CN204596217U - 一种用于培训的低压台区集抄模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，其特征在于：虚负荷功率源具备1组U、V、W、N电压端子，U、V、W相各1组电流端子，从可调虚负荷功率源电压端子引出电压线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W、N电压端子，再从联合接线盒引出电压线接至集中抄表终端及智能电能表电压端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电压形成并联；其通过对原有报废装置的线路及表计进行升级改造，满足了对集中抄表终端、电能表示数抄读、调试、排故等方面的培训。

Description

一种用于培训的低压台区集抄模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，可用于现场相关岗位工作人员的集中抄表终端，单、三相智能电能表认知、示数抄读、参数设置、故障排除等方面的培训。

背景技术

随着智能电网技术的推进、智能电能表大面积的覆盖普及、集中抄表终端等采集设备大批量安装，客户用电信息在供电企业各业务领域已经得到全面深化和应用。在工作现场已经有99%低压用电客户实现了集中抄表终端自动抄表，那么集中抄表终端、智能电能表如何认知、示数如何抄读、参数如何设置、怎样故障排除，相关岗位工作人员对此方面培训需求非常大，如将专业培训放在工作现场，但是工作现场情况复杂，安全危险点、隐患多，供电台区辐射面积大，不能随意为客户电能表设置故障，培训质量、效果不能保证，且还会对供电优质服务造成影响，人身安全造成危害。同时本单位原有两台CKM2007程控抄表模拟培训装置，由于购置时间早，只具有电能表走字的单一功能，仅能进行抄表核算培训，不能满足用电信息采集自动化抄表相关培训需求。所以，为满足相关岗位人员的培训需求，升级改造此类具备集中抄表终端，单、三相智能电能表认知、示数抄读、参数设置、故障排除等方面的培训内容的设备是十分必要及迫切需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，与以往相关装置不同，此设备通过对原有报废装置的线路及表计进行升级改造，满足了对集中抄表终端、电能表示数抄读、调试、排故等方面的培训。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，由柜体、1台虚负荷功率源、1块继电器板、11块单、三相智能电能表、1块集中抄表终端、12个联合接线盒组成，其特征在于：虚负荷功率源具备1组U、V、W、N电压端子，U、V、W相各1组电流端子，从可调虚负荷功率源电压端子引出电压线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W、N电压端子，再从联合接线盒引出电压线接至集中抄表终端及智能电能表电压端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电压形成并联；从可调虚负荷功率源电流端子引出电流线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W电流端子，再从联合接线盒引出电流线接至集中抄表终端及智能电能表电流端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电流形成串联；集中抄表终端与单、三相智能电能表通过低压电力线相连，单、三相智能电能表载波信号通过电力线传输到集中抄表终端的载波信号耦合电路的火线（L）与零线（N）管脚。

所述的载波信号耦合电路，主要由LC滤波电路和信号隔离耦合变压器TC-X-05和二极管P6KE22CA组成；首先载波信号通过火线（L）与零线（N）管脚传递到耦合电路，载波信号经过LC滤波电路耦合滤掉低频，再通过隔离耦合变压器将信号耦合至低电压，并将通信电路与交流强电进行隔离；为防止冲击电压烧坏通信电路，二极管P6KE22CA可有效抑制浪涌电压对电压产生的损坏；经过耦合放大的载波信号通过RTX管脚与载波信号接收滤波电路相连。

所述的载波信号接收滤波电路，由L3、R23、C18和L1、C14、R20组成串并联谐振回路，对载波信号进行滤波，消除其余信号及噪声信号，电路中的二极管VD1起到防止电路被高电压击穿并起到浪涌保护，载波信号在通过滤波电路将噪声及垃圾信号滤除后，得到的清晰载波信号通过FSK管脚传递给载波信号解调电路。

所述的载波信号解调电路，主要由MC3361BPL模块组成，MC3361BPL模块内含振荡电路、混频电路、限幅放大电路和载频检测电路，载波信号耦合电路将清晰的载波电路通过FSK管脚传递过来后，被转变成为频率为421KHz中频信号，通过MIX OUT管脚输出，由421KHz陶瓷滤波器选频，再经LIM IN管脚重新输入到载波信号解调电路，此时载波信号已经被限幅放大器进行高增幅放大。QUAD管脚外接元件组成421KHz鉴频振荡回路，放大后的中频载波信号在内部进行鉴频解调，并经一级电压放大后由REC AUD管脚输出解调后的载频信号传递到滤波放大电路；之后再经滤波放大电路处理后，信号解调工作完成；同时经过耦合的载波信号通过载波信号耦合电路的TXA和TXB两个管脚，传递给载波信号发送电路。

所述的载波信号发送电路，由扩频信号输入、谐振功率放大器、馈网电路组成，当载波信号发送电路TXA和TXB两个管脚，接收到载波耦合电路传递过来的载波信号后，先经过扩频信号输入和放大器将载波信号功率进行放大，便于信号在电力线及电路间传输。经处理的载波信号经发送电路的ASSCOUT管脚，将信号传递给CPU控制电路，CPU控制电路将解调后，滤除干扰且翻译出的载波信号，通过PLC及单片机进行运算和处理，并进行光电输出，传输给指示灯及显示屏。

本实用新型的积极效果是升级改造后的装置，对集中抄表终端、智能电能表进行更改接线，可实现集中抄表终端，单、三相智能电能表认知、示数抄读、参数设置、故障排除等方面的培训，同时较现场开展培训有如下优点：

1. 集中抄表终端、智能电能表认知培训：按照国家电网公司要求安装在客户现场的集中抄表终端、智能电能表必须要符合国家标准规范要求，安装在该装置集中抄表终端、智能电能表均是符合国家标准规范的，所以使培训内容标准、规范。

2. 集中抄表终端、智能电能表示数抄读培训：由于集中抄表终端、智能电能表在2014年末才完成对所有用电客户进行全覆盖，同时由于集中抄表终端、智能电能表的示数抄读比以往电能表有很大差异，抄读电能表需要带电进行操作，如在工作现场进行培训，由于工作现场情况复杂，安全危险点、隐患多，会工作人员人身安全造成隐患。该装置是用虚负荷功率源供电的，虚负荷功率源可手动进行升压、升流及设置功率因数，集中抄表终端及其它11块智能电能表对虚负荷功率源输出功率进行电能计量。如一旦装置发生短路或开路故障，装置电源装有漏电保护器，可迅速断开装置总电源，保护培训人员人身及设备安全。

3. 集中抄表终端、智能电能表参数其设置培训：集中抄表终端及其它11块智能电能表是安装在一个柜面的，其内部均具备载波通讯模块，通过对集中抄表终端进行相应的参数设置，集中抄表终端通过电压线，采用电力线载波通讯技术，对其它11块智能电能表电能信息进行集中采集，例如电压、电流、功率、电量等信息。如在工作现场培训，由于一个台区电力辐射面积大，培训人员可操作电能表少，如培训人员多，安全监控难度大。

4. 集中抄表终端、智能电能表故障排除培训：通过对该装置联合接线盒接线及集中抄表终端、智能电能表参数设置，可已经手动设置故障，由培训人员进行查找及排除。如在工作现场培训，不能随意为用电客户电能表设置故障，且由于是带电培训，对供电优质服务、人身安全造成很大隐患。

附图说明

图1载波信号耦合电路。

图2 载波信号滤波电路。

图3 载波信号解调电路。

图4 载波信号发送电路。

图5为本实用新型的柜前结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述：如图1所示一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，由柜体、1台虚负荷功率源、1块继电器板、11块单、三相智能电能表、1块集中抄表终端、12个联合接线盒及其二次回路组成，其特征在于： 集中抄表终端与三相智能电能表通过低压电力线相连，三相智能电能表载波信号通过电力线传输到集中抄表终端的载波信号耦合电路的L与N管脚，将载波信号输出功率放大，再通过RTX管脚与载波信号接收滤波电路相连，将载波信号中噪声、伪信号、干扰信号、及谐波污染滤除，得到固定频率、无污染的载波信号。“载波信号接收滤波电路”将固定频率、无污染的载波信号通过FSK管脚传递给“载波信号解调电路”，同时经过耦合的载波信号通过“载波信号耦合电路”的TXA和TXB两个管脚，传递给“载波信号发送接收电路”进行放大，便于在电力线及电路间信号传输。“载波信号解调电路”将载波信号进行调制，将其与干扰信号分离，并进行处理后，对载波信号进行解析，翻译出电能、电压、电流、功率因数等信息后，将信号传递给CPU控制电路。CPU控制电路将解调后，滤除干扰且翻译出的载波信号，通过PLC及单片机进行运算和处理，并进行光电输出，传输给指示灯及显示屏。这样我们在装置上的集中抄表终端的显示屏上可以看到智能电能表载波模块通过电力线载波传输的过来的电能信息了。

如图5所示，虚负荷功率源具备1组U、V、W、N电压端子，U、V、W相3组电流端子，从可调虚负荷功率源电压端子引出电压线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W、N电压端子，再从联合接线盒引出电压线接至集中抄表终端及智能电能表电压端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电压形成并联；从可调虚负荷功率源电流端子引出电流线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W电流端子，再从联合接线盒引出电流线接至集中抄表终端及智能电能表电流端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电流形成串联。以一相电压为例；

如图1所示载波信号耦合电路，主要由LC滤波电路和信号隔离耦合变压器TC-X-05和二极管P6KE22CA组成；首先载波信号通过火线（L）与零线（N）管脚传递到耦合电路，载波信号经过LC滤波电路耦合滤掉低频（包括20Hz的交流电压），再通过隔离耦合变压器将信号耦合至低电压，并将通信电路与交流强电进行隔离。为防止冲击电压烧坏通信电路，二极管P6KE22CA可有效抑制浪涌电压对电压产生的损坏。经过耦合放大的载波信号通过RTX管脚与载波信号接收滤波电路相连。

如图2所示载波信号接收滤波电路，由L3、R23、C18和L1、C14、R20组成串并联谐振回路，对载波信号进行滤波，消除其余信号及噪声信号，电路中的二极管VD1起到防止电路被高电压击穿并起到浪涌保护。载波信号在通过滤波电路将噪声及垃圾信号滤除后，得到的清晰载波信号通过FSK管脚传递给载波信号解调电路。

如图3所示载波信号解调电路，主要由MC3361BPL模块组成，MC3361BPL模块内含振荡电路、混频电路、限幅放大电路和载频检测电路等。载波信号耦合电路将清晰的载波电路通过FSK管脚传递过来后，被转变成为频率为421KHz中频信号，通过MIX OUT管脚输出，由421KHz陶瓷滤波器选频，再经LIM IN管脚重新输入到载波信号解调电路，此时载波信号已经被限幅放大器进行高增幅放大。QUAD管脚外接元件组成421KHz鉴频振荡回路，放大后的中频载波信号在内部进行鉴频解调，并经一级电压放大后由REC AUD管脚输出解调后的载频信号传递到滤波放大电路。之后再经滤波放大电路处理后，信号解调工作完成。同时经过耦合的载波信号通过载波信号耦合电路的TXA和TXB两个管脚，传递给载波信号发送电路。

如图4所示载波信号发送电路，由扩频信号输入、谐振功率放大器、馈网电路组成，当载波信号发送电路TXA和TXB两个管脚，接收到载波耦合电路传递过来的载波信号后，先经过扩频信号输入和放大器将载波信号功率进行放大，便于信号在电力线及电路间传输。经处理的载波信号经发送电路的ASSCOUT管脚，将信号传递给CPU控制电路，CPU控制电路将解调后，滤除干扰且翻译出的载波信号，通过PLC及单片机进行运算和处理，并进行光电输出，传输给指示灯及显示屏。

该装置是用虚负荷功率源供电的，虚负荷功率源可手动调节电压、电流的大小、相位，以控制智能电能表有功、无功的走字速度。当虚负荷功率源有功率输出时，集中抄表终端、智能电能表就会带电，并对虚负荷功率源输出的功率进行电能计量。集中抄表终端及智能电能表内部均配备载波通讯模块，在集中抄表终端进行相应参数设置后，安装在集中抄表终端内部的载波通讯模块，会向电压线发送电力载波信号，自动采集11块单、三相智能电能表的载波通讯模块的内部存储的电能信息。

通过此类装置的升级改造，可以培训学员对集中抄表终端、智能电能表数据的抄读，包括型号、名称、厂家、资产编号、有功总电量、无功总电量、电压、电流、功率因数等，还可以查询用户峰谷平用电情况、当前所处时段、当前电量、当前电费、上月电量、上月电价等；通过对集中抄表终端的参数设置，可以通过电力线载波传输实现定时采集单相、三相智能电能表的电能信息，包括实时有功电量、无功电量、电压、电流、功率因数等。可以培训学员对集中抄表终端的使用，例如查询该集中抄表终端下所有电能表信息，对集中抄表终端的参数设置等；通过对该装置的集中抄表终端、智能电能表手动设置错误接线、断线、采集失败、功率反向等故障，并进行相应的故障排除培训。

Claims (5)

1.一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，由柜体、1台虚负荷功率源、1块继电器板、11块单、三相智能电能表、1块集中抄表终端、12个联合接线盒组成，其特征在于：虚负荷功率源具备1组U、V、W、N电压端子，U、V、W相各1组电流端子，从可调虚负荷功率源电压端子引出电压线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W、N电压端子，再从联合接线盒引出电压线接至集中抄表终端及智能电能表电压端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电压形成并联；从可调虚负荷功率源电流端子引出电流线，接至装置柜前联合接线盒U、V、W电流端子，再从联合接线盒引出电流线接至集中抄表终端及智能电能表电流端子，使集中抄表终端与其它11块智能表电流形成串联；集中抄表终端与单、三相智能电能表通过低压电力线相连，单、三相智能电能表载波信号通过电力线传输到集中抄表终端的载波信号耦合电路的火线（L）与零线（N）管脚。

2.根据权利要求1中所述的一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，其特征在于所述的载波信号耦合电路，主要由LC滤波电路和信号隔离耦合变压器TC-X-05和二极管P6KE22CA组成；首先载波信号通过火线（L）与零线（N）管脚传递到耦合电路，载波信号经过LC滤波电路耦合滤掉低频，再通过隔离耦合变压器将信号耦合至低电压，并将通信电路与交流强电进行隔离；为防止冲击电压烧坏通信电路，二极管P6KE22CA可有效抑制浪涌电压对电压产生的损坏；经过耦合放大的载波信号通过RTX管脚与载波信号接收滤波电路相连。

3.根据权利要求1中所述的一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，其特征在于所述的载波信号接收滤波电路，由L3、R23、C18和L1、C14、R20组成串并联谐振回路，对载波信号进行滤波，消除其余信号及噪声信号，电路中的二极管VD1起到防止电路被高电压击穿并起到浪涌保护，载波信号在通过滤波电路将噪声及垃圾信号滤除后，得到的清晰载波信号通过FSK管脚传递给载波信号解调电路。

4.根据权利要求1中所述的一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，其特征在于所述的载波信号解调电路，主要由MC3361BPL模块组成，MC3361BPL模块内含振荡电路、混频电路、限幅放大电路和载频检测电路，载波信号耦合电路将清晰的载波电路通过FSK管脚传递过来后，被转变成为频率为421KHz中频信号，通过MIX OUT管脚输出，由421KHz陶瓷滤波器选频，再经LIM IN管脚重新输入到载波信号解调电路，此时载波信号已经被限幅放大器进行高增幅放大，QUAD管脚外接元件组成421KHz鉴频振荡回路，放大后的中频载波信号在内部进行鉴频解调，并经一级电压放大后由REC AUD管脚输出解调后的载频信号传递到滤波放大电路；之后再经滤波放大电路处理后，信号解调工作完成；同时经过耦合的载波信号通过载波信号耦合电路的TXA和TXB两个管脚，传递给载波信号发送电路。

5.根据权利要求1中所述的一种用于培训的低压台区集抄模拟装置，其特征在于所述的载波信号发送电路，由扩频信号输入、谐振功率放大器、馈网电路组成，当载波信号发送电路TXA和TXB两个管脚，接收到载波耦合电路传递过来的载波信号后，先经过扩频信号输入和放大器将载波信号功率进行放大，便于信号在电力线及电路间传输，经处理的载波信号经发送电路的ASSCOUT管脚，将信号传递给CPU控制电路，CPU控制电路将解调后，滤除干扰且翻译出的载波信号，通过PLC及单片机进行运算和处理，并进行光电输出，传输给指示灯及显示屏。