《变电站计量装置电压回路报警器的研制-2013-06-27.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电站计量装置电压回路报警器的研制-2013-06-27.（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、变电站计量装置电压 回路报警器的研制 安徽省淮南供电公司计量专业安徽省淮南供电公司计量专业 装表接电班装表接电班QCQC小组小组 发布：朱发布：朱 艳艳 翁东波翁东波 一、小组简介 2012年度全国质量信得过班组2009年全国优秀质量管理小组 小 组 荣 誉 丁鹏鹏指导导教师师 2012年 3月 -12月 活动时间动时间 100%成员员参加率25次活动动次数 活动动 情况 变电变电 站计计量装置电压电压 回路报报警器的研制活动课题动课题 QC-1256 注册 登记记号 35培训时训时 数2012年3月注册时间时间 14人小组组人数创创新型课题类课题类 型1998年3月成立时间时间 小组组名称：
2、淮南供电电公司装表接电电班QC小组组 一、小组简介小组成员 序号姓名性别别年龄龄学历历组组内职务职务组组内分工 1翁东东波男36研究生组长组长技术术指导导 2徐天宁男50本科副组长组长方案设计设计 3卢凤卢凤 莉女50本科班员员组织协调组织协调 4陈华陈华 浩男37本科班员员效果检查检查 5夏福宾宾男48大专专班员员方案实实施 6张张 竞竞女40本科班员员资资料收集 7薛 镇镇男26本科班员员方案实实施 8朱 艳艳女27本科班员员资资料收集 9李明宝男50本科班员员方案实实施 10孔 冬男42本科班员员方案实实施 11王振奎男23本科班员员方案实实施 12李 燕女46本科班员员资资料收集 13
3、石 鑫女32本科班员员效果检查检查 14陈陈 健男46本科班员员效果检查检查 二、课题选择 问题提出 失压电能表古沟变2733线西山变101金家岭变144 发现时间25小时17小时19小时 平均发现时间20.3小时=1220分钟 2011年变电站电能表失压情况统计表： 运维人员发现电能表电压异常所用时间平 均为1220分钟，失压运行时间过长，造成大量 的电能漏计，为计量纠纷埋下了隐患，有损公 司信誉和形象。 近年来，在变电站计量装置 的维护中发现，电能表时常出现 电压异常现象，运维人员发现时 ，已经失压较长时间。 二、课题选择 电能表电压从不同的母线经过了母线PT、PT并 列柜、电压切换装置、
4、电表联合接线盒等多个环节， 中间任何一个环节出现问题（如接线松动、继电器故 障、切换装置失灵等）都会引发电能表电压异常。 问题分析 由于缺少有效的报警信号，运 维人员难于及时发现电压异常。 变电站电能表电压回路电气原理图 二、课题选择 课题提出 如何解决电压异常不能被及时发现的难题，需 要采用合适的辅助工具以明显信号提示运维人员， 最好是将报警信息直接传送给运维人员。 经调查，市场上没有现成的设备。为此，我们 决定研制变电站计量装置电压回路报警器 变电站计量装置电压回路 报警器的研制 三、设定课题目标 研制出一种电能表电压报警装置，能将电压异常信息 及时告知运维人员。 发现电压异常所用时间，从
5、活动前的平均1220分钟缩 短到10分钟。 确定目标 三、设定课题目标 目标值分析 四、提出方案并确定最佳方案 提出方案 用继电继电 器组组合研制电压电压 回路报报警器研制独立并联电压联电压 回路报报警器研制基于Rs485总线总线 的电压电压 回路报报警器 待 选 方 案 继电器组合式电压回路报警器 独立并联式电压回路报警器 基于Rs485总线的电压回路报警器 分析评评估： 1、电压获电压获 取方式：与电电能表并联联直接获获取计计量回路 电压电压 。 2、报报警效果：出现现小幅电压电压 异常不能报报警，不能将 具体电压电压 异常报报警发发送到运维维人员员的手机终终端。 3、电压电压 异常数值值
6、：不能监测监测 具体异常电压电压 的数值值。 4、可靠性：灵敏度低，可靠性不高。 5、操作难难易程度：设计设计 复杂杂，安装空间间有限安装施 工难难度大，不易操作。 6、使用数量：一台报报警器对应对应 一只电电能表，用量大 。 7、成本：160元/只。 不 采 用 利用继电继电 器线线圈完全失压时压时 ，触点发发生变变化触发发相 关报报警信号发发生装置从而发发出报报警信号实现报实现报 警功能 。 继电器组合式 电压回路报警 器 1 分析 结论结论 方案对对比分析初选选方案 序 号 分析评评估： 1、电压获电压获 取方式：与电电能表并联联直接获获取计计量回路电电 压压。 2、报报警效果：出现电现
7、电 能表进线电压进线电压 异常时时能灵敏反 应应，准确报报警；不能报报警电电能表内部电压电压 异常。 3、电压电压 异常数值值：能监测监测 具体异常电压电压 的数值值。 4、可靠性：与电电能表并联联，增加了故障点，可靠性有 所降低。 5、操作难难易程度：需要研制独立的电压测电压测 量模块块，复 杂杂程度高，增加了研制难难度。 6、使用数量：一台报报警器对应对应 一只电电能表，用量大。 7、成本：260元/只。 不 采 用 与电电能表并联实时测联实时测 量计计量回路电压电压 ，对测对测 得的电压电压 进进行分析判断，电压电压 异常时发时发 出报报警信号。 独立并联电压 回路报警器 2 分析 结论
8、结论 方案对对比分析初选选方案 序 号 分析评评估： 1、电压获电压获 取方式：通过过485接口直接读读取电电能表自身测测 得的电压电压 信号。 2、报报警效果：出现电现电 能表进线电压进线电压 异常时时能灵敏反应应 ，准确报报警；而且能报报警电电能表内部电压电压 异常。此外便 于读读取电电能表其他数据实现实现 功能拓展。 3、电压电压 异常数值值：能监测监测 具体异常电压电压 的数值值。 4、可靠性：独立于电电能表之外，利用电电能表自身电压测电压测 量功能，可靠性高。 5、操作难难易程度：设备设备 小巧易安装，智能化程度高，研 制难难度较较大。 6、使用数量：一对对多报报警，一台报报警器最多
9、对应对应 256只 电电能表，一台报报警器就能实现实现 一个变电变电 站的电电能表电压电压 报报警全覆盖。 7、成本：250元/只。 采 用 通过过485接口从电电能表读读取电电能表自身测测得的电压电压 数据并 进进行分析判断，电压电压 异常时发时发 出报报警信号。 基于Rs485总 线的电压回路 报警器 3 分析 结论结论 方案对对比分析初选选方案 序 号 综合 成本 电压获 取方式 报警 效果 电压异 常数值 可靠性 操作难 易程度 使用 数量 对比 分析 四、提出方案并确定最佳方案 方案分解 电 压 回 路 报 警 器 报警策略 智能处理单元 报警通信模块 工 作 电 源 壳体封装模块
10、报 警 条 件 报警信号内容 硬件部分 四、提出方案并确定最佳方案 智能处理单元 存存储储储储器器 RS485RS485 模模块块块块 时钟时钟时钟时钟 芯片芯片 微控微控 制器制器 智能处 理单元 四、提出方案并确定最佳方案 智能处理单元微控制器 序 号 方案方案分析特点 结结 论论 1 嵌入式 处处理器 （ARM） 1、逻辑逻辑控制功能强，需要嵌入操作系统统 才能发挥发挥其优势优势，特别别适合功能复杂杂的 手持式仪仪表。 2、位数：32位 3、引脚数144 功能性：片上资资源丰富；在操作系统统基础础 上应应用程序开发发功能强大； 实现难实现难 度：需要移植操作系统统，引脚多， 实现难实现难
11、 度大； 价格：70元：开发发装置价格200元；共计计 270元。 不 采 用 2 数字信 号处处理 器 （DSP） 1、一种独特的微处处理器，有自己的完整 指令系统统，是以数字信号来处处理大量信息 的器件，实时实时运行速度可达每秒数以千万 条复杂杂指令程序，适合复杂计杂计算使用。 2、位数：16位 3、引脚数144 功能性：运算能力强，速度快，软软件编编程 具有高度的灵活性； 实现难实现难 度：引脚多，读读表仪仪中数据运算少 ，DSP强大的运算功能实现难实现难 度较较大； 价格：130元；开发发装置价格：600元；共 计计730元，价格高。 不 采 用 3 单单 片 机 1、属于低端的微型控
12、制器，功能简单简单， 应应用广发发，家用电电器到航天航空均有应应用 。 2、位数：8、16位 3、引脚数16-64 功能性：串口通信，中断调试调试，I/O口； 实现难实现难 度：结结构简单简单，实现实现容易； 价格：30元；开发发装置价格：20元：共计计 50元，价格便宜。 采 用 序号方案分 析方案评评估 结结 论论 1HC6802 1、8位微控制器； 存储储器：8K字节节程序存储储器，256字节节数据存储储 器 2、功耗：4.55.5V；500uA20mA 3、封装形式：双列直插、扁平封装 4、引脚数目：40 5、尺寸：60mm17mm 功能：结结构简单简单，存储储器容量小 ，需要外扩扩；
13、 运行环环境：体积积大，功耗大； 价格：芯片价格20元、 开发发装 置价格20元，共计计40元。 不 采 用 2 MSP430 F149 1、16位微控制器；存储储器：60K字节节程序存储储器 ，2K字节节数据存储储器 2、功耗： 1.83.6V ；0.1uA280uA 3、封装形式：扁平封装 4、引脚数目：64 5、尺寸：12mm12mm 功能：片上资资源丰富，自带带存储储 器容量大，功能强； 运行环环境：体积积小，引脚多，功 耗低； 价格：芯片价格25元 开发发装置 价格20元，共计计45元。 不 采 用 3 STC89C 52 1、8位微控制器；存储储器：256字节节程序存储储器 ，2K
14、字节节数据存储储器 2、功耗：2.53.6V ；0.2uA280uA 3、封装形式：扁平封装 4、引脚数目：16 5、尺寸：9.9mm6.0mm 功能：内部资资源较较少，系统扩统扩展 空间间小，内部可以产产生时钟频时钟频 率 ，不需要外接晶体； 运行环环境：体积积小，功耗小，管 脚少； 价格：芯片价格18元， 开发发装 置价格20元，共计计38元。 采 用 四、提出方案并确定最佳方案 智能处理单元时钟芯片、存储器 时钟芯片： 小组根据单片机需要选择与之匹配的高精度实时 时钟模块/芯片DS3231，其自带温度测量和温度补偿 晶振能够确保走时精准独和可靠性。 存储器： 小组根据单片机需要选择与之匹
15、配的两线IIC接 口（SCL、SDA）的非易失性EEPROM存储器模块（芯 片AT24C04），其具备掉电数据保持功能，有很高的 可靠性。 四、提出方案并确定最佳方案 智能处理单元RS485模块 采 用 可靠性：抗干扰扰能力强，接线简单线简单 ， 稳稳定性好 经济经济 性：无需485集线线器， 多个电电能表手拉手连连接，便可实现实现 全 站电电能表覆盖；不需要每个电电能表都 独立接线线，线线材消耗小；经济经济 性好。 电压报电压报 警器与多个电电 能表形成手牵牵手的菊 花链连链连 接方式。 总线型拓扑结构 2 不 采 用 可靠性：接线线复杂杂，通信抗干扰扰能力 差，稳稳定性差； 经济经济 性：
16、 485集线线器65元/个，每16只电电能表需 要一只集线线器；同时时每个电电能表都需 要独立的连连接线线，线线材消耗大；经济经济 性差。 一个485集线线器连连接多 个电电能表，485集线线器 连连接电压报电压报 警器，形 成星形结结构；电电能表 之间间无直接连连接。 星型拓扑结构 1 结结 论论 特点方案分析方案 序 号 四、提出方案并确定最佳方案 报警通信模块 序号报报警方式方案分析结论结论 1现场报现场报 警方案解释释： 电压电压 异常时时，在现场发现场发 出明显显的声光报报警信号。 不 采 用 1、报报警效果：当运维维人员员距离报报警点较远时较远时 无法在第一时间时间 接收 到报报警信号，报报警效果不理想； 2、可靠性：无人值值守变电变电 站现场报现场报 警效果差，可靠性低； 3、成本：蜂鸣鸣器、闪闪光器共计计20元。 2远远程有线报线报 警 方案解释释： 电压电压 异常时时，将报报警信号通过专过专 用信号线发线发 送到远远端运维维人员员。 不 采 用 1、报报警效果：报报警信号可以在第一时间发
