CN105242235A - 一种多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置 - Google Patents

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巨汉基
田海亭
袁瑞铭
丁恒春
钟侃
魏彤珈
庞富宽
李斯琪
林顺华
余力
杨怀庄
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State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提出了一种多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，该装置包括：真空继电器、挂表台体、交流电机和PLC控制器；其中，真空继电器接入外部电源，挂表台体连接交流电机及真空继电器，PLC控制器连接真空继电器、挂表台体、交流电机；挂表台体用于接入电能表；真空继电器和交流电机组成脉冲发生装置，其中，真空继电器为脉冲开关，交流电机为感性负载；PLC控制器通过运行预设程序控制真空继电器的通断，产生不同持续时间和不同重复周期的干扰脉冲群，对挂表台体的电能表进行干扰；通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度。

Description

一种多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置
技术领域
本发明涉及电力领域，尤指一种多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置。
背景技术
电磁兼容性是电能表质量的重要组成部分，是对电能表硬件性能的考量，其将直接影响到电能表计量的可靠性。如果电磁兼容不合格就很容易会造成电能计量的不准确，从而影响供电企业电费的合理回收，对供用电双方均造成损失。
电网中，“电快速瞬变脉冲”是继电器或接触器等在断开电感性负载时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处所产生的暂态骚扰。当电网中的电感性负载多次重复开或关，则脉冲群也会随之多次重复出现，并且其出现的周期与重复开或关的时间间隙相对应。一般来说，这种暂态骚扰能量较小，短期内不会对电子表中的电子元件造成的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对电子表的工作可靠性产生影响，而且当能量积累到一定程度就可能引起线路(乃至设备)工作出错。
电快速瞬变脉冲群干扰是现场中的常见干扰之一，电能表的很多故障都是由脉冲干扰引起的。因此，电快速瞬变脉冲群抗扰度实验是电能表电磁兼容性实验中非常基础而重要的一项，其目的是考核电能表的供电电源端口、信号电路、控制端口等在受到高频脉冲瞬变干扰时能否正常工作。
现有的脉冲群抗扰度实验装置主要由群脉冲发生器、耦合网络、去耦网络等部件组成，其组成原理示意图如图3所示。
在图3中，群脉冲发生器是核心设备，它是能产生脉冲群干扰信号的模拟器。群脉冲发生器的电路简图如图4所示，其主要部件包括高压电源U、充电电阻Rc、储能电容器Cc、脉冲持续时间成形电阻Rs、阻抗匹配电阻Rm、隔直流电容器Cd和外接负载Ro。
现有的脉冲群抗扰度实验装置主要存在以下缺点：负载能力弱，只能接入1台电能表，不能进行批量实验；不能自动运行，实验过程中需要人工操作，不能长时间自动运行；制造和使用成本高，实验装置结构复杂，制造成本高，且群脉冲发生器后期维护费用较高。
发明内容
鉴于现有脉冲群抗扰度实验装置的上述缺点，本发明提出了一种多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，其原理是利用开关断开或闭合交流电机来模拟电网中的电快速瞬变脉冲。该装置具有一个32表位的挂表台体，可同时接入32台电能表进行批量测试，并使用PLC控制器来控制开关的切换行为，测试过程中不需要人工操作，可长时间自动运行，同时，该装置还具有结构简单、制造和维护成本低的优点。
本发明提出的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置包括：真空继电器1、挂表台体2、交流电机3和PLC控制器4；其中，真空继电器1接入外部电源，挂表台体2连接交流电机3及真空继电器4，PLC控制器4连接真空继电器1、挂表台体2、交流电机3；挂表台体2用于接入电能表；真空继电器1和交流电机3组成脉冲发生装置，其中，真空继电器1为脉冲开关，交流电机3为感性负载；PLC控制器4通过运行预设程序控制真空继电器1的通断，产生不同持续时间和不同重复周期的干扰脉冲群，对挂表台体2的电能表进行干扰；通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度。
进一步的，挂表台体2设置有32个表位，用于接入1至32台电能表。
进一步的，在每一电能表的接入端分别设置有继电器。
进一步的，该装置还包括：第一接触器、第二接触器、第三接触器，分别串接在交流电机3的三相主电路中，并分别接入PLC控制器4的X2、X3、X4管脚，用于接通和断开交流电机。
本发明的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，可以实现同时对32台电能表进行长时间连续测试，通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度，使得电能表的潜在故障隐患更容易暴露出来。同时，该装置具有结构简单、制造和维护成本低的优点，适用于大批量电能表的脉冲群抗扰度实验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置结构示意图。
图2A为本发明一具体实施例的真空继电器、挂表台体、交流电机部分的电路结构示意图。
图2B为本发明一具体实施例的PLC控制器部分的电路结构示意图。
图3为一现有技术的脉冲抗扰度试验装置原理示意图。
图4为一现有技术的群脉冲发生器电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，涉及到一些程序语言和术语的表述，此处先进行说明如下：
电快速瞬变脉冲：电网中，电快速瞬变脉冲是继电器或接触器等在断开电感性负载时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处所产生的暂态骚扰。
抗扰度：抗扰度是设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力，它是电子设备电磁兼容性的一个重要指标。
图1为本发明一实施例的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置结构示意图。如图1所示，该装置包括：真空继电器1、挂表台体2、交流电机3和PLC控制器4。其中，
真空继电器1接入外部电源，挂表台体2连接交流电机3及真空继电器4，PLC控制器4连接真空继电器1、挂表台体2、交流电机3；
挂表台体2用于接入电能表；
真空继电器1和交流电机3组成脉冲发生装置，其中，真空继电器1为脉冲开关，交流电机3为感性负载，该脉冲发生装置是通过模拟电网中电快速瞬变脉冲的发生机理来产生干扰脉冲。
PLC控制器4通过运行预设程序控制真空继电器1的通断，以产生不同持续时间和不同重复周期的干扰脉冲群，对挂表台体2的电能表进行干扰。具体的，PLC控制器断开真空继电器时，在开关处会产生一连串的暂态脉冲(电快速瞬变脉冲群)干扰，如果多次重复通断真空继电器，则干扰脉冲群会以相应的时间间隔重复出现。真空继电器具有较强的灭弧性能，可产生上升沿很陡的干扰脉冲，且其成本较低。
通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度。
在本实施例中，PLC控制器4中运行的程序对输入信号进行了防干扰措施，开始运行之后不再需要人工操作，可以实现整套实验装置长时间自动运行。
图2A为本发明一具体实施例的真空继电器、挂表台体、交流电机部分的电路结构示意图。图2B为本发明一具体实施例的PLC控制器部分的电路结构示意图。结合图2A所示，挂表台体2设置有32个表位，可以接入1至32台电能表，负载能力强。在每一电能表的接入端分别设置有继电器J0-J31。
如图2B所示，继电器J0-J31由PLC控制器4控制。具体的，PLC控制器4的Y0-Y7管脚、Y10-Y13管脚用于控制继电器J0-J31。
再结合图2A及图2B所示，PLC控制器4用于控制真空继电器1(J60)，以产生不同持续时间和不同重复周期的干扰脉冲群，控制继电器J50、J70，以控制整个挂表台体2电力的导通或切断。
在图2A及图2B中，KA、KB、KC是接触器，串接在交流电机的三相主电路中，并分别接入PLC控制器4的X2、X3、X4管脚，用于接通和断开交流电机。继电器J40也可以用于接通和断开交流电机3。
为了对上述多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
首先，将外部电源上电，接通总开关(继电器J70)，让整个系统上电。然后按下PLC控制器的开关K1，启动PLC控制器，开始运行实验程序。在程序控制下，真空继电器J60接通，交流电机3启动；进一步的，真空继电器J60在程序控制下反复断开再合闸，产生干扰脉冲群；最终，可以通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度。
本发明的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，可以实现同时对32台电能表进行长时间连续测试，通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度，使得电能表的潜在故障隐患更容易暴露出来。同时，该装置具有结构简单、制造和维护成本低的优点，适用于大批量电能表的脉冲群抗扰度实验。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，其特征在于，该装置包括：真空继电器(1)、挂表台体(2)、交流电机(3)和PLC控制器(4)；其中，
真空继电器(1)接入外部电源，挂表台体(2)连接交流电机(3)及真空继电器(4)，PLC控制器(4)连接真空继电器(1)、挂表台体(2)、交流电机(3)；
挂表台体(2)用于接入电能表；
真空继电器(1)和交流电机(3)组成脉冲发生装置，其中，真空继电器(1)为脉冲开关，交流电机(3)为感性负载；
PLC控制器(4)通过运行预设程序控制真空继电器(1)的通断，产生不同持续时间和不同重复周期的干扰脉冲群，对挂表台体(2)的电能表进行干扰；
通过查询电能表的工作状态获得电能表的抗扰程度。
2.根据权利要求1所述的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，其特征在于，挂表台体(2)设置有32个表位，用于接入1至32台电能表。
3.根据权利要求2所述的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，其特征在于，在每一电能表的接入端分别设置有继电器。
4.根据权利要求1所述的多表位电快速瞬变脉冲群抗扰度实验装置，其特征在于，该装置还包括：第一接触器、第二接触器、第三接触器，分别串接在交流电机(3)的三相主电路中，并分别接入PLC控制器(4)的X2、X3、X4管脚，用于接通和断开交流电机。
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