試析預付費IC卡電能表的校驗裝置及其方法

摘 要：傳統抄表收費的模式已經不能夠很好的促使電力事業發展，因此，預付費IC卡的出現是必要的，也是必然的。電能表的逐漸發展也要求著電能表校驗裝置不斷的更新發展。本文主要討論預付費IC卡電能表校驗裝置及其實現方法，簡單闡述其控制方案，以及如何保證檢測結果的準確，基于此提高其檢測的效率。

關鍵詞：預付費；IC卡電能表；校驗裝置

中圖分類號：TM933.22+7 文獻標識碼：A

1 預付費IC卡校驗裝置的發展現狀

目前使用的校驗裝置為“程控式”。是在“電子式”基礎上實現了操作程控化，最終達到了自動化。也就是說只需要事先置入相應的參數，進行簡單的操作既可以完成整個的校驗過程，具有極高的使用價值。

由于電能表不僅僅為其本身，更是增加了額外的CPU卡和讀寫卡的設備，使得系統復雜度增加，尤其是其卡上的信息更是關系了用戶的結算信息，因此，為避免不必要的經濟損失，也為保證電表與電網公司的系統能夠精準的進行交換，則必須對電能表的預付費功能進行定期的，專業的檢測。智能電能表的費控功能包含許多的的子功能。首先要由上位機對讀寫卡器進行控制來發行具有具體功能的IC卡，由檢測員將IC卡插入讀卡卡槽進行判斷讀卡是否成功。讀卡成功后利用通信信道對電能表進行操作，來判斷是否設置成功，最后檢測員需要將IC卡插回讀寫卡器，再又上位機來檢測器反寫數據是否正確。這使得檢測非常的繁瑣，但新型的檢測裝置克服了這繁瑣的過程。

2 檢測裝置

自動的檢測裝置包括了檢測軟件，程控電源，發卡模擬系統，插卡模擬系統，標準電能表，繼電器狀態檢測系統。

程控電源為電能表提供負載功率，為電能表檢測提供參照條件。標準電能表為被校表的參考標準，通過與標準電能表的比較來得到相對誤差。發卡模擬系統是用來制作各種功能卡的設備。插卡模擬系統是實現自動檢測的關鍵設備，通過軟件控制模擬人工插卡的過程，從而節省了人力。繼電器狀態檢測系統是用來檢測預付費IC卡電能表繼電器的控制信號正常與否。

2.1 發卡系統設計

發卡系統主要組成部分有：主控模塊，IC卡模塊，通信模塊，電源模塊，IC卡輸出單元組成。主控模塊是整個發卡模擬系統的重要部位，來自上位機，（即人為指令）都必須在這里進行翻譯，并且操控其他模塊進行相應的操作。通信模塊為上位機與主控模塊的通信通道。IC卡模塊是根據上位機指令配備在檢測時使用的卡片模塊。其主要煮成部分為：密鑰模塊，短路測試卡模塊，主控模塊。電能表通過讀取特定的信息，做相應的反應。同時，電能表的返寫卡信息也都存儲在發卡系統里。

2.2 插卡模擬系統設計

插卡模擬系統主要是要模擬檢測員的插卡動作。其主要組成部分為：電源，通信通道，插卡模擬器，步進電機，導軌組成。仿真模擬器上的卡片觸點與電能表上的觸點進行信息的交流，達到檢測效果。電源控制步進電機進行前進或者后退，來實現仿真模擬器與電能表信息的傳遞，起到檢測員手動插卡的動作。步進電機與滑竿相連，滑竿的盡頭是卡舌的簧片，能夠完成自動插卡的動作。以外，IC卡模塊通過通信通道與上位機進行聯系，使得上位機能夠控制插卡、拔卡的動作。其過程為：電腦通過通信通道對插卡模擬器傳達指令，插卡模擬器在接受到指令后，控制步進點擊通過導軌進行移動，直到插卡模擬器上的卡舌頂開彈簧后，停止向前。仿真模擬器的觸點與電能表今夕信息的交換。當接到卡片退出的指令時，電機通過導軌向后退。直到其卡舌上的彈簧觸點沒有卡片接觸后，電能表顯示為無卡輸入狀態，完成拔卡動作。

2.3 軟件系統

軟件系統不僅僅要保證檢驗裝置的正常運行，同時，還應該注重上位機操作界面要符合用戶的習慣，采用視窗操作系統使得校表人員對此操作系統有比較直觀的印象。因此，選擇了windows 操作系統，使用VB或者VC++進行開發，并且進行嚴格的測試，一起到達成功率高的一款軟件。

軟件的核心主要包括裝置測試以及系統管理兩大方面。裝置測試是指設置裝置以及要檢測的參數，最終獲得檢測結果。一次發送指令，接受響應為一次交互。系統管理包括對檢測過程的操控以及對檢測結果的操作，收集被校表和標準表的數據進行計算，獲得誤差。將計算出的誤差送至顯示模塊，將參數以及結果存入數據庫，并且查詢數據，修改數據，以及打印結果。

在軟件系統中，控制算法占非常重要的分量，選擇良好的數字算法可以避免出現精度，穩定性以及效率的失誤。

2.4 繼電器及光電檢測系統

軟件完成繼電器的數據的采集主要依靠繼電器狀態檢測系統繼電器狀態測試系統通過對電能表通過的電流進行感應，若與內部的繼電器可以吸合，則可以使其通過，電流互感器就可以接受到電流。進行單片機的整理，既可以判斷出繼電器的狀態。從而擺脫人工錄入信息的繁瑣。

光電檢測系統主要是用于檢測被校表的運行情況。在表位安裝光電采樣器，當電能表出現了報警或是跳閘等狀態時，光電檢測系統通過脈沖整形電路對信號進行整理，最終由單片機進行采集。單片機根據后臺管理計算機來控制信號源工作的開始與停止，對采集的數據進行傳輸，并根據后臺軟件對電壓和電流進行控制。同時，單片機還要將接受數據傳輸，最終將誤差數據送至顯示模塊。

3 校驗方法

電能表的校驗就是在表上加上額定的電壓和電流，獲得被測表的電能值和實際上消耗的電能值相比較，最終計算出得誤差。

瓦秒法：用標準的功率表來測定既定的恒定功率，用標準測時器測量被校驗的表累計的電能所需時間，得到的值與恒定功率的乘積與被校表累計電能值比較，即為被校表的誤差。

標準表法：將標準表測定的電能和被校表測定的電能比較，來計算出相對誤差。這種方法目前測量的誤差較小，因此被廣泛應用。

在標準表與被校表都工作的情況下，通過被校表測得的電能值和標準表測定的電能值差值與標準表測得的值進行比較，得到的相對誤差。

E%=■×100% （1-1）

式中：Wo為算定電能值，也就是被校表在檢測時間內累計的計算電能值；Wf為標準電能表在被校表同樣情況下累計的標準電能值。

測量的10次誤差按標準的偏差估計值來計算（計算公式請參照標準偏差計算公式）。測定各項的電壓值，計算出其交流電壓輸出功率。再將被測的繼電保護測試儀，裝置標準表，30A/4Ω滑線變阻器相串聯，被測的繼電保護測試儀兩端要接入裝置標準表電壓的兩端，調節其負載電阻從小到大。

結語

本文簡單的討論了檢測裝置的功能，對其電能表的計量功能、電量控制功能以及結算數據功能進行自動化的檢測。自動化程度高，重復的工作量少，大大的減輕了工作量。對確保預付費IC卡電能表的精確度有著積極的作用。預付費IC卡電能表的檢測裝置仍然在不斷的進步，隨著預付費IC卡電能表的不斷進步，檢測裝置也應該不斷的完善檢測精度。因此，在CPU卡校驗以及費控功能上的校驗也是在不斷的進步當中。

參考文獻

[1]王文廣.IC卡電能表的檢定及使用[J].農村電氣化，1998（2）.

[2]陳懷奎.基于IC卡電能表的預付費系統設計[J].合肥工業大學，2008.