CN201812423U - 电能表错误接线程控模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能表错误接线程控模拟装置，在柜体内至少一面上设有电压互感器、电流互感器、三相程控工频功率电源器、模拟接线控制器、检测电路器，在柜体外至少一面上设有供电控制开关、计量表、接线盒、三相电源指示表、计时器，所述模拟接线控制器通过RS232接口与三相程控工频三相电源连接，并且模拟接线控制器与三相程控工频三相电源都通过RS232接口与柜体外的PC机连接；所述PC机连接人机交互键盘。本实用新型采用的模拟接线控制器内安装了单片机和多个继电器，可使继电器以排列组合的方式接通与断开，可以模拟1000多种错误接线方式以及认证纠正后相应接线方式的正确与否；采用PC机，对相应接线方式可即时直观显示。

Description

电能表错误接线程控模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种电能表错误接线程控模拟装置，属于电气设备技术领域。

背景技术

目前，三相三线、三相四线电能表在现场的实际接线时，可能会出现各种各样的接线错误；而接线错误会直接影响电能的计量，如何更好的避免和及时熟练的纠正接线错误对于供电系统的接表、检表人员来说，无论是在岗人员、培训人员还是在校学习人员，都是必须解决的现实问题。通常解决的办法有两种，一是在施工或运行现场实地解决，二是利用极为简单的电工模拟装置，进行岗前模拟培训，避免在实际操作中出现错误接线而予以解决，就第一种方法而言，由于是施工或运行现场，只能就其现场情况而进行错误接线的练习；现场情况的局限性，决定了不可能进行所有错误接线的练习，就第二种方法而言，其电工模拟装置就是通常所说的电工操作台，在使用电工操作台去模拟其一种错误接线方式而进行纠正错误接线的练习时，这样每一种错误接线方式都需要一个电工操作台，一千多种错误接线方式就需要一千多个电工操作台；或者在一个电工操作台上一次又一次地进行错误接线与纠正错误接线的模拟练习，如果对错误接线与纠正错误接线都进行模拟练习，就需要进行一千多次；同时这种操作台作为教学而对学员进行培训，完全依靠教师和学员手工操作而不能事先设置，其操作繁琐，速度慢，效率低。总之，这两种方法的共同弊端是仅限于事先想到的几种错误接线方式，进行一次又一次的手工操作，且操作繁琐而不方便，不能事先设置不能涵盖所有错误接线方式，最大的缺陷是不能直观且不能知道操作的实际结果，无论是错误接线方式还是对纠正后的正确结果，均需通过繁琐的人工验证，才能得到其接线的正确与否。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电能表错误接线程控模拟装置。

为了实现本发明的目的，采用的技术方案概述如下：

一种电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，包括柜体、在柜体内至少一面上设有电压互感器、电流互感器、三相程控工频功率电源器、模拟接线控制器、检测电路器，在柜体外至少一面上设有供电控制开关、计量表、接线盒、三相电源指示表、计时器，其中：

所述检测电路器、接线盒、电压互感器、电流互感器、计时器和三相程控工频三相电源都与模拟接线控制器连接；

所述计量表连接检测电路器，同时连接接线盒，所述接线盒设置有接线点；

所述电压互感器和电流互感器都连接到三相程控工频三相电源；

所述电压互感器还连接到电压指示仪表；

所述模拟接线控制器通过RS232接口与三相程控工频三相电源连接，并且模拟接线控制器与三相程控工频三相电源都通过RS232接口与柜体外的PC机连接；

所述PC机连接人机交互键盘。

所述柜体内三面上都设有电压互感器、电流互感器、三相程控工频功率电源器、模拟接线控制器、检测电路器，在柜体外三面上都设有供电控制开关、计量表、接线盒、三相电源指示表、计时器，其中：所述检测电路器、接线盒、电压互感器、电流互感器、计时器和三相程控工频三相电源都与模拟接线控制器连接；

所述计量表连接检测电路器，同时连接接线盒；

所述电压互感器和电流互感器都连接到三相程控工频三相电源；

所述电压互感器还连接到电压指示仪表；

所述模拟接线控制器通过RS232接口与三相程控工频三相电源连接，并且模拟接线控制器与三相程控工频三相电源都通过RS232接口与柜体外的PC机连接；

所述PC机连接人机交互键盘。

上述装置中还包括打印机与PC机连接。

所述计量表为三线/四线有功电能表和三线/四线无功电能表。

所述柜体外设有户内高压带电显示装置。

所述的人机交互键盘由单片机、微动开关、通讯芯片、光电耦合器构成，所述单片机连接微动开关、通讯芯片和光电耦合器。

所述三相程控工频功率电源器包括单片机，与单片机连接的通讯单元、控制显示单元、继电器控制单元、波形存储单元、D/A转换单元、直流基准单元、键盘单元，所述波形存储单元预置数字量的电压电流三相波形，由D/A转换单元参考直流基准单元的直流基准转换为模拟信号后输入功放；所述功放连接继电器单元，所述继电器单元由继电器控制单元来控制，将功放输入的模拟信号输出；采样单元采样输出信号一路送显示单元实时显示，另一路反馈到功放；通讯单元采用光电耦合方式连接PC机和三相程控工频功率电源器。

所述模拟接线控制器包括单片机，与单片机连接的通讯单元、时间显示单元、继电器控制单元，继电器控制单元控制继电器单元模拟各种接线错误，通讯单元采用光电耦合方式连接三相程控工频功率电源器和模拟接线控制器，时间显示单元由单片机控制计时、显示。

所述检测电路器包括采样单元、单片机、A/D单元和相位比较单元，所述采样单元实时采样接线盒、电能表端的电压电流，分别送到A/D单元和相位比较单元，由A/D单元转换成数字量，由相位比较单元比较出相位关系，再送入单片机中处理。

所述计时器安装在柜体正面眉框的右侧，所述三相电压指示表均匀分布地安装在柜体正面的上部，计量表均匀分布地安装在三相电压指示表下方的柜体正面的中上部，所述接线盒安装在计量表下方的柜体正面取中的腰部。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果有：

1、由于本实用新型安装了定时计时器，从而在用于教学教具时便于考试计时和日常计时；

2、本实用新型在柜体正面均匀分布地安装了三相电压指示表、三线、四线有功电能表与三线、四线无功电能表，其安装的位置正是人体站立在对面而稍微抬头的位置，观察，检测方便。

3、本实用新型在柜体内安装了模拟接线控制器，模拟接线控制器内安装了单片机和多个继电器，可使继电器以排列组合的方式接通与断开，可以模拟1000多种错误接线方式以及认证纠正后相应接线方式的正确与否。

4、本实用新型在柜体正面取中的腰部安装了接线盒，使得操作更方便。

5、本实用新型在柜体内安装了三相程控工频功率电源器、模拟接线控制器、三相程控工频功率电源器内安装有继电器与单片机、模拟接线控制器内安装有继电器与单片机，可控制电压源、电流源以及电压电流之间的相位调节，使得电压、电流在采用数字合成技术、数字移相技术情况下智能化地采集、计算、分析反馈信号而实现实时的向量图参数采集，从而获得程序设置和程序控制错误接线方式以及认证纠正后相应接线方式正确与否。

6、本实用新型设置了PC机，从而对几乎所有错误接线方式与几乎所有人证纠正后相应接线方式可即时直观显示；同时还可以在不加电的情况下，可将对应得错误接线预设向量图显示于操作面上。

7、本实用新型设置有模拟接线控制器、三相程控工频功率电源器、PC机，从而可以对电压与电流分别设置错误接线类型、显示错误接线图、显示错误接线功率表达式、显示错误接线智能分析；同时还可以对预设向量图、正确接线向量图、错误接线向量图同时显示在PC机视屏上；同时还具有存储错误与正确接线的固有题库和扩展题库、对更改扩展题库而固有题库具有自行保护功能的有益效果；同时还获得了系统自检并显示自检结果的有益效果。

8、本实用新型设置了检测电路器，从而获得了在电压短路和电流开路时自行报警的有益效果。

9、本实用新型带有连接打印机的接口，用于连接打印机进行及时打印，或者之后打印。

附图说明

图1为本实用新型电能表错误接线程控模拟装置的结构示意图；

图2为本实用新型三相程控工频功率电源器结构示意图；

图3为本实用新型模拟接线控制器结构示意图；

图4为本实用新型检测电路器结构示意图；

图5a为本实用新型柜体的背面结构示意图；

图5b为本实用新型柜体的左侧面结构示意图；

图5c为本实用新型柜体的正面结构示意图；

图5d为本实用新型柜体的右侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的介绍。

如图1所示，本实用新型的电能表错误接线程控装置部件包括：模拟接线控制器、与模拟接线控制器连接的检测电路器、联合接线盒、电压互感器、电流互感器、计时器、三相程控工频三相电源；多个计量表连接检测电路器，同时连接联合接线盒；电压互感器和电流互感器都连接到三相程控工频三相电源；电压互感器还连接到电压指示仪表；模拟接线控制器通过RS232接口与三相程控工频三相电源连接，并且模拟接线控制器与三相程控工频三相电源都通过RS232接口与柜体外的计算机连接，通过计算机连接人机交互键盘和打印机。

如图2所示，所述三相程控工频功率电源器包括继电器、单片机等主要部件：

其中，单片机为W78E58，分别控制显示单元、继电器控制单元、波形存储单元、D/A转换单元、直流基准单元。波形存储单元预置数字量的电压电流三相波形，D/A转换单元参考直流基准单元的直流基准由单片机按照特定的时序把数字量转换成模拟量，生成模拟的电压电流三相波形。三相电压电流波形送入到三相功放中放大。继电器通过继电器控制单元的控制设置成固定的输出方式，把放大的三相电压电流信号输出。采样单元采样输出信号一路送显示单元实时显示，另一路反馈到功放，实时微调输出。通讯单元采用光电耦合方式连接上位机和三相程控工频功率电源器，可由上位机程控三相功率电源器。键盘单元与单片机相连，可由操作者控制三相功率电源器的电流、电源、相位输出。

如图3所示，所述模拟接线控制器中设置有包括五种类型的继电器、单片机、放大器、三极管、二极管、电容、电阻、继电开关在内的主要部件：

其中单片机为PIC16F877，通过继电器控制单元控制继电器单元模拟各种接线错误。通讯单元采用光电耦合方式连接三相程控工频功率电源器和模拟接线控制器，可由上位机通过三相程控工频功率电源器程控模拟接线控制器。时间显示单元由单片机控制计时、显示。

如图4所示，所述检测电路器包括：采样单元由磁环实时采样接线盒、电能表端的电压电流，分别送到A/D单元和相位比较单元。由A/D单元转换成数字量、由相位比较单元比较出相位关系，再送入PIC16F877单片机中处理。

所述接线盒中设置有接线点。

上述部件中，三相程控工频功率电源器、电压互感器、电流互感器、模拟接线控制器、检测电路器，安装在一个柜体内，在柜体的正面安装有接线盒、三线/四线有功电能表、三线/四线无功电能表、三相电压指示表、户内高压带电显示装置、定时计时器，所述PC机、打印机、电源设置在柜体外，柜体上还安装有供电控制开关，所述供电控制开关与电源、户内高压带电显示装置、三相程控工频功率电源器之间电连接；三相程控工频功率电源器与PC机、模拟接线控制器、电流互感器、电压互感器、三相电压指示表以电性向连接，电流互感器与模拟接线控制器以电性连接，电压互感器与模拟接线控制器以电性连接，模拟接线控制器与PC机定时计时器、接线盒以电性连接，接线盒与三线/四线有功电能表、三线/四线无功电能表以电性连接，接线盒、三线/四线有功电能表、三线/四线无功电能表均与检测电路器以电性连接，检测电路器与模拟接线控制器以电性相连接，PC机与打印机以电性连接。

所述定时计时器安装在柜体正面眉框的右侧，所述户内高压带电显示装置均匀分布地安装在柜体正面眉框的左侧，所述三相电压指示表均匀分布地安装在柜体正面的上部，三线/四线有功电能表与三线/四线无功电能表均匀分布地安装在三相电压表指示表下方的柜体正面的中上部，所述接线盒安装在三线/四线有功电能表与三线/四线无功电能表下方的柜体正面取中的腰部。

所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于：所述三相程控工频功率电源器中设置有包括继电器、单片机、放大器、三极管、二极管、电容、电阻在内的各部件通过电路并以电性相连接，所述模拟接线控制器中设置有包括五种类型的继电器、单片机、放大器、三极管、二极管、电容、电阻在内的各部件通过电路并以电性相连接，所述检测电器中设置有包括放大器、三极管、二极管、电容、电阻、继电开关在内的各部件通过电路并以电性相连接。

如图5a-5d所示，本实用新型在柜体的内表面和外表面上安装的部件构成一套完整的装置，在一个四边型的柜体的每一个边的内外表面都可以安装一套完整的装置，可以供多人同时进行练习使用。其中图5a为柜体的背面，图5b为柜体的左侧面，图5c为柜体的正面，图5d为柜体的右侧面。

上述的电能表错误接线程控模拟装置，以模拟接线控制器、三相程控工频功率电源器、PC机为载体，承载设置有主控总体模式程序，分控三相三线练习模式程序，分控三相三线考试模式程序，分控系统自检功能模式程序。

所述电能表错误接线程控模拟装置以模拟接线控制器、三相程控工频功率电源器、PC机为载体，并以PC机承载设置有三相三线练习模式、三相三线考试模式、三相四线练习模式、三相四线考试模式、系统自检功能模式的总体界面，在三相三线练习模式界面下有由接线图、信号开或信号关或信号返回的信号源、操作执行、时钟(定时计时器)校准、系统返回组成的分体界面，在三项三线考试模式界面下经考前设定界面有由信号源、确认考试、打开日志、取消考试、考前输入组成的分体界面，并相继在确认考试界面下有由信号源、考卷导出、打开考卷、保存考卷、开始考试、系统返回组成的末端界面，并相继在打开日志界面下有由日志导出、删除日志、清空日志、系统返回、退出系统组成的末端界面，在三相四线练习模式界面下的分体界面与三相三线练习界面下的分体界面相同，在三相四线考试界面下经考试前设定界面的分体界面、并相继在确认考试界面下的末端界面、并相继在打开日志界面下的末端界面与三相三线考试模式界面下经考前设定界面的分体界面、并相继在确认考试界面下的末端界面、并相继在打开日志界面下的末端界面相同。

实施例

下面详细说明本实用新型电能表错误接线程控模拟装置的制作。

首先，以钣金与点焊的方法制作好柜体，然后在柜体上安装常规用的供电控制开关。

在柜体内安装自制的三相程控工频功率电源器；自制的三相程控工频功率电源器由六个继电器、W78E58单片机和相应的放大器、三极管、二极管、电容、电阻等部件组成。

在柜体内安装自制的100V比100V的电压互感器、自制的电流互感器。

在柜体内安装自制的模拟接线控制器；自制的模拟接线控制器由JQX-68F-02-1HS类型、JQX-68F-012-1ZS类型、JQX-115F-012-2HS4类型、JZC-33F-012-HSL类型、TSZ-12V(松下)类型五种类型75个继电器和PIC16F877单片机及相应的放大器、三极管、二极管、电容、电阻等部件组成。

在柜体内安装自制的检测电路器；自制的检测电路器有放大器、三极管、二极管、电容、电阻、继电开关等部件组成。

在柜体的正面安装接线盒、DS862-2型三相三线或三相四线有功电能表、DS865-2型三相三线或三相四线无功电能表、61713.10K/100直通300V三相(三线/四线)电压指示表、户内高压带电显示装置、定时计时器。从便于观察、测试、操作及体现美观大方出发，特将定时器安装在柜体正面眉框的右侧，将户内高压带电显示装置均匀分布地安装在柜体正面眉框的左侧，将三相电压指示表均匀分布地安装在柜体正面的上部，将三线/四线有功电能表与三线/四线无功电能表均匀分布地安装在三相电压指示表下方的柜体正面的中上部，将接线盒安装在三线/四线有功电能表与三线/四线无功电能表下方的柜体正面取中的腰部。

将上述各部件安装好以后，连接PC机、打印机完成整个模拟装置。

供电控制开关与电源、户内高压带电显示装置、三相程控工频功率电源器之间电连接；三相程控工频功率电源器与PC机、模拟接线控制器、电流互感器、电压互感器、三相电压指示表以电性向连接，电流互感器与模拟接线控制器以电性连接，电压互感器与模拟接线控制器以电性连接，模拟接线控制器与PC机定时计时器、接线盒以电性连接，接线盒与三线/四线有功电能表、三线/四线无功电能表以电性连接，接线盒、三线/四线有功电能表、三线/四线无功电能表均与检测电路器以电性连接，检测电路器与模拟接线控制器以电性相连接，PC机与打印机以电性连接。

对于模拟接线控制器内的五种类型75个继电器与PIC16F877单片机以电性连接，并对相应的放大器、三极管、二极管、电容、电阻等在内的各部件均以电性相连接；对于三相程控工频功率电源器中设置安装的六个继电器与W78E58单片机相互以电性相连接，并对相应的放大器、三极管、二极管、电容、电阻在内的各部件通过电路并以电性相连接，对于模拟接线控制器中设置的五种类型的继电器、单片机、放大器、三极管、二极管、电容、电阻在内的各部件通过电路并以电性相连接，对于检测电器中设置的放大器、三极管、二极管、电容、电阻、继电开关在内的各部件通过电路并以电性相连接。

至此，本实用新型电能表错误接线程控装置基本制作完毕。

基于上述对本实用新型的制作，使得其以模拟接线控制器、三相程控工频功率电源器、PC机为载体的情况下，承载设置有主控总体模式程序，分控三相三线练习模式程序，分控三相三线考试模式程序，分控三相四线联系模式程序、分控三相四线考试模式程序、分控系统自检功能模式程序。

同样基于上述对本实用新型的制作及以模拟接线控制器、三相程控工频功率电源器、PC机为载体的情况下，在PC机视屏上承载设置有三相三线练习模式、三相三线考试模式、三相四线练习模式、三相四线考试模式、系统自检功能模式的总体界面，承载有在三相三线练习模式界面下有由接线图、信号开或信号关或信号返回的信号源、操作执行、时钟(定时计时器)校准、系统返回组成的分体界面，承载有在三项三线考试模式界面下经考前设定界面有由信号源、确认考试、打开日志、取消考试、考前输入组成的分体界面，并相继承载有在确认考试界面下有由信号源、考卷导出、打开考卷、保存考卷、开始考试、系统返回组成的末端界面，并相继承载有在打开日志界面下有由日志导出、删除日志、清空日志、系统返回、退出系统组成的末端界面，同时承载有在三相四线练习模式界面下的分体界面，该界面与三相三线练习界面下的分体界面相同；同时承载有在三相四线考试界面下经考试前设定界面的分体界面、并相继在确认考试界面下的末端界面、并相继在打开日志界面下的承载有末端界面与三相三线考试模式界面下经考前设定界面的分体界面、确认考试界面下的末端界面、打开日志界面下的末端界面相同。

通过上述的制作，程序的编制、界面的设置，获得了完整完善的本实用新型电能表错误接线程控模拟装置。凡本行业的普通技术人员均可以按照以上所述和说明书附图所示，实施本实用新型。

本实用新型可分别输入程控的Δ-3×100V、Y-3×200V电压及3×5A电流，电压、电流相位可调。

此处叙述的示例方案仅仅是对本实用新型原理的解释，及本实用新型较佳的实施例，不应以任何方式，利用上面的叙述限制本实用新型的范围。本领域的专业人士，可以利用本实用新型的原理，设计各种不同的实施方案，而不超出本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，包括柜体、在柜体内至少一面上设有电压互感器、电流互感器、三相程控工频功率电源器、模拟接线控制器、检测电路器，在柜体外至少一面上设有供电控制开关、计量表、接线盒、三相电源指示表、计时器，其中：

所述检测电路器、接线盒、电压互感器、电流互感器、计时器和三相程控工频三相电源都与模拟接线控制器连接；

所述计量表连接检测电路器，同时连接接线盒，所述接线盒设置有接线点；

所述电压互感器和电流互感器都连接到三相程控工频三相电源；

所述电压互感器还连接到电压指示仪表；

所述模拟接线控制器通过RS232接口与三相程控工频三相电源连接，并且模拟接线控制器与三相程控工频三相电源都通过RS232接口与柜体外的PC机连接；

所述PC机连接人机交互键盘。

2.如权利要求1所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述柜体内三面上都设有电压互感器、电流互感器、三相程控工频功率电源器、模拟接线控制器、检测电路器，在柜体外三面上都设有供电控制开关、计量表、接线盒、三相电源指示表、计时器，其中：所述检测电路器、接线盒、电压互感器、电流互感器、计时器和三相程控工频三相电源都与模拟接线控制器连接；

所述计量表连接检测电路器，同时连接接线盒；

所述电压互感器和电流互感器都连接到三相程控工频三相电源；

所述电压互感器还连接到电压指示仪表；

所述模拟接线控制器通过RS232接口与三相程控工频三相电源连接，并且模拟接线控制器与三相程控工频三相电源都通过RS232接口与柜体外的PC机连接；

所述PC机连接人机交互键盘。

3.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，还包括打印机与PC机连接。

4.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述计量表为三线/四线有功电能表和三线/四线无功电能表。

5.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述柜体外设有户内高压带电显示装置。

6.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述的人机交互键盘由单片机、微动开关、通讯芯片、光电耦合器构成，所述单片机连接微动开关、通讯芯片和光电耦合器。

7.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述三相程控工频功率电源器包括单片机，与单片机连接的通讯单元、控制显示单元、继电器控制单元、波形存储单元、D/A转换单元、直流基准单元、键盘单元，所述波形存储单元预置数字量的电压电流三相波形，由D/A转换单元参考直流基准单元的直流基准转换为模拟信号后输入功放；所述功放连接继电器单元，所述继电器单元由继电器控制单元来控制，将功放输入的模拟信号输出；采样单元采样输出信号一路送显示单元实时显示，另一路反馈到功放；通讯单元采用光电耦合方式连接PC机和三相程控工频功率电源器。

8.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述模拟接线控制器包括单片机，与单片机连接的通讯单元、时间显示单元、继电器控制单元，继电器控制单元控制继电器单元模拟各种接线错误，通讯单元采用光电耦合方式连接三相程控工频功率电源器和模拟接线控制器，时间显示单元由单片机控制计时、显示。

9.如权利要求1或2所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述检测电路器包括采样单元、单片机、A/D单元和相位比较单元，所述采样单元实时采样接线盒、电能表端的电压电流，分别送到A/D单元和相位比较单元，由A/D单元转换成数字量，由相位比较单元比较出相位关系，再送入单片机中处理。

10.如权利要求1所述的电能表错误接线程控模拟装置，其特征在于，所述计时器安装在柜体正面眉框的右侧，所述三相电压指示表均匀分布地安装在柜体正面的上部，计量表均匀分布地安装在三相电压指示表下方的柜体正面的中上部，所述接线盒安装在计量表下方的柜体正面取中的腰部。

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