全计量模拟装置

一、项目成果概述
　  全计量模拟装置即电能表错误接线程控模拟系统，属于电器设备技术领域。该程控系统由主机与计算机两大部分组成，用于模拟电能计量二次回路的各种接线错误和二次回路负荷测量试验、二次回路压降测量试验,其互感器端接线切换模块与三相程控电源、电流虚拟负荷、电压虚拟负荷，表尾接线切换模块与电流虚拟负荷、电压虚拟负荷，上述各部分及PC机与信息传输与控制模块，表尾接线切换模块与表计之间均以电气连接。由于采用了电流虚拟负荷、电压虚拟负荷，实现了模拟电能计量回路的二次回路负荷、二次回路压降，由于采用了感器端接线切换模块、表尾接线切换模块实现了设置电力计量二次回路可能发生的超过10万种接线错误，提高了培训装置的全面性。帮助电力计量工作者练习操作，熟练过程，最终提高电力计量部门的工作效率，为国家节约电能。
　  截止到2010年5月该项目已经完成了产品样机的开发与试验阶段，产品的已经交付客户使用。项目的实施目标是实现全计量产品的系列化，进一步推进电力测量设备的标准化生产。
　  该项目产品是一种能全面模拟电能计量二次回路的各种接线错误和二次回路负荷测量、二次回路压降测量试验的装置。具有反馈采样电路，可实时测量各相电流、电压的相角、各相二次压降和功率因数、各相电压和PT负荷、各相电流和CT负荷，并显示到PC机。
　  纠正错误接线模拟中可设置更全面的错误接线方式，如可设置互感器端的接地、表尾电流极性反的错误接线等。
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  图1 海纳公司全计量模拟装置
　  二、前言
　  秦皇岛开发区海纳电测仪器有限责任公司成立于2001年5月25日，是一家从事电力系统自动校验用仪器设备及其控制软件的研发、生产、销售及技术服务的专业化公司。公司注册地址：秦皇岛经济技术开发区泾河道5号；注册资本：1200万元人民币，法定代表人：欧钟。
　  公司具有良好的科研环境和完善的生产体系及庞大的销售网络。公司非常重视技术进步、投资引进，培养了一批尖端人才，使公司的产品始终保持国内的先进水平。公司2002年开始被河北省科技厅认定为高新技术企业，2004年通过ISO9001：2000质量管理体系认证，2005年被河北省信息产业厅认定为软件企业，2007年被评为河北省省级信用优良企业。2009年再次被河北省科技厅评为高新技术企业；在第三届中小企业节上，我公司的“高精度伺服驱动”被评为“最具节能减排成效创新成果奖”；2010年初被秦皇岛开发区管委会评为“优秀自主创新企业”。
　  公司的传统产品是电力互感器校验测量装置设备，主要产品包括电源是全自动互感器校验装置、液晶是全自动校验装置、PT无线二次回路降压测试仪、电压互感器现场校验装置、电流互感器现场校验装置等。占整个行业30%的市场份额，在业内已经形成了良好的产品信誉和企业形象。
　  三、项目实施背景
　  通过近年来全国电力市场的招投标采购中，国内市场主要有武汉华电公司（现在的国网南瑞）、武汉国测、宁波三维以及我公司五家互感器校验装置的生产厂家，每年的市场需要量在2亿元左右。
　  而我公司作为华北、东北地区唯一一家互感器装置生产厂家，已占总市场份额的30%全国对全计量模拟装置的需求状况。
　  武汉华电公司（现在的国网南瑞）一直从事互感器校验设备的开发和应用，是专业从事电力设备生产和服务的高新科技企业。公司主营范围覆盖了水力发电、火力发电、输变电、配电等各个领域。宁波三维电测设备有限公司是一家专门从事电测仪器仪表研究及生产的高科技企业。产品主要有：互感器试验设备系列；PT二次压降测试仪系列；现场互感器测试设备系列。在全计量模拟装置领域他们还处于空白阶段。
　  目前我们最大的竞争对手就是现在的国网南瑞公司，但是我们公司凭借着过硬的技术实力以及周到的售后服务，赢得了广大用户的认可。因此我们有信心也有能力赢得更多客户的青睐。
　  四、项目具体技术方案
　  全计量模拟装置即电能表错误接线程控模拟系统，属于电器设备技术领域。该程控系统由主机与计算机两大部分组成，可以设置电力计量二次回路可能发生的超过10万种的接线错误，并且可以针对二次回路的负荷检测、压降检测进行培训。
　  全计量模拟装置的技术解决方案是这样来完成的： 
　  三相程控电源，生成可控的交流三相电压、交流三相电流，其输出端连接到互感器端接线切换模块。 
　  电流虚拟负荷连接到互感器端接线切换模块和表尾端接线切换模块之间，根据所需的阻抗值调整输出电流。
　  电压虚拟负荷连接到互感器端接线切换模块和表尾端接线切换模块之间，根据所需的导纳值调整输出电压。
　  互感器端接线切换模块连接到三相程控电源、电流虚拟负荷、电压虚拟负荷，实现互感器端的各种接线错误模拟。
　  表尾接线切换模块连接到电流虚拟负荷、电压虚拟负荷、表计，实现表尾端的各种接线错误模拟。
　  信息传输与控制模块连接到三相程控电源、电流虚拟负荷、电压虚拟负荷、互感器端接线切换模块、表尾接线切换模块、PC机，实现PC机与各模块之间通讯的电平和格式转换。 
　  表计连接到表尾接线切换模块，用于模拟现场计量用表计。
　  PC机连接到信息传输与控制模块，用于发送、接收指令、数据，并处理、显示装置的状态。
　  （1）主要解决的关键问题：
　  在实际的过程中，电力精准度的测量会遇到很多的麻烦。我们的全计量模拟装置就为电力部门解决了这个棘手的问题，他可以模拟电路的多种接线错误，帮助电力计量工作者练习操作，熟练过程，最终提高电力计量部门的工作效率，为国家节约电能。
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  图2 全计量模拟装置整体框架图
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  图3 全计量模拟装置的电流虚拟负荷原理框图
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  图4 全计量模拟装置的电压虚拟负荷原理框图
　  
　  （2）项目创新点：
　  理论创新：
　  采用全电子模拟，无级调节的电流、电压虚拟负荷，配合多个功能模块实现互感器二次负荷/压降测试模拟、互感器现场校验模拟、纠正错误接线模拟。
　  应用创新：
　  原有的模拟装置主要针对错误接线：有些是通过手动拨动开关设置接线错误，有些是通过程控技术实现预定的一千多种接线错误自动切换。但是电力计量二次回路实际的接线错误有10万多种，现有的错误接线装置无法全面体现实际的错误接线情况。而且一直没有针对二次回路负荷、二次回路压降检测进行培训的装置。我们的全计量模拟装置将二次回路负荷、二次回路压降检测也融入到这套装置中，方便了用户进行接线练习。
　  技术创新：
　  该项目是一种能全面模拟电能计量二次回路的各种接线错误和二次回路负荷测量、二次回路压降测量试验的装置。具有反馈采样电路，可实时测量各相电流、电压的相角、各相二次压降和功率因数、各相电压和PT负荷、各相电流和CT负荷，并显示到PC机。
　  纠正错误接线模拟中可设置更全面的错误接线方式，如可设置互感器端的接地、表尾电流极性反的错误接线等。
　  五、项目效益分析
　  1、经济效益
　  该项目完成时，可累计实现销售收入4.95亿元，累计实现净利润1.16亿元，累计上缴各项税金合计8761.5万元。可达年产2600套“全计量模拟装置”目标。
　  2、社会效益
　  （1）带动有关技术及附属产业的发展；
　  （2）改善电力测量装置行业的整体水平，为节约电能做出了巨大贡献，提高了电力测量行业的业务水平；
　  （3）提供大量的就业岗位，加强了社会稳定，促进全社会的和谐发展；
　  （4）促进了整个社会经济发展，创造更多的税收收入，为建设新型工业化贡献力量。
　  六、持续改进措施
　  随着科技的进步，技术水平的更新，我们的全计量模拟装置也会不断的改进，以满足不断变化的市场需求。目前我们的该项目产品技术已经申请了国家专利，名称为：“全计量模拟装置”正在进行实用新型专利的申请，申请号为：2010020159320.9。