试析预付费IC卡电能表的校验装置及其方法

摘 要：传统抄表收费的模式已经不能够很好的促使电力事业发展，因此，预付费IC卡的出现是必要的，也是必然的。电能表的逐渐发展也要求着电能表校验装置不断的更新发展。本文主要讨论预付费IC卡电能表校验装置及其实现方法，简单阐述其控制方案，以及如何保证检测结果的准确，基于此提高其检测的效率。

关键词：预付费；IC卡电能表；校验装置

中图分类号：TM933.22+7 文献标识码：A

1 预付费IC卡校验装置的发展现状

目前使用的校验装置为“程控式”。是在“电子式”基础上实现了操作程控化，最终达到了自动化。也就是说只需要事先置入相应的参数，进行简单的操作既可以完成整个的校验过程，具有极高的使用价值。

由于电能表不仅仅为其本身，更是增加了额外的CPU卡和读写卡的设备，使得系统复杂度增加，尤其是其卡上的信息更是关系了用户的结算信息，因此，为避免不必要的经济损失，也为保证电表与电网公司的系统能够精准的进行交换，则必须对电能表的预付费功能进行定期的，专业的检测。智能电能表的费控功能包含许多的的子功能。首先要由上位机对读写卡器进行控制来发行具有具体功能的IC卡，由检测员将IC卡插入读卡卡槽进行判断读卡是否成功。读卡成功后利用通信信道对电能表进行操作，来判断是否设置成功，最后检测员需要将IC卡插回读写卡器，再又上位机来检测器反写数据是否正确。这使得检测非常的繁琐，但新型的检测装置克服了这繁琐的过程。

2 检测装置

自动的检测装置包括了检测软件，程控电源，发卡模拟系统，插卡模拟系统，标准电能表，继电器状态检测系统。

程控电源为电能表提供负载功率，为电能表检测提供参照条件。标准电能表为被校表的参考标准，通过与标准电能表的比较来得到相对误差。发卡模拟系统是用来制作各种功能卡的设备。插卡模拟系统是实现自动检测的关键设备，通过软件控制模拟人工插卡的过程，从而节省了人力。继电器状态检测系统是用来检测预付费IC卡电能表继电器的控制信号正常与否。

2.1 发卡系统设计

发卡系统主要组成部分有：主控模块，IC卡模块，通信模块，电源模块，IC卡输出单元组成。主控模块是整个发卡模拟系统的重要部位，来自上位机，（即人为指令）都必须在这里进行翻译，并且操控其他模块进行相应的操作。通信模块为上位机与主控模块的通信通道。IC卡模块是根据上位机指令配备在检测时使用的卡片模块。其主要煮成部分为：密钥模块，短路测试卡模块，主控模块。电能表通过读取特定的信息，做相应的反应。同时，电能表的返写卡信息也都存储在发卡系统里。

2.2 插卡模拟系统设计

插卡模拟系统主要是要模拟检测员的插卡动作。其主要组成部分为：电源，通信通道，插卡模拟器，步进电机，导轨组成。仿真模拟器上的卡片触点与电能表上的触点进行信息的交流，达到检测效果。电源控制步进电机进行前进或者后退，来实现仿真模拟器与电能表信息的传递，起到检测员手动插卡的动作。步进电机与滑竿相连，滑竿的尽头是卡舌的簧片，能够完成自动插卡的动作。以外，IC卡模块通过通信通道与上位机进行联系，使得上位机能够控制插卡、拔卡的动作。其过程为：电脑通过通信通道对插卡模拟器传达指令，插卡模拟器在接受到指令后，控制步进点击通过导轨进行移动，直到插卡模拟器上的卡舌顶开弹簧后，停止向前。仿真模拟器的触点与电能表今夕信息的交换。当接到卡片退出的指令时，电机通过导轨向后退。直到其卡舌上的弹簧触点没有卡片接触后，电能表显示为无卡输入状态，完成拔卡动作。

2.3 软件系统

软件系统不仅仅要保证检验装置的正常运行，同时，还应该注重上位机操作界面要符合用户的习惯，采用视窗操作系统使得校表人员对此操作系统有比较直观的印象。因此，选择了windows 操作系统，使用VB或者VC++进行开发，并且进行严格的测试，一起到达成功率高的一款软件。

软件的核心主要包括装置测试以及系统管理两大方面。装置测试是指设置装置以及要检测的参数，最终获得检测结果。一次发送指令，接受响应为一次交互。系统管理包括对检测过程的操控以及对检测结果的操作，收集被校表和标准表的数据进行计算，获得误差。将计算出的误差送至显示模块，将参数以及结果存入数据库，并且查询数据，修改数据，以及打印结果。

在软件系统中，控制算法占非常重要的分量，选择良好的数字算法可以避免出现精度，稳定性以及效率的失误。

2.4 继电器及光电检测系统

软件完成继电器的数据的采集主要依靠继电器状态检测系统继电器状态测试系统通过对电能表通过的电流进行感应，若与内部的继电器可以吸合，则可以使其通过，电流互感器就可以接受到电流。进行单片机的整理，既可以判断出继电器的状态。从而摆脱人工录入信息的繁琐。

光电检测系统主要是用于检测被校表的运行情况。在表位安装光电采样器，当电能表出现了报警或是跳闸等状态时，光电检测系统通过脉冲整形电路对信号进行整理，最终由单片机进行采集。单片机根据后台管理计算机来控制信号源工作的开始与停止，对采集的数据进行传输，并根据后台软件对电压和电流进行控制。同时，单片机还要将接受数据传输，最终将误差数据送至显示模块。

3 校验方法

电能表的校验就是在表上加上额定的电压和电流，获得被测表的电能值和实际上消耗的电能值相比较，最终计算出得误差。

瓦秒法：用标准的功率表来测定既定的恒定功率，用标准测时器测量被校验的表累计的电能所需时间，得到的值与恒定功率的乘积与被校表累计电能值比较，即为被校表的误差。

标准表法：将标准表测定的电能和被校表测定的电能比较，来计算出相对误差。这种方法目前测量的误差较小，因此被广泛应用。

在标准表与被校表都工作的情况下，通过被校表测得的电能值和标准表测定的电能值差值与标准表测得的值进行比较，得到的相对误差。

E%=■×100% （1-1）

式中：Wo为算定电能值，也就是被校表在检测时间内累计的计算电能值；Wf为标准电能表在被校表同样情况下累计的标准电能值。

测量的10次误差按标准的偏差估计值来计算（计算公式请参照标准偏差计算公式）。测定各项的电压值，计算出其交流电压输出功率。再将被测的继电保护测试仪，装置标准表，30A/4Ω滑线变阻器相串联，被测的继电保护测试仪两端要接入装置标准表电压的两端，调节其负载电阻从小到大。

结语

本文简单的讨论了检测装置的功能，对其电能表的计量功能、电量控制功能以及结算数据功能进行自动化的检测。自动化程度高，重复的工作量少，大大的减轻了工作量。对确保预付费IC卡电能表的精确度有着积极的作用。预付费IC卡电能表的检测装置仍然在不断的进步，随着预付费IC卡电能表的不断进步，检测装置也应该不断的完善检测精度。因此，在CPU卡校验以及费控功能上的校验也是在不断的进步当中。

参考文献

[1]王文广.IC卡电能表的检定及使用[J].农村电气化，1998（2）.

[2]陈怀奎.基于IC卡电能表的预付费系统设计[J].合肥工业大学，2008.