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测试类硕士学位毕业论文范文 和脉冲尾数自动测试装置的设计和实现类本科论文怎么写

主题:测试论文写作 时间:2024-01-28

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王先强,傅 国,赵 云,谢晨晖

(中电装备山东电子有限公司,山东 济南 250109)

摘 要:针对智能电能表脉冲尾数的传统检测方法重复性操作多、耗时等不足,本文设计并实现了一种智能电能表脉冲尾数单独计量自动测试装置,该装置主要由计算机、控制模块、通信模块、投切信号检测模块、脉冲采集模块、电源模块、显示模块、电压通断控制模块、电流通断控制模块组成.

关键词:智能电能表;分时计量;脉冲尾数

中图分类号:TM933.4 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2016.11.059

随着社会经济的发展,人们对于电力的需求越来越大,为了缓和电力供应矛盾,国家通过实施尖、峰、平、谷分时计费的政策来保证整个电网的平稳运行,以提高电网质量和整个社会的效益.在这种政策的背景下,智能电能表作为智能电网中电能计量的最基本工具,其计量准确度问题已经引起社会广泛关注,智能电能表能够准确计量已成为智能电网建设与发展的必然要求[1].

根据国家电网公司2013年发布的智能电能表功能规范要求,智能电能表应对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量分别进行累计、存储,即尖、峰、平、谷等各时段电能脉冲尾数需单独计量.电能表脉冲尾数的传统检测方法由人工完成,需反复进行参数设置、电能脉冲计数、电流通断、电量比对等工作,具有重复性操作多、耗时等特点,且测试准确度低.为了解决上述问题,笔者设计了一种智能电能表脉冲尾数单独计量自动测试装置,解决了智能电能表脉冲尾数单独计量测试过程中人工重复操作、耗时、准确度低等问题.

1 分时计量

智能电能表功能规范中规定,将一天中的24 h划分为若干时间区称之为时段;一般分为尖、峰、平、谷4个时段.与电能消耗时段相对应的计算电费的体系称为费率[2].时段和费率是息息相关的,一个时段对应一个费率,最小时段间隔不小于15 min,一天最多不应超过14个时段.

目前大多数智能电能表都具备分时计量的功能,在分时计量设计方案中,很多智能电能表在进行时段切换时会产生误差,这个误差即脉冲尾数误差.这是因为不足0.01 kWh电量的脉冲尾数从一个时段切换到另一个时段时会将切换前的脉冲尾数累加到切换后的时段,然后继续累加到0.01 kWh[3].按照国家电网公司分时计量方案,电量计费是按照分时费率进行的,各个时段的电价不同,所以总、尖、峰、平、谷电量的脉冲尾数需要采用单独的存储器存储,否则,切换时就会产生0.01 kWh电的费率误差,导致或多或少收电费.

2 硬件实现

笔者设计的智能电能表脉冲尾数单独计量自动测试装置,主要由计算机、控制模块、通信模块、投切信号检测模块、脉冲采集模块、电源模块、显示模块、电压通断控制模块、电流通断控制模块组成(见第60页图1).

智能电能表脉冲尾数单独计量自动测试装置的工作原理如下:计算机分别与通信模块、投切信号检测模块和脉冲采集模块的一端相连接;计算机通过控制模块分别与显示模块、电压通断控制模块和电流通断控制模块的一端相连接;电压通断控制模块和电流通断控制模块的另一端与电源模块相连接;电源模块、通信模块、投切信号检测模块和脉

冲采集模块的另一端与外接待测电能表相连接;计算机接收分别来自于通信模块、投切信号检测模块和脉冲采集模块的测量数据,计算机向控制模块下发电压通断控制指令、电流通断控制指令和显示信息指令;控制模块接收由计算机下发的电压通断控制指令、电流通断控制指令和显示信息指令,并依照计算机的指令控制显示模块显示信息、通过电压通断控制模块和电流通断控制模块控制电源模块输出电压、输出电流的接通与断开.

测试前,分别将脉冲采集模块与待测电能表的脉冲端子、投切信号检测模块与待测电能表的多功能端子、通信模块与待测电能表的485接口端子相连接,将电源模块的电压输出、电流输出与待测电能表的强电端子相连接.

测试时,计算机通过控制模块向电压通断控制模块和电流通断控制模块下发指令,控制电源模块只输出电压、不输出电流,即给待测电能表只加电压、不加电流;待测电能表通电后,计算机通过通信模块与待测电能表通信成功,设置当前时段表信息,设置多功能口输出为时段投切信号,发送电表总清零命令,抄读待测电能表脉冲常数C和当前电能量数据块,通过设置电能表当前日期和时间使待测电能表处于尖时段;参数设置完成后,计算机通过控制模块向电流通断控制模块下发指令,控制电源模块输出电流,即此时待测电能表加电压、加电流,电能表处于正常工作状态;脉冲采集模块采集电能表脉冲,并实时传输给计算机,当采集到的脉冲数达到脉冲常数C的1/200时,计算机通过控制模块向电流通断控制模块下发指令,控制电源模块断开电流,即此时待测电能表只加电压、不加电流;计算机通过通信模块抄读待测电能表的当前电能量数据块并与理论值进行比对,若不一致,则测试结束;若一致,计算机通过通信模块设置待测电能表当前日期时间,使电能表切换到峰时段,并通过投切信号检测模块检测待测电能表是否切换成功;待计算机确定待测电能表已经切换到峰时段后,按上述流程进行测试;平时段、谷时段的测试流程与峰时段相同.

3 软件实现

本文实现的智能电能表脉冲尾数单独计量自动测试装置的软件部分是根据兼容性、可扩展性和可复用性的要求,在Microsoft Visual Studio 2010集成开发环境(IDE)下,采用分层开发的.NET Framework 3.5框架结构,使用C#语言进行开发的,并经过调试、编译,生成可执行文件.该软件的总体结构主要包括视图层、业务逻辑层、装置通信控制层、645规约层、串口控制层,见图2.脉冲尾数自动测试部分的软件流程见图3.

4 结论

针对智能电能表脉冲尾数的传统检测方法重复性操作多、耗时等缺点,笔者设计并实现了一种智能电能表脉冲尾数单独计量自动测试装置,该装置由计算机、控制模块、通信模块、投切信号检测模块、脉冲采集模块、电源模块、显示模块、电压通断控制模块、电流通断控制模块组成,很好地解决了智能电能表脉冲尾数单独计量测试过程中人工重复操作、耗时、准确度低等问题.

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