三相三线电能计量错误接线考试系统

来源:用户上传      作者:贾宏伟 梁永昌 刘艳

　　摘  要： 错误接线的判断和分析是营销类各专业的一项核心技能。尤其是用电检察、计量运维一线员工在实际工作中经常会用到。但多数员工很少有机会接触到系统性的培训，基础知识和技能掌握不牢。本文是在配套的培训软件基础之上设计了一款供学员自测和练习的软件系统。设置相应的评分标准后也可以用于员工或学员考试之用。区别于常用的只有一种考核方式，本文提出了更多角度的考核方式。立足有效提升营销类各专业一线员工错误接线判断和分析能力，依托仿真培训系统和考试系统等关键技术，实现由“听得懂”到“做得到”的转变，对三相三线48种基本接线方式庖丁解牛，方便学员在学习完相关理论知识后，在本软件上进行多角度的具体的每一种接线方式的分析、计算、练习、考试。
　　关键词： Labview;错误接线;培训;三相三线
　　中图分类号： TP311.52    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.04.026
　　本文著录格式：贾宏伟，梁永昌，刘艳. 三相三线电能计量错误接线考试系统[J]. 软件，2019，40（4）：120123
　　【Abstract】： The judgment and analysis of wrong wiring is a core skill of marketing majors. Especially the front-line employees of electricity inspection and metering operation and maintenance are often used in practical work. However， most employees rarely have access to systematic training， and their basic knowledge and skills are not well mastered. Based on the supporting training software， this paper designs a software system for students to self-test and practice. After setting the corresponding scoring standards， it can also be used for the examination of employees or trainees. Different from the common only one way of assessment， this paper puts forward more ways of assessment. Based on effectively improving the judgment and analysis ability of wrong wiring of front-line employees in marketing majors， relying on key technologies such as simulation training system and examination system， the transformation from "understandable" to "achievable" is realized， and 48 basic wiring modes of three-phase and three-wire are solved. It is convenient for trainees to carry out multi-angle and specific each one in this software after learning relevant theoretical knowledge.
　　【Key words】： Labview; Error wiring; Training; Three-phase three-wire
　　0  引言
　　电能计量的安全、可靠和准确进行必须依靠检测电压、电流、功率因数、频率等电参数的仪器仪表来保证。因此，电能计量工作中参数的准确采集和接线的正确形式与仪器仪表具有同样的重要性。而所有这些工作，都需要电能计量人员来完成，他们的专业素质才是整个计量工作的重中之重。目前，电能计量的检测和校验工作大多都是围绕电能计量装置展开分析，如电压互感器（TV或PT）、电流互感器（TA或CT）、电能表（有功及无功电能表）的检测等。然而，无论选择进行任何电能计量装置检测，都必须保证计量中接线的正确性，否则装置再精确也无法计量正确[1-5]。
　　1  系统设计
　　三相三线电能计量装置电能表二元件结构正常接线，第一元件电压电流为UabIa，第二元件电压电流为UcbIc，判断错误接线需测量数据，我们一般用1，2，3来表示接入的位置，所以测量数据第一元件电压电流为U12I1，第二元件分别电压电流为U32I2。这样画相量图时就可以把元件和相分开，元件指的是表尾一般用1，2，3来表示，相别用A、B、C来表示。用相位表判断的电压相序，以及接地相判断第一、二元件接入的电压。然后在相量圖上标出U1、U2、U3，再画出U12、U32。根据前面确定的电压相别就可以确定U1、U2、U3真实接入的电压相别。采取随相判别法确定电流相序，如哪个电流不随相则反相此电流再行判断[6-8]。
　　整个系统包括两个部分，即题目设置部分和答题部分。题目设置部分设置的题型共分4种，即接线方式、接线图、相量图、功率表达式。设置好题
　　型后再选择电压相序选择和电流接线方式。在选择好题型和具体题目后按“确定”按钮，则题目设置变灰，且不可更改。而电压相序和电流接线的选择，则要看情况来确定是否显示。如，题型选择的是接线方式，则应显示出电压相位及电流接线。如果题型设置是功率表达式，则不应显示电压相序和电流接线。答题部分共包括4个部分，分别是测量数据、相量图、接线图和功率及更正系数计算。学员可以在答题页填写或选择答案，在最后一页点击确定提交答案。提交答案之后“提交答案”按钮右侧会显示绿色。系统会对答卷进行批改，前面所有做的答案，都会给出相应提示。如测量数据如果填写有错，会在错误答案下方显示正确答案;如果学员答案正确，则答案下方不会有显示。而相量图、接线图、功率及更正系数计算都是四个选项可供选择，如果选择答案正确，答案下方会有绿灯显示;如果选择答案错误，答案下方会有红灯显示[9-10]。 　　2  题目设置
　　题目设置已知条件在主界面左边，线电压、电流幅值、功率因数角不可改变，数值分别为100 V、2A、15。题目设置点击下拉框，有接线图、功率表达式、相量图（六角图）、接线方式四种可选。题目设置，电压相序选择、电流选择设置完毕之后，按确定按钮。本文以题目设置选“接线图”，电压相序选择acb，电流-Ic、-Ia为例进行讲解。按确定按钮之后左边屏幕会灰掉，不可动。如需修改题目，
　　可再按一次确定，即可修改。主要应用到的功能包括图片显示及Disabled。Disabled有0、1、2三种情况，0是able，1是diabled但正常显示，2是变灰显示。确定按钮是布尔量，需要转化成数值量。48种接线分别对应编号0到47，通过排列组合即可得到相对应的控制量。
　　3  答题页设计
　　根据已知条件在主界面右侧填写数据。包括电压、电流幅值、相位关系、判断相序、第一元件电压电流、第二元件电压电流、负载性质。填写数据有两种形式，第一种为数值类，可直接输入数据如U12=100V，直接填入100;第二种为选项类，通过点击下拉菜单，即可选择想要填写的答案，如判断相序，有正相序和负相序，点击其中一个选择。填写完数据的界面，再进行相量图有四个选项可供选择，点击其中一个，选中之后会变灰，不可多选，如需改变答案，再点击一次，灰色消失，即可选其他答案。选择功率表达式及更正系数与选择相量图方法相同，不再赘述。上述测量数据、相量图、接线图、功率及更正系数计算全部做完之后，需要点击“提交答案”。
　　测试数据的部分，当学员输入答案并按下“提交答案”后，就不可以再更改答案，可以通过 disabled 属性节点来控制学员输入的各个控件。同时要判断答案是否正确，当答案正确时的时候，就仅显示学员输入的答案，当答案不正确的时候，就要显示出正确的答案。实现的方法是，先将正确的答案放在学员的答案下面，并用visible属性节点控制。学员答案与正确答案不同（为真）和提交答案
　　（为真）构成逻辑“与”的关系并结果为真时，visible成立，显示正确答案;否则，结果为假，visible不成立，不显示正确答案。U12＼23＼31为始终相同值，可以直接调用;I1I2的情况也相同，可以直接调用。U1N＼2N＼3N的值和电压相们关系有关，所以在这里需要调用局部变量。
　　每个图片选择题设置了4个选项，都是从48个图片中选择出来的。设计方法是48种接线形式依次编号0～47，答题选项共4个，用编号除以4取余数就可以确定将正确答案分配给四个选项中的哪一个了。再将编号数分配到相应的Pict Ring里，这样再产生另外三个选项的编号。新的编号由随机函数取整再除以48取余數，而产生一个基数，再由这个基数分别根据情况加上1、3、5、7、9等数，而产生一个新的基数。为了使每个基数不同于正确答案，所以都需要判断一次是否等于正确答案的编号。为了保证每个最后产生的编号是在0～47之间，所以在送入相应的Pict Ring 之前都需要判断一次是否小于48，如果为真则是直接送出编号，如果为假，则减去48即可。由于每次新的基数都是在原基数的基础上通过加法得来的，而所有的加数加在一起不会超过47，所以不存在会出现新的基数等于已产生的基数的数值的情况。
　　4  结语
　　电能计量系统在电力系统中起着至关重要的作用，电能计量工作的正确性和准确性是保证电力系统正常、安全运行的重要技术手段。准确计量电能不仅需要电能表和互感器接线正确，还需要高素质的操作员的软实力来支持。常见的错误接线培训和考核的方式都是从数据测量开始进行分析和计算。方法虽然接近现场作业的情况，但过于单一。从培训师到学员都只会一种线性思维思考。学习的不够扎实在实际应用中就不够灵活。本文设计的测验和考核方法打破了特定的思维方式，虽然加大了难度，但是通过一定练习，可以使得学员从多角度进行学习，学习效果更扎实。本文设计的软件没有对各个考试部分设定相应的分值，因为这部分需要在进一步实践应用中，根据知识点的重要性和考核的侧重进行调整和进一步确定。
　　参考文献
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