ES-2011智能防窃电测试仪开发报告.doc

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目录

一项目的背景 3

1.1（智能电网）智能防窃电测试仪的意义 3

1.2现有（智能电网）智能防窃电测试仪仪的优缺点 3

二国内外（智能电网）智能防窃电测试仪的现状 4

2.1国内（智能电网）智能防窃电测试仪仪器现状. 4

2.2国外（智能电网）智能防窃电测试仪仪器的现状 5

三智能防窃电测试仪技术路线 7

3.1项目开发目标 7

3.2项目开发原则 8

3.3系统结构设计 8

3.4系统设计与实施原则 10

3.5（智能电网）智能防窃电测试仪系统的总体设计 10

3.6（智能电网）智能防窃电测试仪仪硬件系统的设计 14

3.7（智能电网）智能防窃电测试仪仪软件系统的设计 21

3.8（智能电网）智能防窃电测试仪仪机械结构的设计。

22

四项目的研制进程和成果检验 30

4.1（智能电网）智能防窃电测试仪研制进程 30

4.2（智能电网）智能防窃电测试仪的现场试验。

31

4.3（智能电网）智能防窃电测试仪的送检结果 58

五（智能电网）智能防窃电测试仪仪生产技术文件的编制 68

5.1（智能电网）智能防窃电测试仪仪装配作业指导书 68

5.2（智能电网）智能防窃电测试仪仪调试作业指导书 77

5.3（智能电网）智能防窃电测试仪仪检验作业指导书 80

5.4（智能电网）智能防窃电测试仪仪使用说明书 85

六项目的技术创新 103

6.1仪器功能的创新 103

6.2仪器硬件系统的创新 104

七项目的社会经济效益 104

7.1项目的社会效益 104

7.2项目的经济效益 106

八项目的推广应用情况 106

九项目的改进和升级计划 107

福州亿森电力设备有公司 第75页赖振文013338443272

一项目的背景

1.1（智能电网）智能防窃电测试仪的意义

针对部分用电户窃电，不易发现、不易查处等问题，近新科技项目“智能防窃电管理系统”。

“智能防窃电管理系统”其主要功能包括：

计量表箱门非法打开、电能表示度下降、电压缺相、电压回路逆相序、电流反极性、CT二次侧短路、电能表参数更改、电能表停走、电能表飞走、电流过负荷、无功欠、过补偿等。

该系统主要是终端能根据现场采集的数据，并对其进行分析，实时监测现场运行情况，并在发现异常后及时通过GPRS远程通讯方式发送给主站（专责人）。

专责人能及时发现客户在用电过程中存在的间题，采取措施及时解决。

“智能防窃电管理系统”的应用，为反窃电工作提供了科学依据。

1.2现有（智能电网）智能防窃电测试仪仪的优缺点

（1）单相测量。

现有测试仪器为单相测量，测量完变压器一相后，需要仪器停止测试，变压器放电，然后由试验人员改变测试相，

再重新测试。

该过程不仅需要试验人员攀登变压器改变测试相，而且需要判定变压器放电是否充分，如未放电去拆测试线，由于反电动势的原因，可能存在高压，从而对试验人员形成安全隐患。

（2）测量三相五柱变压器低压侧（三角接线）时，由于磁路的影响，为了达到磁饱和需要用大电流长时间对变压器充电，大电流的直电阻测试仪器重量笨重，更重要的是测试完成后产生很强的剩磁，产生的剩滋一是对测试其它试验项目有很大的影响。

二是对变压器本身本讲有很大的危害。

曾经发生由于剩磁影响，试验完成后不能合闸的状况，现在趋向于变压器直流电阻试验测试电流不能超过10安培，

（3）现有仪器多为单相测量，测试完一相的所有分接后再测试另外两相所有分接.这样所需测试时间较长。

（4）现有的直阻测试仪器只是简单测量出变压器的直流电阻，变压器的三相误差，变压器直流电阻温度的折算需需要试验人员自己计算。

变压器试验多是户外试验，给试验人员带来不便。

二国内外（智能电网）智能防窃电测试仪的现状

2.1国内（智能电网）智能防窃电测试仪仪器现状.

在上个世纪的后20年里，随着微电子技术和通信技术的日益发展，高科技的测试与测量仪表已经成为现在仪器仪表业中不可分割的部分。

有关资料显示，国内仪表工业在20世纪80年代初期不仅完成了布局、建设、生产和发展，而且产品基本满足了国内各个方面的需求。

我国仪器仪表行业有关专家指出，目前我国产品大多属中低档水平，生产现状不尽人意。

高档、大型仪器设备几乎全部依赖进口，中档产品以及许多关键零部件，国外公司占有国内市场60%以上的份额。

而国产分析仪器占全球市场份额不到千分之三。

国产仪表与进口产品的差距显著，根据有关分析，除了国内企业产品总体质量落后于进口产品外，缺乏政策保护也是造成国内市场上进口产品风光独好的因素。

而更深层次的内在原因是，自20世纪90年代初期开始，在高技术含量的自动化仪表及系统、科学测试仪器、传感器元器件等领域里，参与竞争的主要是引进、合资的产品。

在引进、合资、国产化过程中，国内企业缺乏对产品关键技术的研究，不能独立地对产品进行升级换代。

  中国加入世贸后，仪表行业所需的各种电子元器件、基础材料可以在品种、价格各方面面临更大的选择，对国内企业降低产品成本，对现有产品进行更新和换代以及参与整个市场的公平竞争都有积极影响。

国内仪器主要为直阻电桥和内嵌微机的数字式（智能电网）智能防窃电测试仪仪：

其中直阻电桥由于电流小，且操作复杂，逐渐被数字（智能电网）智能防窃电测试仪仪所取代。

数字（智能电网）智能防窃电测试仪主要为单相测试，在测量变压器不同相时需要试验人员自己换测试线。

仪器不带助磁功能，对三相五柱低压内部角接的变压器低压测试时，主要是加大测试电流，具有仪器笨重和测量后有剩磁的缺点。

但随着新器件和新技术的应用，国内直流电阻逐渐成为市场主流。

2.2国外（智能电网）智能防窃电测试仪仪器的现状

80年代，由于微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，过去直观的用于调节时基或幅度的旋转度盘，选择电压电流等量程或功能的滑动开关，通、断开关键已经消失。

90年代，仪器仪表与测量科学进一步取得重大的突破性进展。

这个进展的主要标志是仪器仪表智能化程度的提高。

突出表现在以下几个方面。

微电子技术的进步将更深刻地影响仪器仪表的设计；DSP芯片的大量问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；

目前普遍采用EDA（电子设计自动化）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）、DSP（数字信号处理）、ASIC（专用集成电路）及SMT（表面贴装技术）等。

注重性能价格比。

在重视高档仪器开发的同时，注重高新技术和量大面广产品的开发与生产。

　注重系统集成，不仅着眼于单机，更注重系统、产品软化，随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，软件上投入了巨大的人力、财力。

今后的仪器归纳成一个简单的公式：

仪器=AD/DA+CPU+软件，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。

产品开发准则发生了变化从技术驱动转为市场驱动，从一味追求高精尖转为"恰到好处"。

开发一项成功产品的准则是，用户有明确的需求；能用最短的开发时间投放市场；功能与性能要恰到好处；产品开发准则的另一变化是收缩方向，集中优势。

生产技术注重专业生产，不搞大而全生产过程采用自动测试系统。

目前多以GP-IB仪器组建自动测试系统。

生产线上尽是一个个大的测试柜，快速地进行自动测试、统计、分析、打印出结果。

但国外（智能电网）智能防窃电测试仪仪由于价格昂贵，随着国内（智能电网）智能防窃电测试仪仪技术的成熟，基本为国内产品取代。

三智能防窃电测试仪技术路线

3.1项目开发目标

研制新一代（智能电网）智能防窃电测试仪仪器。

使其具备如下功能：

（1）一次将高、低压电流电位测试线全部接到变压器上，进行高压测试或低压测试，进行变压器单相测试或者相间测试，进行单相测量或高压三相同时测量，测试线的切换仪器内部自动完成，不需要试验人员进行人工换测试线，从而简化试验并降低试验危险程度。

（2）对三相五柱低压内部角接的变压器低压测试时，使用助磁法。

当测量低压绕组直流电阻时，由于低压侧激磁匝数少，即使较大电流也不容易使铁芯饱和，将变压器一次，二次绕组串联连接，提高激磁安匝，加深铁芯饱和程度，从而实现低压侧直流电阻的快速测量。

仪器实现自动助磁功能，当选择仪器助磁测量时，仪器内部通过继电器的切换，实现一次，二次绕组的串联连接，对串联绕组加电，实现助磁测量。

（3）对于星型有中性点的绕组测试，仪器可采取三相同时测量的方式测试A0、B0、C0相的电阻；三相同时加电，测量术每相的相电阻，并计算出三相的不平衡率，测试时间为传统单相测量的三分之一，节约了测试时间。

（4）仪器具有自动计算三相不平衡率的功能，并且能在设定当前温度和折算温度的情况下自动进行变压器直流电阻的温度折算。

3.2项目开发原则

1）标准化原则，开发功能模块化

2）统一性原则；

3）数据共享原则；

4）互动性原则；

5）实用化、可扩展性原则；

6）安全性原则；

7）便携原则。

3.3系统结构设计

为了实现智能防窃的全自动测量，并三相五柱变压器低压助磁，星接变压器实现三相同时测量的功能，总体方按进行了反复修改，实现最佳方案。

仪器由仪表机箱,仪表上面板,固定在机箱内的,继电器切换板，数据采集板,恒流电源，辅助电源等组成.仪表上面板由电流输出端子,电压输入端子,微型打印机,320×240点阵液晶,电源插座组成.数据采集板由单片机系统,液晶接口电路,打印机接口电路,电压,电流采集电阻,可编程放大电路,双四选一模拟开关电路,A/D转换电路组成.辅助开关电源输出单片机板,数据采集板,继电器切换板所需要的稳压电源.测试时,电源输出经过电流采集板，继电器板与仪器面板上的电流输出端子相连。

电压采集电阻的输入端与仪器上面板的电压输入端子相连。

被测电压与电流通过数据采集板上的电压,电流采集电阻,到程控放大电路,再连接到双四选一模拟开关,经过多路模拟开关连接接到A/D转换电路,A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号后送给单片机系统.单片机读取并处理数字信号,通过显示接口把测量结果显示到液晶屏上,或通过打印接口电路打印测试结果.单片机通过计算接收的A/D转换信号,控制程控放大电路进行相应量程的切换,单片机根据测量顺序控制模拟开关电路,选择接通电压,电流信号.低压助磁测量时,通过单片机控制继电器切换板.使变压器高压对应相和被测低压相流过大小，方向相同的电流，而实现变压器低压的助磁测量。

仪器的精密恒流电源的输出由单片机控制。

对变压器高压三相同时测量,低压自动带助磁测量，为现场试验人员提供了操作简单的测试手段,解决了现场测试时间长，操作繁琐的问题.采用大屏幕显示,菜单汉化,操作简单,微型打印机可记录测量结果的优点.其框图如下。

3.4系统设计与实施原则

该（智能电网）智能防窃电测试仪仪的全部内容均由本项目组完成，其中主要包（智能电网）智能防窃电测试仪仪文件的编写、资料的整理；（智能电网）智能防窃电测试仪仪原理的研发与样机的研制。

项目组将按照成员分工与进度开展工作，确保项目的顺利实施。

3.5（智能电网）智能防窃电测试仪系统的总体设计

硬件实现原理为：

电压信号经过电压采集电阻RX1,RX2的衰减,连接到OP07（U1）的3脚,OP07为跟随器,OP07（U10）的输出6脚连接到AD526（U10）的输入3脚,AD526为可编程放大器,通过（K4-K6）受74HC374（U17）的控制,根据信号大小选择放大倍数,AD526（U10）的输出8脚连接到AD7502（U19）的输入13脚,AD7502为双路四选一模拟开关,通过（QH0,QH1）受74HC374（U16）控制选择三路电压中的一路与输出脚12接通,AD7502的输出12脚连接到模数转换器件AD1674（U21）的输入14脚,AD1674将模拟信号转换为数字信号,AD1674