專(zhuān)利名稱(chēng)：低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供配電系統(tǒng)對(duì)技術(shù)及管理人員進(jìn)行技能培訓(xùn)和技術(shù)鑒 定的實(shí)驗(yàn)裝置或教學(xué)培訓(xùn)裝置，具體地說(shuō)，涉及一種低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn) 裝置。
背景技術(shù)：
電自從被發(fā)現(xiàn)、利用至今，己成為人類(lèi)社會(huì)生存、發(fā)展、進(jìn)歩所不可
缺少的一種重要能源，人類(lèi)的所有活動(dòng)幾乎都與電有著密切的關(guān)系；隨著 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電的需求量不斷擴(kuò)大，電力銷(xiāo)售市場(chǎng)的擴(kuò)大又刺激了整個(gè) 電力生產(chǎn)的發(fā)展，但是隨著用電量的增大，尤其是伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系的 建立，竊電現(xiàn)象在全國(guó)越來(lái)越普遍，竊電問(wèn)題也變得越來(lái)越突出；竊電問(wèn) 題不僅困擾電力企業(yè)的發(fā)展，也嚴(yán)重影響了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)的穩(wěn)定， 然而，由于主觀和客觀上的種種原因，竊電現(xiàn)象卻仍然長(zhǎng)期存在并困擾著 供電企業(yè)；從近年來(lái)發(fā)現(xiàn)和處理的各種竊電案件來(lái)看，不但竊電的手法越 來(lái)越高明，竊電的數(shù)額越來(lái)越大，而且有些竊電者還專(zhuān)門(mén)鉆法律空子，想 方設(shè)法逃避應(yīng)有的懲罰；因此，防治竊電問(wèn)題已成為一個(gè)不容忽視的、迫 切需要解決的重要課題。
目前，電力系統(tǒng)尤其是農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)，其供電檢査人員技術(shù)水平相對(duì) 較低，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足査處竊電的要求；基于嚴(yán)重的竊電現(xiàn)象，這就使得 供電企業(yè)急需提高供電檢査及相關(guān)管理人員的反竊電技術(shù)水平；現(xiàn)有技術(shù) 中，針對(duì)供電管理人員査處竊電現(xiàn)象的技術(shù)培訓(xùn)，因缺乏實(shí)驗(yàn)和反竊電演 練設(shè)備，無(wú)法直觀演示竊電方式或手段，而緊緊依靠理論性教學(xué)，這常常 使得培訓(xùn)的效果不佳。
為了解決以上問(wèn)題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種安全可靠、實(shí)用性 強(qiáng)的低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，該裝 置包括隔離變壓器、竊電模擬器、電能表、通訊模塊和計(jì)算機(jī)，其中，所 述隔離變壓器、所述電能表分別連接所述竊電模擬器的進(jìn)線(xiàn)端和出線(xiàn)端， 所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述竊電模擬器通信以控制竊電模擬器模 擬不同的竊電方式。
基于上述，所述竊電模擬器包括開(kāi)關(guān)電源、485通訊模塊、單片機(jī)控
制電路和繼電器矩陣電路；其中，所述繼電器矩陣電路包括繼電器驅(qū)動(dòng)芯 片和多個(gè)繼電器，所述繼電器線(xiàn)圈一端連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述繼電器線(xiàn) 圈另一端連接所述繼電器驅(qū)動(dòng)芯片，所述繼電器切換觸點(diǎn)兩端分別用于連 接所述隔離變壓器和所述電能表；所述開(kāi)關(guān)電源分別連接所述485通訊模 塊和所述單片機(jī)控制電路以提供電源，所述485通訊模塊連接所述單片機(jī) 控制電路，所述單片機(jī)控制電路連接所述繼電器驅(qū)動(dòng)芯片。
基于上述，所述485通訊模塊包括一組MAX485芯片和三組6N137光電 隔離芯片，其中，485通訊信號(hào)經(jīng)MAX485芯片轉(zhuǎn)換后輸出到三組6N137光 電隔離芯片進(jìn)行隔離，隔離后的通訊信號(hào)用于連接所述單片機(jī)控制電路。
基于上述，所述單片機(jī)控制電路包括微型處理器、三組6N137光電隔 離芯片和CD4094總線(xiàn)寄存器，其中，485通訊模塊輸出的通訊信號(hào)經(jīng)微型 處理器處理后輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)經(jīng)三組6N137光電隔離芯片隔 離后輸出到所述CD4094總線(xiàn)寄存器，所述CD4094總線(xiàn)寄存器用于連接繼 電器驅(qū)動(dòng)芯片。
基于上述，所述繼電器線(xiàn)圈兩端并聯(lián)二極管，所述二極管負(fù)極連接所 述開(kāi)關(guān)電源。
本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說(shuō)，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1、該裝置各種竊電方式演示齊全可演示仿真單相 直通表、單相帶CT表、三相四線(xiàn)表和三相三線(xiàn)表發(fā)生竊電時(shí)的電能表計(jì)量 現(xiàn)象，而且大多是在實(shí)際竊電現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生過(guò)；2、該裝置各種竊電方式設(shè)置后， 計(jì)算機(jī)可自動(dòng)顯示接線(xiàn)原理圖，清楚明了，人工智能；3、該裝置具備考試、 考核功能，考核時(shí)培訓(xùn)教師能夠在此裝置上統(tǒng)一進(jìn)行故障設(shè)置，保證考核 公證性。


圖1是本發(fā)明的工作原理及結(jié)構(gòu)框圖2是所述竊電模擬器的工作原理及結(jié)構(gòu)框圖3是所述竊電模擬器中485通訊模塊及單片機(jī)控制電路的電路原理 示意圖4是所述竊電模擬器中繼電器矩陣電路的電路原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如圖1所示， 一種低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，該裝置包括隔離變壓器 11、竊電模擬器12、電能表13、通訊模塊14和計(jì)算機(jī)15，其中，所述隔 離變壓器11、所述電能表13分別連接所述竊電模擬器12的進(jìn)線(xiàn)端和出線(xiàn) 端，所述計(jì)算機(jī)15通過(guò)所述通訊模塊14與所述竊電模擬器12通信以控制 竊電模擬器12模擬不同的竊電方式。
系統(tǒng)的工作過(guò)程是工頻三相四線(xiàn)制電源經(jīng)過(guò)隔離變壓器11后進(jìn)入到 竊電模擬器12，和市電隔離的電源進(jìn)入竊電模擬器12后，在竊電模擬器 12內(nèi)部由繼電器矩陣電路進(jìn)行電路變換，輸出到電能表13進(jìn)行電能計(jì)量；
設(shè)置竊電方式時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)15發(fā)送指令后，由通訊模塊14轉(zhuǎn)換為 RS485信號(hào)，然后與竊電模擬器12進(jìn)行通訊，竊電模擬器12通過(guò)單片機(jī) 控制繼電器矩陣電路中的繼電器使其動(dòng)作，進(jìn)行電路變換。
裝置各部分具體組成及連接關(guān)系是隔離變壓器11，外接工頻電源，用于工頻電源輸入和實(shí)驗(yàn)裝置的隔離， 以確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全；隔離變壓器ll采用變比為1: l的變壓器，它 是一種通用產(chǎn)品；
竊電模擬器12，用于模擬各種竊電方式，由繼電器矩陣電路及其驅(qū)動(dòng) 電路組成，通過(guò)繼電器的組合，模擬不同的竊電方式；
電能表13，表尾接于竊電模擬器12的輸出端，用于不同竊電方式下 電能消耗的計(jì)量；
通訊模塊14，是RS232/485轉(zhuǎn)換模塊，屬于一種通用產(chǎn)品；
計(jì)算機(jī)15，是一種通用的計(jì)算機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)控制及本裝置模擬的各種 竊電方式及現(xiàn)象的演示。
如圖2、圖3和圖4所示，所述竊電模擬器包括開(kāi)關(guān)電源1、 485通訊 模塊2、單片機(jī)控制電路3和繼電器矩陣電路4;其中，所述開(kāi)關(guān)電源1 分別連接所述485通訊模塊2、所述單片機(jī)控制電路3和繼電器矩陣電路4 以提供電源，所述485通訊模塊2連接所述單片機(jī)控制電路3，所述單片 機(jī)控制電路3連接所述繼電器矩陣電路4的繼電器驅(qū)動(dòng)芯片。
如圖3所示，所述485通訊模塊包括一組MAX485芯片Ul、三組6N137 光電隔離芯片(U3,U4，U5)和若干電阻(Rl， R3， R4， R5， R6， R7， R8， R9)， 其中，485通訊信號(hào)經(jīng)MAX485芯片轉(zhuǎn)換后輸出到三組6N137光電隔離芯片 進(jìn)行隔離，隔離后的通訊信號(hào)用于連接所述單片機(jī)控制電路。
基于上述，所述單片機(jī)控制電路包括微型處理器U2、三組6N137光電 隔離芯片(U6，U7，U8)、兩個(gè)CD4094總線(xiàn)寄存器(U9，U10)、若干電阻(RIO， Rll， R12， R13， R14， R15)、電阻排RR1、兩個(gè)電容(C1，C2)和晶振CY1， 所述微型處理器U2采用AT89S52，所述CD4094總線(xiàn)寄存器是8級(jí)移位存 儲(chǔ)總線(xiàn)寄存器；其中，485通訊模塊輸出的通訊信號(hào)經(jīng)微型處理器處理后 輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)經(jīng)三組6N137光電隔離芯片隔離后輸出到所 述CD4094總線(xiàn)寄存器，所述CD4094總線(xiàn)寄存器用于連接繼電器驅(qū)動(dòng)芯片。在竊電模擬器12中，RS485通訊信號(hào)進(jìn)入MAX485芯片的6P、 7P腳， 通訊信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后，從MAX485芯片的1P、 4P腳輸出到6N137光電隔離 芯片進(jìn)行隔離，MAX485芯片的2P、 3P腳接收微型處理器U2的I/O 口經(jīng)過(guò) 6N137光電隔離芯片發(fā)送的電平數(shù)據(jù)，使其處于通訊信號(hào)的接受或者發(fā)送 狀態(tài)，隔離后的通訊信號(hào)到微型處理器U2的通訊串口 RXD、 TXD腳，經(jīng)過(guò) 微型處理器U2處理后，發(fā)送數(shù)據(jù)到CD4094總線(xiàn)寄存器，再輸出到繼電器 驅(qū)動(dòng)芯片，繼電器驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器動(dòng)作，完成竊電電路轉(zhuǎn)換。
如圖4所示，所述繼電器矩陣電路4包括兩個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)芯片(U11，U1 2) 、 14個(gè)繼電器(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9， L10，L11，L12，L13，L14) 和與前述14個(gè)繼電器配套的14個(gè)二極管(D1, D2， D3， D4， D5， D6， D7， D8， D9, D 10，D11，D12，D16，D17)，所述繼電器驅(qū)動(dòng)芯片采用MC1413;其中，所述繼 電器線(xiàn)圈一端連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述繼電器線(xiàn)圈另一端連接所述繼電器 驅(qū)動(dòng)芯片，所述繼電器切換觸點(diǎn)兩端并聯(lián)二極管，所述二極管負(fù)極連接所 述開(kāi)關(guān)電源；所述繼電器兩端分別用于連接所述隔離變壓器ll和所述電能 表13。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其 限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技 術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，其特征在于該裝置包括隔離變壓器、竊電模擬器、電能表、通訊模塊和計(jì)算機(jī)，其中，所述隔離變壓器、所述電能表分別連接所述竊電模擬器的進(jìn)線(xiàn)端和出線(xiàn)端，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述竊電模擬器通信以控制竊電模擬器模擬不同的竊電方式。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，其特征在于所 述竊電模擬器包括開(kāi)關(guān)電源、485通訊模塊、單片機(jī)控制電路和繼電器矩 陣電路；其中，所述繼電器矩陣電路包括繼電器驅(qū)動(dòng)芯片和多個(gè)繼電器， 所述繼電器線(xiàn)圈一端連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述繼電器線(xiàn)圈另一端連接所述 繼電器驅(qū)動(dòng)芯片，所述繼電器切換觸點(diǎn)兩端分別用于連接所述隔離變壓器 和所述電能表；所述開(kāi)關(guān)電源分別連接所述485通訊模塊和所述單片機(jī)控 制電路以提供電源，所述485通訊模塊連接所述單片機(jī)控制電路，所述單 片機(jī)控制電路連接所述繼電器驅(qū)動(dòng)芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，其特征在于所 述485通訊模塊包括一組MAX485芯片和三組6N137光電隔離芯片，其中， 485通訊信號(hào)經(jīng)MAX485芯片轉(zhuǎn)換后輸出到三組6N137光電隔離芯片進(jìn)行隔 離，隔離后的通訊信號(hào)用于連接所述單片機(jī)控制電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，其特征在于所 述單片機(jī)控制電路包括微型處理器、三組6N137光電隔離芯片和CD4094 總線(xiàn)寄存器，其中，485通訊模塊輸出的通訊信號(hào)經(jīng)微型處理器處理后輸 出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)經(jīng)三組6N137光電隔離芯片隔離后輸出到所述 CD4094總線(xiàn)寄存器，所述CD4094總線(xiàn)寄存器用于連接繼電器驅(qū)動(dòng)芯片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，其特征在于所 述繼電器兩端并聯(lián)二極管，所述二極管負(fù)極連接所述開(kāi)關(guān)電源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低壓計(jì)量反竊電培訓(xùn)裝置，該裝置包括隔離變壓器、竊電模擬器、電能表、通訊模塊和計(jì)算機(jī)，其中，所述隔離變壓器、所述電能表分別連接所述竊電模擬器的進(jìn)線(xiàn)端和出線(xiàn)端，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述竊電模擬器通信以控制竊電模擬器模擬不同的竊電方式；所述竊電模擬器包括開(kāi)關(guān)電源、485通訊模塊、單片機(jī)控制電路和繼電器矩陣電路；繼電器矩陣電路包括繼電器驅(qū)動(dòng)芯片和多個(gè)繼電器，所述開(kāi)關(guān)電源分別連接所述485通訊模塊和所述單片機(jī)控制電路以提供電源，所述485通訊模塊連接所述單片機(jī)控制電路。該裝置解決了低壓計(jì)量反竊電教學(xué)實(shí)驗(yàn)或培訓(xùn)手段落后的問(wèn)題，其具有安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/18GK101567141SQ20091006492
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者支長(zhǎng)義, 柴書(shū)峰, 王占清, 董生懷 申請(qǐng)人:鄭州萬(wàn)特電氣有限公司