判別法確定電流相序，如哪個電流不隨相則反相此電流再行判斷[6-8]。

整個系統包括兩個部分，即題目設置部分和答題部分。題目設置部分設置的題型共分4種，即接線方式、接線圖、相量圖、功率表達式。設置好題

型后再選擇電壓相序選擇和電流接線方式。在選擇好題型和具體題目后按“確定”按鈕，則題目設置變灰，且不可更改。而電壓相序和電流接線的選擇，則要看情況來確定是否顯示。如，題型選擇的是接線方式，則應顯示出電壓相位及電流接線。如果題型設置是功率表達式，則不應顯示電壓相序和電流接線。答題部分共包括4個部分，分別是測量數據、相量圖、接線圖和功率及更正系數計算。學員可以在答題頁填寫或選擇答案，在最后一頁點擊確定提交答案。提交答案之后“提交答案”按鈕右側會顯示綠色。系統會對答卷進行批改，前面所有做的答案，都會給出相應提示。如測量數據如果填寫有錯，會在錯誤答案下方顯示正確答案;如果學員答案正確，則答案下方不會有顯示。而相量圖、接線圖、功率及更正系數計算都是四個選項可供選擇，如果選擇答案正確，答案下方會有綠燈顯示;如果選擇答案錯誤，答案下方會有紅燈顯示[9-10]。

2 ?題目設置

題目設置已知條件在主界面左邊，線電壓、電流幅值、功率因數角不可改變，數值分別為100 V、2A、15。題目設置點擊下拉框，有接線圖、功率表達式、相量圖（六角圖）、接線方式四種可選。題目設置，電壓相序選擇、電流選擇設置完畢之后，按確定按鈕。本文以題目設置選“接線圖”，電壓相序選擇acb，電流-Ic、-Ia為例進行講解。按確定按鈕之后左邊屏幕會灰掉，不可動。如需修改題目，

可再按一次確定，即可修改。主要應用到的功能包括圖片顯示及Disabled。Disabled有0、1、2三種情況，0是able，1是diabled但正常顯示，2是變灰顯示。確定按鈕是布爾量，需要轉化成數值量。48種接線分別對應編號0到47，通過排列組合即可得到相對應的控制量。

3 ?答題頁設計

根據已知條件在主界面右側填寫數據。包括電壓、電流幅值、相位關系、判斷相序、第一元件電壓電流、第二元件電壓電流、負載性質。填寫數據有兩種形式，第一種為數值類，可直接輸入數據如U12=100V，直接填入100;第二種為選項類，通過點擊下拉菜單，即可選擇想要填寫的答案，如判斷相序，有正相序和負相序，點擊其中一個選擇。填寫完數據的界面，再進行相量圖有四個選項可供選擇，點擊其中一個，選中之后會變灰，不可多選，如需改變答案，再點擊一次，灰色消失，即可選其他答案。選擇功率表達式及更正系數與選擇相量圖方法相同，不再贅述。上述測量數據、相量圖、接線圖、功率及更正系數計算全部做完之后，需要點擊“提交答案”。

測試數據的部分，當學員輸入答案并按下“提交答案”后，就不可以再更改答案，可以通過 disabled 屬性節點來控制學員輸入的各個控件。同時要判斷答案是否正確，當答案正確時的時候，就僅顯示學員輸入的答案，當答案不正確的時候，就要顯示出正確的答案。實現的方法是，先將正確的答案放在學員的答案下面，并用visible屬性節點控制。學員答案與正確答案不同（為真）和提交答案

（為真）構成邏輯“與”的關系并結果為真時，visible成立，顯示正確答案;否則，結果為假，visible不成立，不顯示正確答案。U12＼23＼31為始終相同值，可以直接調用;I1I2的情況也相同，可以直接調用。U1N＼2N＼3N的值和電壓相們關系有關，所以在這里需要調用局部變量。

每個圖片選擇題設置了4個選項，都是從48個圖片中選擇出來的。設計方法是48種接線形式依次編號0～47，答題選項共4個，用編號除以4取余數就可以確定將正確答案分配給四個選項中的哪一個了。再將編號數分配到相應的Pict Ring里，這樣再產生另外三個選項的編號。新的編號由隨機函數取整再除以48取余數，而產生一個基數，再由這個基數分別根據情況加上1、3、5、7、9等數，而產生一個新的基數。為了使每個基數不同于正確答案，所以都需要判斷一次是否等于正確答案的編號。為了保證每個最后產生的編號是在0～47之間，所以在送入相應的Pict Ring 之前都需要判斷一次是否小于48，如果為真則是直接送出編號，如果為假，則減去48即可。由于每次新的基數都是在原基數的基礎上通過加法得來的，而所有的加數加在一起不會超過47，所以不存在會出現新的基數等于已產生的基數的數值的情況。

4 ?結語

電能計量系統在電力系統中起著至關重要的作用，電能計量工作的正確性和準確性是保證電力系統正常、安全運行的重要技術手段。準確計量電能不僅需要電能表和互感器接線正確，還需要高素質的操作員的軟實力來支持。常見的錯誤接線培訓和考核的方式都是從數據測量開始進行分析和計算。方法雖然接近現場作業的情況，但過于單一。從培訓師到學員都只會一種線性思維思考。學習的不夠扎實在實際應用中就不夠靈活。本文設計的測驗和考核方法打破了特定的思維方式，雖然加大了難度，但是通過一定練習，可以使得學員從多角度進行學習，學習效果更扎實。本文設計的軟件沒有對各個考試部分設定相應的分值，因為這部分需要在進一步實踐應用中，根據知識點的重要性和考核的側重進行調整和進一步確定。

參考文獻

[1] 梁永昌， 賈宏偉. 安全電壓環境下電能計量培訓裝置系統設計[J]. 電子產品世界， 2018： 1.

[2] 樊璟. 基于六角圖法的三相四線電能計量裝置錯誤接線判斷[J]. 機電信息， 2019第3期.

[3] 電能計量錯誤接線檢查培訓系統的設計[D]. 碩士論文， 華北電力大學.

[4] QIAO Xin-guo， ZHANG Tao， SONG Jia-yin. The Implementation of Training and Assessment System on the Real False Wiring Testing of the Electric Energy Measurement Device[J]. Electrical Automation， 2012， 34（6）： 56-57.

[5] 喬新國， 張濤， 宋佳音. 電能計量裝置全真錯誤接線檢測培訓考核系統的實現[J]. 電氣自動化， 2012， 34（6）： 56-57.

[6] 白冰. 三相三線有功電能表錯誤接線解析[M]. 北京： 中國， 電力出版社， 2008： 1.

[7] 胡武揚， 段富海， 董科銳. 基于LabVIEW 的舵機自動加載測試系統軟件設計[J]. 軟件， 2015， 36（5）： 24-29.

[8] 左黎斌， 何傲， 王昕， 等. 基于FCM聚類算法的電能表標準裝置監測數據分析與研究[J]. 軟件， 2018， 39（6）： 89-95.

[9] 趙正旭， 白英杰， 吳曉進. 國產操作系統JSP服務器部署策略的設計與實現[J]. 軟件， 2018， 39（6）： 196-200.

[10] 王雪梅， 郭麗娜. 基于SSH 的在線考試系統的設計與實現[J]. 軟件， 2015， 36（12）： 132-136.