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摘要：本文就一种电力系统智能电能表的设备参数核查装置进行设计，通过采用逆变电源及快速接触卡座的设计，通过485通讯接口，快速使电能表在非工作状态下能够通过该设备读出表内预置的电价、时段、费率、走码等相关电气参数，便于在设备出入库、安装前、拆回分拣等场景进行设备参数核查及读取，确保设备流转准确性及参数读取的准确和操作的安全性。
关键词：电能表;参数核查;设计
引言
在电力系统单、三相电能表在出入库及安装前、拆除后均需要对设备的电气参数进行读取和核查，以确保出入库设备准确以及安装拆除设备的参数一致性和拆除设备的相关电气记录。由于设备不带电或者表内电池耗尽，不能完成非键显参数的读取核查，而接临时电源读取存在较大安全隐患，并因此发生过人身触电死亡事故。现有做法是是重新上检验台进行设置，但效率极低。本设计利用现有设备结构特点，采用卡扣式接触结构设计，无需接线即可完成供电及485接口的接线，采用逆变电源或市电两种方式为设备供电，设备带电后通过485接口对参数进行读取，可实现预置参数的方式将读取结果与之比对，所有操作一键完成，采用可扩展无线通讯模块完对加密机的访问设计，还可实施对计量设备的参数设置。
1 整体结构设计
为便于现场操作使用，本设计采用一体设计，内置电源逆变、读取装置、显示、表座四个部分构成;设备采用表座可分离设计便于更换单相、三相电表，在电表放入表座后，电压探针与485探针压接接入，类似电能表检验台的表座，一键手动送电并读出全量或者自定义数据项，便与现场操作节约核查时间。
2 系统结构设计
如图2所示为本系统电能表参数核查装置系统原理图，本系统主要由电源开关、电源及充放电模块、通路控制模块、逆变升压模块、核查装置软件等部分组成，其中被测设备为电能表。
系统工作原理如图所示，电池及充放电模块可以实现充电及放电功能，可输出12V直流电。通路控制模块通过感知电源开关状态以及被测电表插入状态，判断是否输出12V直流电源，当电源开关状态为打开以及电表以及在插入状态，则输出12V直流电源。逆变升压模块将通路控制模块输出的12V升压为220V的交流电，提供给被测电表供电，同时设备可直接外接220V电源供电。通过RS485接口或者红外接口于被测电表按照DL/T645-2007《多功能电能表通讯协议》进行通信。
3 硬件电气设计
3.1 电池及充放电模块
电池组由六节进口18650电芯电池组成，最大可提供5600mA容量，输出电压为9-12.6V，充放电模块可持续提供9A的电流，过流保护值为18A，12V输出功率最大在110W以内。充放电模块由4个NIO大功率MOS管控制，具备过流保护、短路保护、抵压保护、过充保护等功能。
3.2 通路控制模块
通过控制模块主要由电源开关进行上电控制，在接通电源后，通过检测电表插入检测状态，可实现对12V通过的通断。通路控制模块主要由MOS管电源控制电路组成。最大通路电流为18A。
3.3 逆变升压模块
逆变升压模块主要为了实现将12V直流电源逆变升压为220V的交流电电源的功能，在本装置中通过将电池输出的12V电源升压为220V交流电源提供被测电表模块供电。逆变升压模块具备反接保护、短路保护、高压保护、低压保护、过载保护、过温保护、过流保护、冲击保护等功能。输入电压为12V，输出电压频率为AC220V＼50HZ，最大输出功率110W，过热保护85-100摄氏度，过流保护电流为2.8A，过载保护为200W。
3.4 集成一体PDA
PDA为高通安卓平台智能掌机，主频1.1GHz，内存容量为2+16GB，具备4G全网通、蓝牙、WIFI、RS485接口等功能。可提供核查装置软件硬件平台，实现与被测电表进行RS485抄读，此处把PDA集成到核查装置内，通过按键控制读取与显示
4 装置功能设计
4.1 考虑到单相电能表、三相电能表型式不同，需要分别对底座进行标准化尺寸设计，并使电能表插入时能够可靠与探针接触，并能快速插拔;
4.2 设计图像记录和条形码识别功能，在识别前对电能表条形码或者铭牌进行拍照识别记录，之后生成的核查结果与之对应储存，便于后期追溯;
4.3 设计能够接受其他系统预制的参数，与读出的数据进行核查并自动记录，采用声光反馈模式快速判断参数正确性;
4.4 能够自定义预制1-3种读出数据项组合方案，能够将读出的参数与预知的参数进行自动比对;
4.5 设备能够广泛应用于各种作业现场，同时也能够安装在出入库流水线上作为核查设备;
4.6 设备开机后，对电能表上电及读取采用一键完成的设计，减少电源消耗提升效率。
5 軟件功能设计
5.1 软件功能设计流程设计为导入表计档案 ->选择确认抄表模板 -> 抄读数据 -> 导出数据 -> 数据对比 ->结果显示记录。
5.2 首先是电能表档案识别建立，以电能表条形码为主键索引、日期时间为次索、抄表模板、参数设置、抄回结果、操作人员等字段建立核查记录档案。
5.3 电能表模板可预置也可直接由其它系统导入，文件名为《抄表模板.txt》，由抄表数据标识（4个字节）+空格+抄表标识名称+换行标识组成。
5.4 自定义模板：电能表参数核查装置系统软件自定义模板添加界面设计如图4，可对导入或者自定义的数据项自定义数值。
5.5 系统抄读数据后，与抄读项预置参数进行比对自动判断，预置参数为空的自动判断为合格，之后显示比对结果在屏幕上，并记录在对应的档案下，完成核查过程。
6 结语
当前设计的电能表参数核查装置主要应用于以下几个方面的场景：
6.1 电能表出入库时，用以确认出入库设备的参数与应出入库参数一致性检查，避免出入库设备参数设置错误，并作为建档参数核查，以防止到货设备与建档参数不一致的情况;
6.2 电能表领用及安装前，对电能表参数进行上电前检查，以确保安装设备的参数负荷要求;
6.3 在库电能表盘点及参数核查;
6.4 已拆除电能表核查参数、底码读取;
6.5 需要电能表上电的其它场景;
本设计可扩展应用于采集终端、集中器等现场设备的参数核查及设置。同时本设计还可扩展增加针对国家电网智能电能表的加密机访问设计，实现对电能表非工作状态下的参数设置，可配合政府调价要求广泛应用于在库电能表参数更改设置，因此具有极为广泛的推广应用前景。
参考文献：
[1] 中华人民共和国电力行业标准DL/T645-2007《多功能电能表通讯协议》，2013
[2] 国家电网公司企业标准Q/GDW1355—2012《单相智能电能表型式规范》，2013
[3] 国家电网公司企业标准Q/GDW1356—2012《三相智能电能表型式规范》，2013
[4] 国家电网公司企业标准Q/GDW1365—2012《智能电能表信息交换安全技术规范》，2013
作者简介：刘文忠，1973年7月，男，汉族，四川，本科，高级技师/工程师，从事电能计量技术、高压试验技术、用电信息采集技术、自动化技术研究.
关键词：电能表;参数核查;设计
引言
在电力系统单、三相电能表在出入库及安装前、拆除后均需要对设备的电气参数进行读取和核查，以确保出入库设备准确以及安装拆除设备的参数一致性和拆除设备的相关电气记录。由于设备不带电或者表内电池耗尽，不能完成非键显参数的读取核查，而接临时电源读取存在较大安全隐患，并因此发生过人身触电死亡事故。现有做法是是重新上检验台进行设置，但效率极低。本设计利用现有设备结构特点，采用卡扣式接触结构设计，无需接线即可完成供电及485接口的接线，采用逆变电源或市电两种方式为设备供电，设备带电后通过485接口对参数进行读取，可实现预置参数的方式将读取结果与之比对，所有操作一键完成，采用可扩展无线通讯模块完对加密机的访问设计，还可实施对计量设备的参数设置。
1 整体结构设计
为便于现场操作使用，本设计采用一体设计，内置电源逆变、读取装置、显示、表座四个部分构成;设备采用表座可分离设计便于更换单相、三相电表，在电表放入表座后，电压探针与485探针压接接入，类似电能表检验台的表座，一键手动送电并读出全量或者自定义数据项，便与现场操作节约核查时间。
2 系统结构设计
如图2所示为本系统电能表参数核查装置系统原理图，本系统主要由电源开关、电源及充放电模块、通路控制模块、逆变升压模块、核查装置软件等部分组成，其中被测设备为电能表。
系统工作原理如图所示，电池及充放电模块可以实现充电及放电功能，可输出12V直流电。通路控制模块通过感知电源开关状态以及被测电表插入状态，判断是否输出12V直流电源，当电源开关状态为打开以及电表以及在插入状态，则输出12V直流电源。逆变升压模块将通路控制模块输出的12V升压为220V的交流电，提供给被测电表供电，同时设备可直接外接220V电源供电。通过RS485接口或者红外接口于被测电表按照DL/T645-2007《多功能电能表通讯协议》进行通信。
3 硬件电气设计
3.1 电池及充放电模块
电池组由六节进口18650电芯电池组成，最大可提供5600mA容量，输出电压为9-12.6V，充放电模块可持续提供9A的电流，过流保护值为18A，12V输出功率最大在110W以内。充放电模块由4个NIO大功率MOS管控制，具备过流保护、短路保护、抵压保护、过充保护等功能。
3.2 通路控制模块
通过控制模块主要由电源开关进行上电控制，在接通电源后，通过检测电表插入检测状态，可实现对12V通过的通断。通路控制模块主要由MOS管电源控制电路组成。最大通路电流为18A。
3.3 逆变升压模块
逆变升压模块主要为了实现将12V直流电源逆变升压为220V的交流电电源的功能，在本装置中通过将电池输出的12V电源升压为220V交流电源提供被测电表模块供电。逆变升压模块具备反接保护、短路保护、高压保护、低压保护、过载保护、过温保护、过流保护、冲击保护等功能。输入电压为12V，输出电压频率为AC220V＼50HZ，最大输出功率110W，过热保护85-100摄氏度，过流保护电流为2.8A，过载保护为200W。
3.4 集成一体PDA
PDA为高通安卓平台智能掌机，主频1.1GHz，内存容量为2+16GB，具备4G全网通、蓝牙、WIFI、RS485接口等功能。可提供核查装置软件硬件平台，实现与被测电表进行RS485抄读，此处把PDA集成到核查装置内，通过按键控制读取与显示
4 装置功能设计
4.1 考虑到单相电能表、三相电能表型式不同，需要分别对底座进行标准化尺寸设计，并使电能表插入时能够可靠与探针接触，并能快速插拔;
4.2 设计图像记录和条形码识别功能，在识别前对电能表条形码或者铭牌进行拍照识别记录，之后生成的核查结果与之对应储存，便于后期追溯;
4.3 设计能够接受其他系统预制的参数，与读出的数据进行核查并自动记录，采用声光反馈模式快速判断参数正确性;
4.4 能够自定义预制1-3种读出数据项组合方案，能够将读出的参数与预知的参数进行自动比对;
4.5 设备能够广泛应用于各种作业现场，同时也能够安装在出入库流水线上作为核查设备;
4.6 设备开机后，对电能表上电及读取采用一键完成的设计，减少电源消耗提升效率。
5 軟件功能设计
5.1 软件功能设计流程设计为导入表计档案 ->选择确认抄表模板 -> 抄读数据 -> 导出数据 -> 数据对比 ->结果显示记录。
5.2 首先是电能表档案识别建立，以电能表条形码为主键索引、日期时间为次索、抄表模板、参数设置、抄回结果、操作人员等字段建立核查记录档案。
5.3 电能表模板可预置也可直接由其它系统导入，文件名为《抄表模板.txt》，由抄表数据标识（4个字节）+空格+抄表标识名称+换行标识组成。
5.4 自定义模板：电能表参数核查装置系统软件自定义模板添加界面设计如图4，可对导入或者自定义的数据项自定义数值。
5.5 系统抄读数据后，与抄读项预置参数进行比对自动判断，预置参数为空的自动判断为合格，之后显示比对结果在屏幕上，并记录在对应的档案下，完成核查过程。
6 结语
当前设计的电能表参数核查装置主要应用于以下几个方面的场景：
6.1 电能表出入库时，用以确认出入库设备的参数与应出入库参数一致性检查，避免出入库设备参数设置错误，并作为建档参数核查，以防止到货设备与建档参数不一致的情况;
6.2 电能表领用及安装前，对电能表参数进行上电前检查，以确保安装设备的参数负荷要求;
6.3 在库电能表盘点及参数核查;
6.4 已拆除电能表核查参数、底码读取;
6.5 需要电能表上电的其它场景;
本设计可扩展应用于采集终端、集中器等现场设备的参数核查及设置。同时本设计还可扩展增加针对国家电网智能电能表的加密机访问设计，实现对电能表非工作状态下的参数设置，可配合政府调价要求广泛应用于在库电能表参数更改设置，因此具有极为广泛的推广应用前景。
参考文献：
[1] 中华人民共和国电力行业标准DL/T645-2007《多功能电能表通讯协议》，2013
[2] 国家电网公司企业标准Q/GDW1355—2012《单相智能电能表型式规范》，2013
[3] 国家电网公司企业标准Q/GDW1356—2012《三相智能电能表型式规范》，2013
[4] 国家电网公司企业标准Q/GDW1365—2012《智能电能表信息交换安全技术规范》，2013
作者简介：刘文忠，1973年7月，男，汉族，四川，本科，高级技师/工程师，从事电能计量技术、高压试验技术、用电信息采集技术、自动化技术研究.