电能表检定装置现场自动检/校系统的研究与实现

论文摘要

电能表是国家规定用于对全社会用电客户所使用的电能进行贸易结算的强制检定计量器具,其准确与否需要用交流电能表检定装置（以下简称“装置”）予以检定。而装置本身的准确度和可靠性需要严格按照国家《JJG597-2005交流电能表检定装置检定规程》,通过装置检/校系统（以下简称“系统”）进行全部规定项目的检定。因此,系统的组成和使用一直是我国计量部门研究的重点。多年来,人工手动操作系统进行装置的检定已不适应我国计量工作的发展。按照国家检定规程的规定,装置的检定项目很多,且操作过程十分复杂,同时由于装置本身的体积较大,不宜直接送到实验室检定,故检定工作都需要在装置台体现场完成。完成全项检定需时很长,并需记录大量原始数据,再对原始数据进行处理计算,最后编制检定证书。手动检测也导致部分检定项目很难完全达到规程的要求,不可避免地带来较大的人员误差。而且,随着目前省级计量机构每年必须检定的装置的台套数呈逐渐增长趋势,使得手动检测的工作量日趋增大,已严重影响工作进程。鉴于以上原因,迫切需要实现系统的自动检/校过程,提高检/校工作的质量、效率和水平。因此,本文针对装置自动检/校系统的设计和应用进行了研究,为我国计量自动化研究提供有价值的信息。首先,本文在针对国家规定的检定项目及其检定设备进行分析的基础上,确定了自动检/校系统的所需硬件。硬件采用模块化架构设计,其主要组成包括检验标准器、被检装置及辅助硬件设备等,以笔记本电脑为核心控制器,完成检测过程的控制。检验标准器选用了0.02级德国EMH PRS200.3型便携式宽量程多功能标准功率电能表,它以A/D-转换技术和数字信号处理器（DSP）技术为核心内置微处理器作为核心控制器与DSP进行数据交互。系统各个硬件之间根据信号的不同采用不同的连接线,根据检定项目的不同采用不同的连接方式。经测试,系统的测量准确度满足0.02%,达到了设计目标。其次,根据硬件组成,开发了进行装置现场自动检/校系统的操作软件。该软件采用了被广泛用来制作测控软件界面的VB6.0为平台进行了编程开发,采用模块化程序设计方法。从功能上,分为误差检定模块、仪器通讯与控制模块、数据管理模块与证书模块四个部分。经实际应用,该软件达到了现场自动检／校过程的控制目的,可以实现检/校数据采集、记录、处理、报告、存储及查询等功能。最后,为保证系统的准确性和可靠性,本研究进行了误差分析和可靠性研究。结果显示,系统在运行过程中总的扩展不确定度为0.014%,产生的误差较小达到了设计要求。系统设备选型比较合理,达到设计要求。测试数据表明,系统具有较高的可靠性。本研究项目的完成,实现了山东省省级计量机构电能表检定装置的现场自动检定,保证了全省电能量值传递的准确、可靠、快速、高效；此外,还将有助于建立全省电能表检定装置的电子档案,便于管理与查询,为确定周检计划提供依据。该系统在一定程度上推动了我省及邻近省份电能计量事业的发展,从源头上保障了电能表的产品质量,减少用电纠纷,维护国家和消费者的合法权益,提高电能利用效率、节约能源,具有明显的社会效益和经济效益。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究与应用现状
• 1.3 存在的问题和本研究的目标及内容
• 第二章 系统的硬件设计与实现
• 2.1 系统组成设备及功能、性能要求
• 2.2 检验标准器的选型与原理
• 2.3 辅助设备的选型
• 2.4 系统硬件的连接
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统软件的设计与实现
• 3.1 系统软件的总体设计
• 3.2 软件设计流程
• 3.3 应用举例
• 3.4 本章小结
• 第四章 误差分析与可靠性研究
• 4.1 实验条件
• 4.2 误差分析
• 4.3 可靠性研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 讨论与展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的主要学术论文与获得的科研成果
• 学位论文评阅及答辩情况表