用于三相電源的模擬故障智能電表及電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于三相電源的模擬故障智能電表，以及基于上述模擬故障智能電表的電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，單、三相智能電能表在電力計(jì)量中得到廣泛的應(yīng)用，但在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了諸多問題，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的故障表直接更換表計(jì)并由電能表廠家負(fù)責(zé)處理，因現(xiàn)場的裝表接電工和運(yùn)行維護(hù)人員技術(shù)水平的限制，無法對(duì)電能表的故障做完整、系統(tǒng)的故障報(bào)告，因此電力系統(tǒng)人員及表廠家技術(shù)人員無法對(duì)智能電能表出現(xiàn)的各類故障進(jìn)行深入的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模擬實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行事件、模擬電能表典型故障、模擬電網(wǎng)的諧波試驗(yàn)等故障的用于三相電源的模擬故障智能電表，以及電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種用于三相電源的模擬故障智能電表，內(nèi)置有故障模擬運(yùn)行程序，故障模擬運(yùn)行程序中預(yù)設(shè)了若干錯(cuò)誤模塊，當(dāng)運(yùn)行錯(cuò)誤模塊，與錯(cuò)誤模塊相對(duì)應(yīng)的軟件故障被模擬發(fā)生；還設(shè)置有故障模擬控制裝置，故障模擬控制裝置與硬件模塊相連，故障模擬控制裝置改變硬件模塊的接線，使硬件模塊發(fā)生相對(duì)應(yīng)的硬件故障。
[0006]作為優(yōu)選，硬件模塊包括485通訊模塊，在485通訊模塊的RS485接口芯片的接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源分別通過第一開關(guān)、第二開關(guān)相連，分別控制接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端的斷開、閉合，以及接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源反接，模擬RS485接線錯(cuò)誤通訊故障。
[0007]作為優(yōu)選，接收差分信號(hào)端與信號(hào)源的信號(hào)輸出端通過第一開關(guān)相連，發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源的信號(hào)輸入端通過第二開關(guān)相連；信號(hào)源的信號(hào)輸出端還設(shè)置第二輸出端供第二開關(guān)連接，信號(hào)源的信號(hào)輸入端還設(shè)置第二輸入端供第一開關(guān)連接。
[0008]作為優(yōu)選，第一開關(guān)、第二開關(guān)分別與接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端連接時(shí)，RS485接口芯片與信號(hào)源正確連接；第一開關(guān)斷開時(shí)，模擬接收差分信號(hào)端故障；第二開關(guān)斷開時(shí)，模擬發(fā)送差分信號(hào)端故障；第一開關(guān)、第二開關(guān)分別與第二輸出端、第二輸入端連接時(shí)RS485接口芯片的接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源的信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端連接，模擬RS485接口芯片與信號(hào)源反接故障。
[0009]作為優(yōu)選，硬件模塊包括三相電源采樣電路，在各相的采樣子電路設(shè)置開關(guān)，分別改變各相采樣子電路的采樣電阻，或者控制各相采樣子電路與計(jì)量芯片的斷開與連接，模擬計(jì)量準(zhǔn)確度超差故障。
[0010]作為優(yōu)選，各相的采樣子電路設(shè)置有串聯(lián)的若干個(gè)電阻，在其中兩相的采樣子電路分別并聯(lián)第三開關(guān)、第四開關(guān)，在另一相的采樣子電路串聯(lián)第五開關(guān)；第三開關(guān)、第四開關(guān)斷開時(shí)，采樣子電路正常，第三開關(guān)、第四開關(guān)閉合時(shí)，分別短接部分電阻，改變采樣子電路的總電阻，模擬計(jì)量準(zhǔn)確度超差故障；第五開關(guān)閉合時(shí)，采樣子電路與計(jì)量芯片正確連接，第五開關(guān)斷開時(shí)，計(jì)量芯片無法采樣該相電壓，模擬計(jì)量準(zhǔn)確度超差故障。
[0011]作為優(yōu)選，硬件模塊包括表計(jì)電源供電電路，在表計(jì)電源的供電回路上設(shè)置開關(guān)，模擬表計(jì)電源供電故障。
[0012]作為優(yōu)選，表計(jì)電源供電電路的穩(wěn)壓管的輸入端設(shè)置第六開關(guān)，第六開關(guān)閉合時(shí)，表計(jì)電源供電電路正常供電，第六開關(guān)斷開時(shí)，穩(wěn)壓管的輸入端無電壓輸入，模擬表計(jì)電源供電故障。
[0013]作為優(yōu)選，故障模擬控制裝置包括開關(guān)、上位機(jī)，所述的開關(guān)為繼電器，上位機(jī)控制繼電器的斷開與閉合。
[0014]—種電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置，包括所述的用于三相電源的模擬故障智能電表、正常電能表、示波器、與正常電能表連接的正常表計(jì)電源，與模擬故障智能電表的模擬故障表計(jì)電源；當(dāng)模擬故障智能電表的軟件故障或硬件故障被模擬發(fā)生后，通過示波器將故障結(jié)果進(jìn)行波形顯示。
[0015]作為優(yōu)選，模擬故障智能電表、正常電能表通過壓表架安裝在裝置面板上，模擬故障智能電表、正常電能表還分別設(shè)置自動(dòng)壓接裝置；示波器嵌裝在裝置面板內(nèi)。
[0016]本發(fā)明的有益效果如下:
[0017]本發(fā)明能夠模擬實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行事件、模擬電能表典型故障、模擬電網(wǎng)的諧波試驗(yàn)等故障，學(xué)員通過了解、學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，使其能夠熟悉地掌握電能表的工作原理。當(dāng)電能表現(xiàn)場出現(xiàn)異常故障時(shí)，使學(xué)員能夠快速準(zhǔn)確的處理電能表的故障并能出具系統(tǒng)、完整的故障報(bào)告，為各網(wǎng)省電力公司與電能表生產(chǎn)企業(yè)在電能表應(yīng)用拓展、技術(shù)研究等方面提供了大量的實(shí)踐依據(jù)。
[0018]模擬電網(wǎng)事件時(shí)，通過三相標(biāo)準(zhǔn)模擬電源及故障模擬控制器實(shí)現(xiàn)，三相標(biāo)準(zhǔn)模擬電源通過接線控制箱實(shí)現(xiàn)電能表接入電壓電流的故障模擬。
[0019]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)電能表擴(kuò)展功能，電能表內(nèi)部軟件類的故障通過設(shè)定電能表內(nèi)部運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)，實(shí)現(xiàn)控制軟件通過定義特殊的協(xié)議實(shí)現(xiàn)，通過電能表的擴(kuò)展485接口實(shí)現(xiàn)故障的設(shè)定。電能表內(nèi)部硬件類的故障通過增加故障模擬繼電器實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)的硬件類故障數(shù)量可以達(dá)到幾十種。
[0020]根據(jù)實(shí)施的具體需求，本發(fā)明所配置仿真智能電表可以模擬威勝、科陸、萬盛、華立、三星等廠家的電能表，仿真智能電表除了具備智能電表的功能外，還可以模擬實(shí)現(xiàn)電能表在實(shí)際現(xiàn)場中出現(xiàn)的故障，通過對(duì)故障的了解和學(xué)習(xí)提高電能表檢修人員對(duì)電能表異常故障的處理能力。
【附圖說明】
[0021]圖1是電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置的示意圖；
[0022]圖2是485通訊模塊的故障模擬電路圖；
[0023]圖3是三相電源采樣電路的故障模擬電路圖；
[0024]圖4是表計(jì)電源供電電路的故障模擬電路圖；
[0025]圖2、圖3、圖4僅示出特征部分對(duì)應(yīng)的電路原理圖，非完整電路圖；
[0026]圖中:10是壓表架，11是正常電能表，12是自動(dòng)壓接裝置，13是正常表計(jì)電源，14是模擬故障表計(jì)電源，15是模擬故障智能電表，16是示波器，17是啟停按鈕，18是裝置面板。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明的目的在于提供一種多功能的電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置，電氣試驗(yàn)?zāi)M裝置采用仿真的電能表能夠模擬電能表內(nèi)部的故障，亦能夠模擬電能表外部的故障。本發(fā)明還提供了模擬故障智能電表，模擬故障智能電表設(shè)計(jì)的依據(jù)為Q/GDW 356—2009《三相智能電能表型式規(guī)范》，模擬故障智能電表為三相費(fèi)控智能電能表(包括三相三線、三相四線)，根據(jù)實(shí)施需求，可模擬表計(jì)包括常用的威勝、科陸、萬盛、華立、三星等廠家電能表。
[0029]本發(fā)明所述的用于三相電源的模擬故障智能電表，內(nèi)置有故障模擬運(yùn)行程序，故障模擬運(yùn)行程序中預(yù)設(shè)了若干錯(cuò)誤模塊，當(dāng)運(yùn)行錯(cuò)誤模塊，與錯(cuò)誤模塊相對(duì)應(yīng)的軟件故障被模擬發(fā)生；還設(shè)置有故障模擬控制裝置，故障模擬控制裝置與硬件模塊相連，故障模擬控制裝置改變硬件模塊的接線，使硬件模塊發(fā)生相對(duì)應(yīng)的硬件故障。
[0030]本發(fā)明根據(jù)實(shí)際實(shí)施的需求，以及需要仿真的智能電表的具體情況，可實(shí)現(xiàn)所有軟件或硬件故障模擬，以下，以三種硬件模塊為例對(duì)硬件故障模擬進(jìn)行說明。所述的故障模擬控制裝置包括開關(guān)、上位機(jī)，下述的開關(guān)為繼電器，上位機(jī)控制繼電器的斷開與閉合。
[0031 ] 當(dāng)硬件模塊包括485通訊模塊時(shí)，如圖2所示，在485通訊模塊的RS485接口芯片(本實(shí)施例以MAX485為例)的接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源分別通過第一開關(guān)(繼電器Kl)、第二開關(guān)(繼電器K2)相連，分別控制接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端的斷開、閉合，以及接收差分信號(hào)端、發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源反接，模擬RS485接線錯(cuò)誤通訊故障。
[0032]接收差分信號(hào)端與信號(hào)源的信號(hào)輸出端通過第一開關(guān)(繼電器Kl)相連，發(fā)送差分信號(hào)端與信號(hào)源的信號(hào)輸入端通過第二開關(guān)(繼電器K2)相連；信號(hào)源的信號(hào)輸出端還設(shè)置第二輸出端供第二開關(guān)(繼