CN106935089A - 用电信息采集终端安装实训系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种用电信息采集终端安装实训系统及方法,可完全模拟专变采集终端现场运行环境、满足技术培训需求,提高现场运维人员工作效率,由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成;其步骤如下:1、老师按下计时开始按钮,开始进行接线培训和考核学员;2、培训老师合上模拟负荷开关,如果系统正常,学员对考试给定的终端地址等参数进行设置和调试;培训老师查看所调试的参数是否与给定的参数一致,同时通过主站对终端进行参数数据招测;3、终端调试完毕,培训老师通过负控柜上的计量交采故障模拟单元和终端故障模拟单元设置故障类型,学员进行故障排除,通过主站招测学员能够全部找到设定的故障类型并能成功排除为合格。
Description
技术领域
本发明属于电力系统领域,尤其涉及用电信息采集终端安装实训系统及利用该系统进行采集终端安装培训的方法,解决了负控、计量专业现有实训装置无法完全模拟设备现场运行环境,培训内容简单的问题,为负控(计量)专业技术人员业务培训提供技术支持,提高用电信息采集系统维护工程工作效率。
背景技术
现有用电信息采集安装实训装置通常采用单体柜式结构,内设模拟计量表、交流采模块、专变采集终端和模拟分合闸机构,进行采集终端安装实训时,终端安装接线只能在终端接线端子侧进行,实训操作特别简单,不能完全模拟专变采集终端现场运行环境和工作状态,只能简单的进行终端接线考核和培训,系统功能简单和单一,无法满足用电信息采集终端安装调试培训的实际需要以及采集系统现场运维人员技术培训的需求。另外,随着终端设备和计量表通讯协议的不断升级,原有终端设备和计量表软件也逐步被淘汰,跳闸回路接线方式与现场接线方式也不一致,无法完全模拟负荷开关现场运行状态,实训效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用电信息采集终端安装实训系统及方法,旨在解决现有采集终端实训装置无法完全模拟采集终端现场运行环境、培训内容简单等问题,可完全模拟专变采集终端现场运行环境、满足技术培训需求,提高现场运维人员工作效率。
本发明的技术方案是:
一种用电信息采集终端安装实训系统,由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成;
所述数字程控功率源,包括依次串联的三相信号发生单元、信号处理单元、三相信号功率放大单元、三相信号输出单元和给各单元供电的电源单元,在信号处理单元的调节端还接有三相信号数字调节单元、显示单元和自检模块,显示单元显示电压、电流和相位值,在三相信号输出单元的输出端接有三相电压、电流自动保护单元,三相信号发生单元用来产生三相交流电压、电流信号,三相信号数字调节单元用来对三相电压、三相电流及相位进行数字调节,并通过触摸屏进行实时动态调节,调节后的三相信号输入到信号处理单元进行数字处理,并由信号处理单元输出;
所述高压模拟柜,由模拟电压互感器、电压显示表、模拟电流互感器、与模拟电压互感器和模拟电流互感器连接的三相智能电能表、第一模拟负荷开关、分别与第一模拟负荷开关连接的操作开关和开关状态指示灯组成,其中模拟电压互感器和模拟电流互感器为负控终端和计量表提供三相电压和三相电流;
所述负控柜,由终端故障模拟单元、计量交采故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位、交流采集模块、专变Ⅰ型采集终端、电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元组成,所述计时控制按钮由计时开始按钮和计时结束按钮构成;高压模拟柜中终端电源信号、电流信号、脉冲抄表信号、遥信信号经终端故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位至专变Ⅰ型采集终端,专变Ⅰ型采集终端发出控制信号经专变Ⅰ型终端安装工位、终端故障模拟单元至高压模拟柜的模拟负荷开关;高压模拟柜输出的三相电压、三相电流经计量交采故障模拟单元、交流采集模块,专变采集终端经专变Ⅰ型终端安装工位采集交流采集模块的电压电流数据;电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元构成系统计时单元;负控柜为专变I型采集终端提供安装、调试和故障处理培训平台,计时单元为技能考核提供计时依据。
所述模拟低压柜,由模拟电流互感器、智能电能表、与智能电能表连接的专变III型终端安装工位、与专变III型终端安装工位连接的第二模拟负荷开关、与模拟电流互感器连接的三相电流表、安装在专变III型终端安装工位上的专变III型采集终端、与第二模拟负荷开关连接的开关状态指示灯和开关控制按钮组成;其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成,其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成,模拟专变III型采集终端现场运行环境,为专变III型采集终端安装调试和故障处理提供实训平台。
进一步地,负控柜中计量交采故障模拟单元由故障设定单元、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成;通过故障设定单元输入需要设定的计量交采故障类型,经过故障控制处理单元处理后,通过控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出,模拟计量三相电压断相、三相电流断路、短路、电压逆相序和错接线故障;终端故障模拟单元由故障设定电路、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成,通过故障设定单元进行故障设置,由故障控制处理单元进行故障识别和处理,控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出,模拟采集终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反故障。
进一步地,所述三相电压、电流自动保护单元由电压、电流信号采样板、保护板和继电器板组成。保护板上的数字运放比较电路对三相电压电流信号进行比较,通过设定电压电流保护值,由采样板上的检测电路定时检测电压电流信号值,当检测值大于预先设定的电压电流保护值时,保护板开始动作,控制继电器板自动切断三相信号发生单元的信号输出,保护三相信号功率放大单元和三相信号输出单元。
进一步地,所述第一模拟负荷开关和第二模拟负荷开关分别由模拟开关驱动电路、开关执行机构和开关辅助结点组成。
进一步地,所述第一模拟负荷开关和第二模拟负荷开关分别包括连接在分闸按钮出端和零线N之间的断路器跳闸线圈及其辅助接点QF,接在火线L上且内设由手动操作控制或由专变采集终端发出的遥控信号控制的合闸按钮和分闸按钮,串联在分闸按钮出端和零线N之间的分闸继电器常闭触点J1-1和分闸继电器线圈J1,串联在火线L和分闸继电器线圈J1入端之间的合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-2,入端连接合闸按钮出端、出端接零线N的合闸继电器线圈J2;其中断路器辅助触点QF的一组辅助接点给专变Ⅰ型采集终端提供合闸、分闸遥信信号,断路器的另一个辅助触点L1和合闸灯HR串联在火线L和零线N之间,在火线L和零线N之间还串联有分闸继电器常开触点J1-3和分闸灯HG,串联的合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-1实现互锁功能。
进一步地,模拟电压互感器和电流互感器外型与现场运行互感器外形及接线方式保持一致,内部采用小型电子式电压和电流互感器,按照1:1的比例进行模拟,以达到培训的真实性和操作安全。
利用该用电信息采集终端安装实训系统进行采集终端安装培训的方法,其步骤如下:
1、打开程控功率源上的总电源开关,负控柜上的系统计时单元开始工作,显示系统时钟,学员准备完毕,老师按下计时开始按钮,开始进行接线培训和考核学员,学员将专变Ⅰ型采集终端安装到负控柜上的专变Ⅰ型终端安装工位上,然后将专变Ⅲ型采集终端安装在低压模拟柜中的专变采集III型终端安装工位上,待所有接线完毕,按下计时结束按钮,系统停止计时,并自动存储计时时间;此时,培训老师按照终端接线图纸检查学员终端安装接线是否正确,同时通过专变Ⅰ型、Ⅲ型采集终端键盘查看终端显示数据内容和终端运行状态,判定学员终端安装是否合格;结合计时显示单元记录的考试时长和学员接线准确性对学员终端安装接线考核成绩进行评定;接线时间小于等于50分钟内且接线全部准确为合格,接线时间大于50分钟或且发生接线错误为不合格;
2、终端检查接线正确无误后,由培训老师合上程控功率源面板上的自检开关,系统自检完毕,分别给模拟高压柜、负控柜和模拟低压柜输出三相电压、0-5V的电流信号源,输入模拟高压柜和负控柜的电压信号为100V,输入模拟低压柜的电压信号为380V,培训老师合上高压模拟柜中的第一模拟负荷开关、低压模拟柜的第二模拟负荷开关;通过查看高压模拟柜的智能电能表和低压模拟柜的智能电能表、交流采集模块显示的电压和电流值判断系统是否正常,当显示的电压值、电流值与设定的电压值、电流值一致时,系统正常;如果系统正常,学员合上专变Ⅰ型采集终端的电源开关进行终端调试阶段,对考试给定的终端地址、电台频率和计量点、总加组参数进行设置和调试;学员合上专变Ⅲ型采集终端的电源开关进行终端调试阶段,对考试给定的终端地址、通讯参数和计量点、总加组参数进行设置和调试终端调试完毕,培训老师通过终端显示屏查看所调试的终端地址、电台频率信息、通讯参数是否与给定的参数一致,同时通过主站对终端进行计量点、总加组参数数据招测,数据招测正常为合格,终端通讯失败或数据与现场数据不一致为不合格;
3、终端调试完毕,培训老师通过负控柜上的计量交采故障模拟单元和终端故障模拟单元设置故障类型,由学员根据计量交采和终端故障现象利用专用工具进行故障排除,通过主站招测学员能够全部找到设定的故障类型并能成功排除为合格;学员找到故障且不能成功排除或找不到故障均为不合格。
本发明的有益效果是:
1、结构设计合理、功能完备,特别适用于负控、计量专变业技术人员培训和考核工作,系统完全真实再现采集终端现场运行、安装环境。系统配置了计量表脉冲、抄表信号、交流采样信号、遥控/遥信信号及跳闸执行机构等装置,可对专网和公网终端进行安装、调试、故障处理等技能进行培训,设有计量故障和终端故障模拟设置单元,可模拟计量表(交采模块)电压断相、逆相序、电流回路短路(断路)、电流回路反接等常见计量故障和终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反等终端常见故障。可对负控、计量专业学员进行终端安装、调试和故障处理培训,提高其计量(终端)故障识别和处理能力。
2、该系统按照2:1的比例对用电信息采集终端现场运行设备进行微缩,系统涵盖高压、低压采集终端现场运行设备,系统完全真实再现采集终端现场运行、安装环境。采用低功耗工作模式,系统运行安全稳定。系统结构设计合理,功能完备,完全满足技能培训需求。系统配置了计量表脉冲、抄表信号、交流采样信号、遥控/遥信信号及跳闸执行机构等装置,可对专网和公网终端进行安装、调试、故障处理等技能进行培训,设有计量故障和终端故障模拟设置单元,可模拟计量表(交采模块)电压断相、逆相序、电流回路短路(断路)、电流回路反接等常见计量故障和终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反等终端常见故障。可对负控、计量专业学员进行终端安装、调试和故障处理培训,提高其计量(终端)故障识别和处理能力。三相电压电流自动保护单元,该单元具有电压电流自动保护功能,防止因操作不当造成功率源损坏,提高了系统运行稳定性和安全性。
3、通过本系统可对终端安装、调试和故障处理等内容进行实训,系统完全模拟采集终端现场运行环境,使学员更好的熟悉终端现场运行状态,通过本系统对终端安装、调试和故障处理进行系统培训,满足不同类型学员培训需求,为用电信息采集采集运维工程培养专业的安装和维护人员。
附图说明
图1是本发明用电信息采集终端安装实训系统的总体电气连接框图:
图中:1为数字程控功率源、2为高压模拟柜、3为负控柜、4为模拟低压柜、5为三相三线电压信号连接线、5为三相电流信号连接线、6为三相四线电压信号连接线、7为脉冲抄表信号连接线、8为控制遥信信号连接线。
图2是本发明中数字程控功率源1的电气拓朴框图;
图中:11为电源单元、12为三相信号发生单元、13为三相信号处理单元、14为三相信号数字调节单元、15为显示单元(触摸屏)、16为三相信号功率放大单元、17为三相信号输出单元、18为三相电压电流自动保护单元。
图3是本发明高压模拟柜2电气拓朴框图;
图中21为模拟电压互感器、22为电压显示表、23为模拟电流互感器、24为三相智能电能表、25为第一模拟负荷开关、26为操作开关、27为第一开关状态指示灯。
图4是本发明中负控柜3的电气拓朴框图;
图中:31为终端故障模拟单元、32为计量交采故障模拟单元、33为终端安装接线板、34为交流采集模块、35为专变Ⅰ型采集终端、36为电源单元、37为计时控制单元、38为计时控制按钮、39为计时显示单元。
图5是本发明模拟低压柜4的电气拓朴框图;
图中:41为模拟电流互感器、42为智能电能表、43为专变采集II型终端安装工位、44为第二模拟负荷开关、45为三相电流表、46为专变采集III型终端、47为第二开关状态指示灯、48为开关控制按钮。
图6是模拟负荷开关电气原理图;
图7是本发明利用用电信息采集系统进行采集终端安装、调试培训的流程图。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种用电信息采集终端安装实训系统,如图1所示,一种用电信息采集终端安装实训系统,如图1所示,由数字程控功率源1、高压模拟柜2、负控柜3、模拟低压柜4组成,各柜体之间通过三相三线电压信号线5、三相电流信号线6、三相四线电压信号线7、脉冲抄表信号线8和控制遥信信号线9实现电气连接,所有连接插件采用航空插头形式,便于现场组装和拆卸。
所述数字程控功率源1,如图2所示,包括依次串联的三相信号发生单元12、信号处理单元13、三相信号功率放大单元16、三相信号输出单元17和给各单元供电的电源单元11,在信号处理单元13的调节端还接有三相信号数字调节单元14、显示单元15和自检模块18,显示单元15显示电压、电流和相位值,在三相信号输出单元17的输出端还接有三相电压、电流自动保护单元18,三相信号发生单元12用来产生三相交流电压、电流信号,三相信号数字调节单元14用来对三相电压、三相电流及相位进行数字调节,并通过触摸屏进行实时动态调节,调节后的三相信号输入到信号处理单元13进行数字处理,并由信号处理单元13输出。
所述三相电压、电流自动保护单元18由电压、电流信号采样板181、保护板182和继电器板183组成。保护板182上的数字运放比较电路对三相电压电流信号进行比较,通过设定电压电流保护值(电压信号),由采样板181上的检测电路定时检测电压电流信号值,当检测值大于预先设定的电压电流保护值时,保护板182开始动作,控制继电器板183自动切断三相信号发生单元12的信号输出,保护三相信号功率放大单元16和三相信号输出单元17,防止因操作不当造成功率源损坏,提高了系统运行稳定性和安全性。
所述高压模拟柜2,如图3所示,由模拟电压互感器21、电压显示表22、模拟电流互感器23、三相智能电能表24、第一模拟负荷开关25、操作开关26、开关状态指示灯27组成。其中模拟电压互感器21和模拟电流互感器23为负控终端和计量表提供三相电压和三相电流。所述第一模拟负荷开关25由具有手动驱动和由专变Ⅰ型采集终端的遥控信号驱动的模拟开关驱动电路251、开关执行机构252和开关辅助结点253组成,为负控终端(专变Ⅰ型采集终端)提供四路控制和遥信信号。
如图6所示,第一模拟负荷开关25包括连接在分闸按钮出端和零线N之间的断路器跳闸线圈及其辅助接点QF,接在火线L上且内设由手动操作控制或由专变Ⅰ型采集终端发出的遥控信号控制的合闸按钮和分闸按钮,串联在分闸按钮出端和零线N之间的分闸继电器常闭触点J1-1和分闸继电器线圈J1,串联在火线L和分闸继电器线圈J1入端之间的合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-2,入端连接合闸按钮出端、出端接零线N的合闸继电器线圈J2;其中断路器辅助触点QF的一组辅助接点给专变Ⅰ型采集终端提供合闸、分闸遥信信号,断路器的另一个辅助触点L1和合闸灯HR串联在火线L和零线N之间,在火线L和零线N之间还串联有分闸继电器常开触点J1-3和分闸灯HG,串联的合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-1实现互锁功能。
工作过程如下:手动操作分闸按钮或由专变Ⅰ型采集终端发出跳闸命令,断路器跳闸线圈得电,断路器由合闸变为分闸。同时分闸继电器线圈J1得电动作,利用合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-2实现自锁功能,分闸继电器线圈J1始终处于得电状态,分闸继电器常开触点J1-3接合,分闸灯HG亮,断路器QF的一组辅助触点为专变I型采集终端提供遥信信号。按下合闸按钮,合闸继电器线圈J2得电动作,合闸继电器常闭触点J2-1断开,切断分闸继电器J1自锁电源,常闭触点J1-1接合,常开触点J1-2、J1-3断开,分闸灯HG灭。手动合上断路器,电源经断路器辅助触点L1加到合闸灯HR上,合闸灯HR亮。
为了达到培训的真实性和操作安全,模拟电压互感器和电流互感器外型与现场运行互感器外形及接线方式保持一致,内部采用小型电子式电压和电流互感器,按照1:1的比例进行模拟。
所述负控柜3,如图4所示,由终端故障模拟单元34、计量交采故障模拟单元33、专变Ⅰ型终端安装工位32、交流采集模块31、专变Ⅰ型采集终端35、电源单元36、计时控制单元37、计时控制按钮38和计时显示单元39组成;计时控制按钮38由计时开始按钮381和计时结束按钮382构成,高压模拟柜2中终端电源信号、电流信号、脉冲抄表信号、遥信信号经终端故障模拟单元34、专变Ⅰ型终端安装工位32至专变Ⅰ型采集终端35,专变Ⅰ型采集终端35发出的控制信号经专变Ⅰ型终端安装工位32、终端故障模拟单元34至高压模拟柜2的模拟负荷开关25;高压模拟柜2输出的三相电压、三相电流经计量交采故障模拟单元35、交流采集模块31;专变采集终端经专变Ⅰ型终端安装工位32采集交流采集模块的电压电流数据,电源单元36、计时控制单元37、计时控制按钮38和计时显示单元39构成系统计时单元,负控柜3为专变采集终端35提供安装、调试和故障处理培训平台,计时单元为技能考核提供计时依据。
负控柜3中计量交采故障模拟单元33由故障设定单元331、故障控制处理单元332和控制输出单元333三部分组成;通过故障设定单元331输入需要设定的计量交采故障类型,经过故障控制处理单元332处理后,通过控制输出单元333上的执行继电器进行信号切换和输出,模拟计量三相电压断相、三相电流断路、短路、电压逆相序和错接线故障;终端故障模拟单元34由故障设定电路341、故障控制处理单元342和控制输出单元343三部分组成,通过故障设定单元341进行故障设置,由故障控制处理单元342进行故障识别和处理,控制输出单元343上的执行继电器进行信号切换和输出,模拟采集终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反等终端常见故障,可对负控、计量专业学员进行终端安装、调试和故障处理培训,提高其计量(终端)故障识别和处理能力。
所述模拟低压柜4,如图5所示,由模拟电流互感器41、智能电能表42、与智能电能表42连接的专变III型终端安装工位43、与专变III型终端安装工位43连接的第二模拟负荷开关44、与模拟电流互感器41连接的三相电流表45、安装在专变III型终端安装工位43上的专变III型采集终端46、与第二模拟负荷开关44连接的开关状态指示灯47和开关控制按钮48组成,所述第二模拟负荷开关44与第一模拟负荷开关25的电路结构相同,为专变Ⅲ型采集终端46提供四路控制和遥信信号;其中专变III型终端安装工位43由终端安装挂板和采集终端(电源、电压、电流、遥控遥信、报警、脉冲抄表)接线端子组成,模拟专变III型采集终端现场运行环境,为专变III型采集终端安装调试和故障处理提供实训平台。
该系统按照相应比例对用电信息采集终端现场运行设备进行微缩,系统涵盖高压、低压采集终端现场运行设备,系统完全真实再现采集终端现场运行、安装环境、结构设计合理、功能完备,特别适合负控、计量专业技术人员进行采集终端实训和考核,该系统所有外部连接线缆均采用快拆式航空插头,便于设备运输、现场组装和调试。
参见图6,利用该用电信息采集终端安装实训系统进行采集终端安装培训的方法,其步骤如下:
1、打开程控功率源上的总电源开关111,负控柜上的系统计时单元开始工作,显示系统时钟,学员准备完毕,老师按下计时开始按钮381,开始进行接线培训和考核学员,学员将专变Ⅰ型采集终端35安装到负控柜3上的专变Ⅰ型终端安装工位32上,然后将专变Ⅲ型采集终端46安装在低压模拟柜中的专变采集III型终端安装工位43上,待所有接线完毕,按下计时结束按钮382,系统停止计时,并自动存储计时时间;此时,培训老师按照终端接线图纸检查学员终端安装接线是否正确,同时通过专变Ⅰ型、Ⅲ型采集终端键盘查看终端显示数据内容和终端运行状态,判定学员终端安装是否合格;结合计时显示单元记录的考试时长和学员接线准确性对学员终端安装接线考核成绩进行评定;接线时间小于等于50分钟内且接线全部准确为合格,接线时间大于50分钟或且发生接线错误为不合格;
2、终端检查接线正确无误后,由培训老师合上程控功率源面板上的自检开关112,系统自检完毕,分别给模拟高压柜、负控柜和模拟低压柜输出三相电压、0-5V的电流信号源,输入模拟高压柜和负控柜的电压信号为100V,输入模拟低压柜的电压信号为380V,培训老师合上高压模拟柜中的模拟负荷开关25、低压模拟柜的模拟负荷开关44;通过查看高压模拟柜的智能电能表24和低压模拟柜的智能电能表42、交流采集模块31显示的电压和电流值判断系统是否正常,当显示的电压值、电流值与设定的电压值、电流值一致时,系统正常;如果系统正常,学员合上专变Ⅰ型采集终端35的电源开关进行终端调试阶段,对考试给定的终端地址、电台频率和计量点、总加组参数进行设置和调试;学员合上专变Ⅲ型采集终端46的电源开关进行终端调试阶段,对考试给定的终端地址、通讯参数和计量点、总加组参数进行设置和调试终端调试完毕,培训老师通过终端显示屏查看所调试的终端地址、电台频率信息、通讯参数是否与给定的参数一致,同时通过主站对终端进行数据(计量点、总加组参数)招测,数据招测正常为合格,终端通讯失败或数据与现场数据不一致为不合格。
3、终端调试完毕,培训老师通过负控柜上的计量交采故障模拟单元和终端故障模拟单元设置故障类型,由学员根据计量交采和终端故障现象利用专用工具进行故障排除,通过主站招测学员能够全部找到设定的故障类型并能成功排除为合格;学员找到故障且不能成功排除或找不到故障均为不合格。
通过本系统可对终端安装、调试和故障处理等内容进行实训,系统完全模拟采集终端现场运行环境,使学员更好的熟悉终端现场运行状态,通过本系统对终端安装、调试和故障处理进行系统培训,满足不同类型学员培训需求,为用电信息采集采集运维工程培养专业的安装和维护人员。
以上仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用电信息采集终端安装实训系统,其特征是:由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成;
所述数字程控功率源,包括依次串联的三相信号发生单元、信号处理单元、三相信号功率放大单元、三相信号输出单元和给各单元供电的电源单元,在信号处理单元的调节端还接有三相信号数字调节单元、显示单元和自检模块,显示单元显示电压、电流和相位值,在三相信号输出单元的输出端接有三相电压、电流自动保护单元,三相信号发生单元用来产生三相交流电压、电流信号,三相信号数字调节单元用来对三相电压、三相电流及相位进行数字调节,并通过触摸屏进行实时动态调节,调节后的三相信号输入到信号处理单元进行数字处理,并由信号处理单元输出;
所述高压模拟柜,由模拟电压互感器、电压显示表、模拟电流互感器、与模拟电压互感器和模拟电流互感器连接的三相智能电能表、第一模拟负荷开关、分别与第一模拟负荷开关连接的操作开关和开关状态指示灯组成,其中模拟电压互感器和模拟电流互感器为负控终端和计量表提供三相电压和三相电流;
所述负控柜,由终端故障模拟单元、计量交采故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位、交流采集模块、专变Ⅰ型采集终端、电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元组成,所述计时控制按钮由计时开始按钮和计时结束按钮构成;高压模拟柜中终端电源信号、电流信号、脉冲抄表信号、遥信信号经终端故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位至专变Ⅰ型采集终端,专变Ⅰ型采集终端发出控制信号经专变Ⅰ型终端安装工位、终端故障模拟单元至高压模拟柜的模拟负荷开关;高压模拟柜输出的三相电压、三相电流经计量交采故障模拟单元、交流采集模块,专变采集终端经专变Ⅰ型终端安装工位采集交流采集模块的电压电流数据;电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元构成系统计时单元;负控柜为专变I型采集终端提供安装、调试和故障处理培训平台,计时单元为技能考核提供计时依据。
所述模拟低压柜,由模拟电流互感器、智能电能表、与智能电能表连接的专变III型终端安装工位、与专变III型终端安装工位连接的第二模拟负荷开关、与模拟电流互感器连接的三相电流表、安装在专变III型终端安装工位上的专变III型采集终端、与第二模拟负荷开关连接的开关状态指示灯和开关控制按钮组成;其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成,其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成,模拟专变III型采集终端现场运行环境,为专变III型采集终端安装调试和故障处理提供实训平台。
2.根据权利要求1所述的用电信息采集终端安装实训系统,其特征是:负控柜中计量交采故障模拟单元由故障设定单元、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成;通过故障设定单元输入需要设定的计量交采故障类型,经过故障控制处理单元处理后,通过控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出,模拟计量三相电压断相、三相电流断路、短路、电压逆相序和错接线故障;终端故障模拟单元由故障设定电路、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成,通过故障设定单元进行故障设置,由故障控制处理单元进行故障识别和处理,控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出,模拟采集终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反故障。
3.根据权利要求1所述的用电信息采集终端安装实训系统,其特征是:所述三相电压、电流自动保护单元由电压、电流信号采样板、保护板和继电器板组成。保护板上的数字运放比较电路对三相电压电流信号进行比较,通过设定电压电流保护值,由采样板上的检测电路定时检测电压电流信号值,当检测值大于预先设定的电压电流保护值时,保护板开始动作,控制继电器板自动切断三相信号发生单元的信号输出,保护三相信号功率放大单元和三相信号输出单元。
4.根据权利要求1所述的用电信息采集终端安装实训系统,其特征是:所述第一模拟负荷开关和第二模拟负荷开关分别由模拟开关驱动电路、开关执行机构和开关辅助结点组成。
5.根据权利要求1或4所述的用电信息采集终端安装实训系统,其特征是:所述第一模拟负荷开关和第二模拟负荷开关分别包括连接在分闸按钮出端和零线N之间的断路器跳闸线圈及其辅助接点QF,接在火线L上且内设由手动操作控制或由专变采集终端发出的遥控信号控制的合闸按钮和分闸按钮,串联在分闸按钮出端和零线N之间的分闸继电器常闭触点J1-1和分闸继电器线圈J1,串联在火线L和分闸继电器线圈J1入端之间的合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-2,入端连接合闸按钮出端、出端接零线N的合闸继电器线圈J2;其中断路器辅助触点QF的一组辅助接点给专变Ⅰ型采集终端提供合闸、分闸遥信信号,断路器的另一个辅助触点L1和合闸灯HR串联在火线L和零线N之间,在火线L和零线N之间还串联有分闸继电器常开触点J1-3和分闸灯HG,串联的合闸继电器常闭触点J2-1和分闸继电器常开触点J1-1实现互锁功能。
6.根据权利要求1所述的用电信息采集终端安装实训系统,其特征是:所述模拟电压互感器和电流互感器外型与现场运行互感器外形及接线方式保持一致,内部采用小型电子式电压和电流互感器,按照1:1的比例进行模拟。
7.利用该用电信息采集终端安装实训系统进行采集终端安装培训的方法,其特征是:步骤如下:
1)、打开程控功率源上的总电源开关,负控柜上的系统计时单元开始工作,显示系统时钟,学员准备完毕,老师按下计时开始按钮,开始进行接线培训和考核学员,学员将专变Ⅰ型采集终端安装到负控柜上的专变Ⅰ型终端安装工位上,然后将专变Ⅲ型采集终端安装在低压模拟柜中的专变采集III型终端安装工位上,待所有接线完毕,按下计时结束按钮,系统停止计时,并自动存储计时时间;此时,培训老师按照终端接线图纸检查学员终端安装接线是否正确,同时通过专变Ⅰ型、Ⅲ型采集终端键盘查看终端显示数据内容和终端运行状态,判定学员终端安装是否合格;结合计时显示单元记录的考试时长和学员接线准确性对学员终端安装接线考核成绩进行评定;接线时间小于等于50分钟内且接线全部准确为合格,接线时间大于50分钟或且发生接线错误为不合格;
2)、终端检查接线正确无误后,由培训老师合上程控功率源面板上的自检开关,系统自检完毕,分别给模拟高压柜、负控柜和模拟低压柜输出三相电压、0-5V的电流信号源,输入模拟高压柜和负控柜的电压信号为100V,输入模拟低压柜的电压信号为380V,培训老师合上高压模拟柜中的第一模拟负荷开关、低压模拟柜的第二模拟负荷开关;通过查看高压模拟柜的智能电能表和低压模拟柜的智能电能表、交流采集模块显示的电压和电流值判断系统是否正常,当显示的电压值、电流值与设定的电压值、电流值一致时,系统正常;如果系统正常,学员合上专变Ⅰ型采集终端的电源开关进行终端调试阶段,对考试给定的终端地址、电台频率和计量点、总加组参数进行设置和调试;学员合上专变Ⅲ型采集终端的电源开关进行终端调试阶段,对考试给定的终端地址、通讯参数和计量点、总加组参数进行设置和调试终端调试完毕,培训老师通过终端显示屏查看所调试的终端地址、电台频率信息、通讯参数是否与给定的参数一致,同时通过主站对终端进行计量点、总加组参数数据招测,数据招测正常为合格,终端通讯失败或数据与现场数据不一致为不合格;
3)、终端调试完毕,培训老师通过负控柜上的计量交采故障模拟单元和终端故障模拟单元设置故障类型,由学员根据计量交采和终端故障现象利用专用工具进行故障排除,通过主站招测学员能够全部找到设定的故障类型并能成功排除为合格;学员找到故障且不能成功排除或找不到故障均为不合格。
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