導(dǎo)語：智能電能表檢測優(yōu)化設(shè)計(jì)一文來源于網(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)，國網(wǎng)省級計(jì)量中心進(jìn)一步加大對電子式電能表的檢測能力，為滿足對電能表抽檢、全檢、復(fù)檢能力，智能檢定在智能電能表檢測環(huán)節(jié)中起到不可替代的作用，同時(shí)也對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)化安全檢測設(shè)計(jì)，提高檢測裝置安全性能，確保檢測人員人身安全，實(shí)現(xiàn)智能電能表檢定自動化。

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

隨著國家電子式電能表自動化、集中化檢定的逐步推進(jìn)，檢定裝置的自動化程度要求也在日漸提升，對檢測裝置的安全性能要求也更加嚴(yán)格。每個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、過載續(xù)流、自動旁路、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控制系統(tǒng)［1］，配合其他相關(guān)硬件，實(shí)現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的溫度狀態(tài)、電流狀態(tài)、繼電器狀態(tài)的監(jiān)測與自動化控制。系統(tǒng)既可以作為一個獨(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)了對檢定裝置的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測和電流繼電安全保護(hù)。整個系統(tǒng)安全優(yōu)化設(shè)計(jì)可分為五大模塊:總體控制模塊、溫度檢測模塊、過載檢測模塊、狀態(tài)顯示模塊、繼電器控制模塊。整個系統(tǒng)的各個模塊通過CPU的智能控制，實(shí)現(xiàn)了對整個檢定系統(tǒng)的安全監(jiān)測和自動化保護(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模塊是整個系統(tǒng)的控制核心，是檢定系統(tǒng)的“大腦”。檢測模塊把測試數(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模塊對繼電器模塊下達(dá)斷開、閉合的命令。另外，通過對檢測模塊測試的溫度數(shù)據(jù)和過載信號等各個數(shù)據(jù)的匯總和計(jì)算，CPU模塊將每個表位的檢定狀態(tài)等信息通過顯示模塊顯示多種檢測狀態(tài)［4］，CPU模塊還能把整個系統(tǒng)的各種信息通過通信模塊把數(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溫度檢測模塊。溫度檢測模塊通過溫度傳感器實(shí)時(shí)采集檢定裝置電流端子的溫度［5］，并把檢測到的溫度實(shí)時(shí)與設(shè)定的溫度閾值做對比，當(dāng)實(shí)際溫度超過閾值溫度的時(shí)候，溫度模塊會向CPU發(fā)送一個電平信號，當(dāng)CPU接收到由溫度模塊發(fā)送出來的電平信號之后會立即對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)過電表的電流保護(hù)設(shè)備避免因高溫?fù)p壞。溫度檢測模塊主要是通過一個熱敏傳感器來實(shí)時(shí)采集掛表座上電流端子的溫度，通過實(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對照表來得到對應(yīng)的溫度。溫度模塊將采集到的溫度值傳遞個給CPU模塊，CPU模塊對比采集溫度值跟設(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。溫度檢測模塊控制示意圖如圖2所示。1．4過載檢測模塊。過載檢測模塊通過兩個橋堆構(gòu)成一個續(xù)流板來檢測過載電流信號，并把這個電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。此電壓信號給到繼電器控制模塊，使旁路繼電器閉合，同時(shí)該電壓信號傳給CPU，觸發(fā)過載事件，CPU向繼電器控制模塊下發(fā)“旁路”指令，使旁路繼電器閉合，通過這樣硬件跟軟件的雙重“旁路”來避免因某一表位掛表問題而影響整個裝置的自動化檢定。續(xù)流檢測模塊用于檢測裝置，通過一組橋堆檢測電路的過載電流，經(jīng)過一個CT采樣線圈采樣到的電流信號利用一個分壓電阻轉(zhuǎn)換成電壓值，電壓信號通過驅(qū)動電路傳輸?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也傳給CPU模塊，CPU模塊接收到這個電壓信號立即給繼電器模塊發(fā)送“旁路”指令;通過這樣硬件自身的旁路跟CPU第二次發(fā)指令旁路繼電器，保證了在檢測裝置發(fā)生電流過載的時(shí)候能夠及時(shí)地閉合旁路繼電器，將過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)不會因?yàn)橥蝗坏綦姸淖冊瓉淼臓顟B(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)是將一路電壓信號轉(zhuǎn)化為多路電壓信號的裝置［6］，不會因?yàn)槠渲幸粋€表位電壓的短路而對整個檢定系統(tǒng)的電壓源造成過載;隔離電流源(隔離CT)是通過互感器原理將電流回路的電流傳遞到各個檢測表位的裝置，即使檢測表位電流回路斷路，電流也可以通過過載檢測與繼電器控制模塊的控制，使電流從“旁路”流過，電流源回路不會有過載現(xiàn)象，減少了對電流源的沖擊［7］。這樣雙重保險(xiǎn)的設(shè)計(jì)將大大減少檢測系統(tǒng)中電壓源與電流源的設(shè)備損壞，保證了檢測設(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)通過數(shù)碼管顯示出來。狀態(tài)顯示模塊是通過CPU主控模塊驅(qū)動外設(shè)，將檢測設(shè)備檢定過程中的各種實(shí)時(shí)檢測狀態(tài)呈現(xiàn)給檢測人員，這樣的設(shè)計(jì)方便對整個系統(tǒng)的狀態(tài)檢測、維護(hù)、調(diào)試。常見的狀態(tài)指示對照表如表1所示。

2優(yōu)化設(shè)計(jì)意義

通過對智能檢測裝置系統(tǒng)的安全檢測優(yōu)化設(shè)計(jì)，溫度檢測模塊與過載檢測模塊能夠快速判斷檢定系統(tǒng)電流回路的過載以及溫度過高的故障現(xiàn)象，從而快速地切斷與之相關(guān)的設(shè)備，避免因高溫和過流引起的設(shè)備故障，確保檢測系統(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)將各檢測表位互相獨(dú)立開來，降低檢測過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)在檢測過程中的狀態(tài)，人機(jī)交互更加直觀，方便檢測人員實(shí)時(shí)掌握檢定系統(tǒng)工作情況。

3結(jié)束語

本文詳細(xì)介紹了對于電子式電能表檢測裝置系統(tǒng)安全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)通過添加不同外設(shè)及智能監(jiān)測模塊，實(shí)現(xiàn)了溫度控制、過載電流控制、繼電器控制、表位隔離控制等功能的自動化，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，同時(shí)提高了檢測人員的安全保護(hù)等級，真正意義上實(shí)現(xiàn)了全自動檢測過程。

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作者:趙皓 李艷 朱勇成 單位:1.國網(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