对单相电能表自动检定流水线的探讨

孙莉

孙莉

国网新疆电力公司电力科学研究院乌鲁木齐830000

[摘要]近年来，随着电能计量集约化管理的深入，满足电能计量器具“集中检定、统一配送”的高度自动化、信息化、智能化的生产运行系统的建设，对电能计量装置的检定速度提出了更高的要求，传统式的人工检定模式因其工作效率较低，生产能力无法得到提高，不能满足电力需求侧的管理现代化发展水平。为有效提高检定工作质量、效率，单相电能表自动检定流水线系统应运而生。

[关键词]电能表自动检定流水线

1、系统组成与功能介绍

单相电能表自动检定流水线系统主要由输送系统、检定测试系统、辅助功能系统和主站系统组成，

输送系统：负责电能表的输送、定位、端子压接、周转箱暂存等工作，能自动分拣合格和不合格电能表，并输送至不同区域。其中周转箱暂存单元负责空周转箱的暂时存放，并能够在电能表检定完毕后，自动将装箱的电能表进行码垛送回。

检定测试系统：负责电能表耐压测试、误差检定测试以及电能表的外观、显示等的检查。其中性能误差检定测试包括电能表所有检定项目：基本误差、标准偏差、起动试验、潜动试验、电能表常数试验、日计时误差、时段投切误差、误差变差、误差一致性、拉闸及合闸测试、参数预置及核对测试、密钥下装及核对测试等等。

辅助功能系统：负责对检定合格的电表进行粘贴合格证，加装计量封印，对电能表铭牌上的资产编号等条码信息和封印条码信息进行扫描，并将相关信息与电表检定信息绑定。

主站系统：是自动检定流水线系统的中枢，实现整体管理控制。能够与营销信息管理系统连接进行数据交互，实现检定任务下达；能够进行检定输送控制、检定测试装置管理、检定流程设置、数据存储和上传等功能。

2、系统软硬件设计

2.1系统硬件设计

系统硬件系统的设计在于如何有效的将输送系统、检定测试系统、辅助功能系统和主站系统有机的结合起来，主导思想是模块化及网络化设计，使每个独立的模块可以单独运行，易于今后的调试及维护，在控制手段方面主要采用现场总线控制方式，最大化的简化现场布线。

其硬件部分主要由上下料机器人系统、耐压测试装置、电表检定装置、传输装置、定位装置、扫描装置等等组成。上下料机器人系统主要完成电能表的上下挂表压接等工作；康耐视检测实现外观检查；耐压测试装置和电表检定装置则是按规程完成电能表的耐压测试和基本误差检定等项目；传输装置和定位装置则是实现电能表自动传输到指定工位；在传输过程的部分节点装有电子扫描装置，实现电表的分检或电表信息与检定结果的绑定等。整个过程无需人工进行干预。

2.2系统软件设计

整体系统软件要做到计量业务流程顺畅，实现检定任务下达、检定输送控制、检定测试装置管理、检定流程设置、数据存储和上传等功能。

首先系统判断是否接收到生产调度平台管理系统下发的检定任务，当有检定任务时，则按照软件流程依次进行耐压测试、上料检定，并通过扫描电表条码将相应的结果与电表信息进行绑定，检定完毕后由传输装置自动传输进行粘贴合格证、封印、下料装箱等作业，装箱数据即包含了该箱电表的所有绑定信息，最后将绑定信息上传至生产调度平台管理系统。

2.3系统网络设计

利用现有局域网网络。包括：WEB、数据库服务器、存储设备、防火墙等，以及以太网交换机路由器，网线，网卡等设备。整个系统建立一个共有的网络数据库，各子系统均向该数据库写入数据，并实行信息共享。

3、系统检定基本原理及实验结果分析

3.1基本原理

一般采用高频脉冲数预置法，在标准表和被检表都在连续运行的情况下，计读标准表输出N个低频脉冲时输出的高频脉冲数m，作为实测高频脉冲数，再与算定（或预置）的高频脉冲数相比较，用式计算被检表的相对误差r（%）。

式中，CH0为标准表的高频脉冲常数；CL为被检表的低频脉冲常数；KI、KU为标准表外接的电流、电压互感器变比。当没有外接电流、电压互感器时，KI和KU都等于1。

本文介绍的单相电能表自动检定流水线系统按准确度0.1级设计，整个系统由检定装置和耐压装置组成。检定装置表位数为60表位，采用一个程控单相功率源和一个0.05级单相标准电能表。当进行检定时，单套检定装置批量输出相同标准源对应不同的表位，开展电能表批量测试。

3.2试验结果分析

1）重复性试验

装置重复性反映了多次测量，所得结果的一致性，通常用测量结果的分散性来定量表示，即用单次测量结果的实验标准差Si来表示。在功率因数1.0和0.5（L）分别确定基本误差，为确保所得到的实验标准差具有足够的可靠性，应在相同条件下重复测量次数不少于10次。试验结果表明，装置重复性满足要求。

2）稳定性试验

装置的稳定性反映了计量特性随时间恒定的能力，不仅与计量标准器本身有关，还与其主要配套设备在内的测量系统的稳定性有关。通常是选用一台稳定性好的被测电能表，在规定的时间间隔之内测量，通过测量结果的一致程度来进行判断该装置的稳定性。试验结果表明，装置稳定性小于装置的最大允许误差的绝对值，满足要求。

3）检定结果的测量不确定度评定和验证

不确定度表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系。被测值的合成不确定度uc主要由以下三个分量构成：检定装置的误差引起的不确定度分量u(x1)，来源于最大允许误差；被检电能表误差化整引起的不确定度分量u(x2)；被检电能表和检定装置测量重复性引起的不确定度分量u(x3)。其中u(x3)采用A类评定，本文通过对同型号规格的被检电能表，在重复性条件下各进行10次独立测量，计算合并样本标准差得到。另外u(x1)、u(x2)采用B类评定。合成不确定度uc计算如下所示：

式中，Ci为不确定度分量的灵敏系数，通常取1。

则在置信概率p=95%，通过计算有效自由度值，查t分布表，并将近似得到：k95=2，由此可得功率因数1.0和0.5（L）下，扩展不确定度为Ulab分别为0.13%和0.15%。

为了对检定结果的可信程度进行验证，本文采用传递比较法，即将一只0.05级的电表分别用本检定流水线和和高一级计量标准进行测量，测量结果分别为ylab和yref，扩展不确定度分别为Ulab和Urel，

则应满足。

结束语

本文研究的单相电能表自动检定流水线系统，已在新疆公司投入试运行，通过实现单相电能表的全自动检定，只需少量工作人员在控制室监控即可实现自动挂表、自动检定、自动流转等操作。能够全自动完成耐压试验、参数预设、误差测定等智能电表各项功能和指标的检定。相比人工检定模式，该装置省略了手工接线步骤，能够全面实现检定过程智能化、自动化。检定线在1小时内可检定1200只单相电表，日检定能力达6000只，年检定能力达120万只，比人工检定工作量提升10倍。该自动化检定线应用科技前沿技术与生产实际紧密结合，应用了行业最新自动封印技术，率先实现了对单相电能表的自动化封印，设计了显隐结合的封印信息，提高了封印的信息含量，有效提升了防窃电的计量管理能力。该项目的实施标志着新疆电能计量装置自动化检定水平步入了国网先进行列。

参考文献

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[2]张燕，黄金娟.电能表智能化检定流水线系统的研究与应用[J].电测与仪表,2009.

[3]JJF1033-2008,计量标准考核规范[S].

[4]JJG-597-2005,交流电能表检定装置检定规程[S].

[5]JJG-596-2012,电子式电能表检定规程.