for more product details, please call:0731-84930888






电动汽车充电桩直流电能表检定系统(发表于《中国计量》2014第 7 期) -龙8官网app下载地址

the author:  page views:731  release time:2014-09-03

1. 引言

   随着雾霾频频袭扰零排放零污染的纯电动汽车走进汽车消费的主战场电动汽车由于其环保节能的特性受到各国人民亲睐

   新型电动汽车是汽车发展趋势但与之相关的配套措施并不健全电动汽车充电站计量器具作为电动汽车发展的重要运营保障其电能计量是否建立统一标准是关系到贸易结算能否公平公正的关键在我国交流电能计量相对成熟而直流电能表应用于电动汽车充电电能的计量处于起步阶段现阶段检定上述电能表的装置并没有统一标准且检定效率低本文提出一种 表位全自动检定系统大大提高了检定速率为建立直流电能计量量值传递体系制定电动汽车充电站直流电能计量量值传递规范和检测规范提供了依据

2. 检定系统

2.1 检定系统的主要特点

1检定系统由计算机软件嵌入式软件微处理器路电压源电流源标准脉冲输出模块路电能误差计算模块路电能脉冲采样模块表位误差显示模块等组成客户通过计算机软件界面选择检定方案通过 rs232 线将命令传送微处理器处理器经过计算控制电压源电流源自动选择合适量程输出检定

2系统采用虚拟功率检定使用 路相互隔离直流电压源与电流源分别提供高电压和大电流可检定直接接入式电能表也可检定分流器接入式电能表大中型电动汽车充电电压为 400~800 v电流为 0~500 a基于此系统设计输出范围电压3 v900 v电流直接接入式1 ma~600 a分流器接入式100 μv360 mv600 a 电流负载能力 2.5 kw并可长期工作

3计算机通过 rs232 线与表源一体化装置进行通信控制装置自动量程并输出电压电流至被检表同时通过 6 18  ad 采样模块采集被检表光脉冲或电脉冲数

4嵌入式软件采用基于 freertos 实时操作系统平台软件的主要功能包括直流电流源功能直流电压源功能和电能测试等功能检测系统软件实现流程

    a、初始化将微处理器软件操作系统硬件进行初始化

    b、建立进程包括建立按键进程数据处理进程界面显示进程通信进程故障处理进程等

    c、调用进程实现软件控制输出上位机调用通讯进程与软件进行通讯或者是客户通过触摸屏或按键调用按键进程进行状态设置量程设置功能设置系统设置等再调用数据处理进程进行电压电流控制输出进行电能误差计算多表位电能测试数据处理等

    d、驱动底层控制硬件输出

2.2 电能误差测量原理

实测被检表脉冲数 m1m2m3m4m5m6 与算定脉冲数 m0 进行对比得出电能误差 δi

d1

式中

r被检表电能表转数

标准电能脉冲频率

ci被检表脉冲常数imp/kwh

ah标准表脉冲常数imp/kwh

ui标准源输出电压电流满量程值

2.3 工作原理

d2

1. 系统原理框图

        客户经过界面设定检定点计算机通过 rs232 线传递命令至微处理器微处理器计算需要选定的电压电流量程控制源自动量程并输出电压电流至被检表同时  18  ad 采样采集被检表光脉冲数路电能误差计算模块比较被检表脉冲数和标准表脉冲数进行电能误差计算并传递数据值至显示模块进行显示主要部件介绍

1计算机软件计算电能误差通过 rs232 与下位机进行数据通信数据处理报表打印数据保存

2微处理器进行数据处理是整个装置的核心通过 rs232 口与外设进行通讯控制触摸屏显示等

3路相互隔离电压源和电流源电压3v900v年准确度最优0.01%电流直接接入式1ma~600a,年准确度最优0.02%分流器接入式100μv360mv年准确度最优0.005%rd+10uvrd—读数值)。

4标准电能脉冲输出系统采用 dds 技术将基准频率进行分频将功率值转换成不同频率的标准电能脉冲输出

5路电能误差计算模块对比标准脉冲数与被检表脉冲数进行电能误差计算

6路被检表电能脉冲采集模块采集被检电能表的脉冲信号并将其转化成微处理器可以处理的信号

7表位误差显示模块显示电能误差及其它检定项目状态

3. 技术难点及龙8官网app下载地址的解决方案

    本系统中难点在于大电流的测量大电流测量精度直接影响到电流源的精度目前大电流测量主要采用四端电阻法霍尔法和直流比较仪其年准确度分别为0.2%/0.5%/年和5ppm/

       本系统采用新型直流比较仪进行大电流测量它既是大电流测量重要部件又是大电流发生器的一个反馈部件相比传统的直流比较仪能够快速捕捉电流的快速变化且测量频率范围宽

d3

2. 新型直流比较仪

   宽频直流比较仪由双铁芯叠加绕线而成s  共同绕组为磁通检测绕组为比较仪次级绕组n4 单独绕制在铁芯a为激励绕组其中铁芯a由高导磁率软磁材料制作铁芯b由低导磁率铁氧体材料制作

d4

3. 铁芯b测量电路

   图 3. 为铁芯b测量电路图实现原理s线圈检测磁通经过磁通检测模块转换为电压信号控制功率放大器增大或减少输出流经次级绕组电流随之增加或减小通过不断的调节最终使得铁芯b达到磁平衡系统平衡建立的时间不超过1μs通过标准电阻进行电流采样测试得到us从而可以计算出ip同时磁通信号可作为报警信号等状态信号

               us = k × ip………………………………..(4)

式中: k 为比例常数

4. 人机对话界面

  人机对话操作界面分成三个部分工具栏检定项目类型检定实时监控工具栏分成检定参数工具三部分其中检定包括打开自动检定结果处理参数包括检定项目电表参数方案绑定工具包括通讯日志通讯调试

  操作步骤三步走打开录入数据选择检定类型开始检定系统自带规程制定的直接接入式方案或分流器接入式方案客户只需直接加载方案无需另设置参数测试完成后将结果输出至excel中进行打印数据保存等

d5

4. 人机交互界面

5. 检定系统的应用

      使用本电能表检定系统对准确度0.5级电动汽车直流充电桩电能表进行校准

5.1 检定直接接入式电能表

电能表参数

1额定电压un750v

2标定电流ib内置分流器):400a

    根据规程jjg842-1993直流电能表检定规程》,电能误差检定结果如下 1

       检定时检测回路电压为电能表额定电压 750v电流检定点 1.5ib1.2ib1ib0.5ib0.2ib0.1ib被检电能表10%~150%标定电流内当在被检电流为 0.5ib 时不能满足 0.5 级电能表的要求因此该表不符合要求校准结果如下表1)。

d6

1. 直接接入式电能表检定

5.2 检定分流器接入式电能表

        广西电网使用本电能表检定系统对某公司的准确度1级电动汽车直流充电桩电能表进行校准

电能表参数

1额定电压un600v

2标定电流ib(外接分流器) 30a

3分流器型号0.130a/75mv

   检定时检测回路电压为电能表额定电压600v电流检定点1.5ib1.2ib1ib0.5ib0.2ib0.1ib被检电能表10%~150%标定电流内电能计量准确度均满足1级电能表的精度要求

d7

2. 分流式接入式电能表检定

6. 结论

  本文提出的电动汽车充电桩直流电能表检定系统可为直流电能量值传递体系的建立提供依据表位全自动检定大大提高了检表速率进一步推动了电动汽车的广泛应用为新能源事业发展做贡献

参考文献

[1] 刘志刚 电力电子学.1.北京:清华大学出版社,2006.

[2] [] colonel wmt mclyman 变压器与互感器设计手册.1.北京:中国电力出版社,2011.

[3] 李宝树 电磁测量技术.1.北京.中国电力出版社,2007.

[4] 张昀,黄艳赵志华谷扬等电动汽车充电桩用直流电能表产品标准和检测 技术研究电测与仪表 2012,10:10a

[5] 徐子立,李前,胡浩亮,李鹊等,电动汽车充电站电能表检定装置的研制技术研究电测与仪表 2011,12:552.

[6] 李维波,毛承雄,陆继明基于饱和电抗器结构下的新型直流比较仪原理 电力系统自动化 2005,2:29卷第4.

[7] 陆春光,姚力,余立人直流电能表检定研究 电测与仪表 2012,10:49 10a.

[8] 李志明,檀永等 stm32嵌入式系统开发实战指南.1.机械工业出版社,2013.

[9] 蔡建平 嵌入式软件测试实用技术.1.清华大学出版社.

[10] 李景新,姜久春 电动大巴双向电能计量装置的设计与实现 2009,2:32 2



powered by © 2011-2013 inc.