智能电表信息采集实训装置的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——智能电表信息采集实训装置。该专利由北京北研兴电力仪表有限责任公司申请，并于2017年6月20日获得授权公告。

内容说明

本实用新型涉及程控模拟技术领域，尤其涉及应用于用电信息采集领域的程控模拟装置；具体涉及一种智能电表信息实训装置。

发明背景

随着国家电网公司“SG186”工程的实施，国家电网公司加大了对电能系统采集的研究力度。国家电网公司提出了坚强智能电网概念，电能信息采集是其中的重要组成部分，系统主要实现对所有用电侧电能信息的“全覆盖、全采集”，电能信息采集系统的发展进入新阶段。

用电信息采集终端可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令。其按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）等类型。供电工作人员在现场时，可能会遇到出现各种各样的接线故障和通讯故障，而这些故障会影响到工作生产人员安全，电能损耗或设备损害等一系列的重大损失。

如何更好的避免和及时熟练的纠正各种故障对于供电系统的电工或抢修工作人员来说，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，一是在运行现场实地解决，二是利用现有的极为简单的训练装置，进行岗前模拟培训。就第一种方法而言，由于现场的局限性（不安全性、快速性），决定了不可能进行反复、完整的练习，就第二种方法而言，现有的训练装置结构过于简单，培训内容不全面，并且接线后需要人工检查，通电运行困难较大，既不安全又费时费力。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种智能电表信息实训装置，具有人身安全保护、可程控、定时计时、语音提示、故障设置全面、可视界面良好等功能。该装置具有使用安全、操作便捷、功能全面的特点。

为达上述目的，本实用新型采取的具体技术方案是：一种智能电表信息实训装置，包括：一柜体，及设置于柜体中的：一上位机、一交换机、一串口服务器、一或多组功能模组及一语音模块。

其中，各所述功能模组包括一三相虚负荷功率源、一故障设置模块组、一表计组及一显示模块；所述上位机与交换机连接，所述交换机与所述串口服务器连接；所述三相虚负荷功率源、故障设置模块组、表计组、语音模块均与串口服务器连接；所述表计组同时与交换机连接；所述显示模块与故障设置模块组连接。

进一步地，在其中一或多组功能模组中还包括与故障设置模块组连接的一计时器。所述上位机通过网线通讯连接交换机，用以安装程控软件、终端设置采集软件，实现如下功能的一种或几种：程控故障设置、功率源输出、时钟显示、语音播报、显示模块显示、设置终端参数、进行终端采集。所述表计组包括一专变终端；所述交换机通过网线分别通讯连接串口服务器及专变终端的网口；所述交换机用以使串口服务器、专变终端共享端口与上位机通讯，读取专变终端数据。

进一步地，所述表计组还包括一仿真表；所述串口服务器通过RS485通讯方式接线并联连接三相虚负荷功率源、故障设置模块、语音模块，用以通过上位机控制功率源输出、故障设置、语音播报；通过RS485通讯方式接线并联连接表计组中的仿真表，用以通过上位机发送仿真表所需数据；通过RS232通讯方式接线连接专变终端的一维护口，用以通过上位机设置专变终端参数。

所述三相虚负荷功率源通过RS485通讯连接串口服务器；通过电压线、电流线连接故障设置模块；用以实现由上位机控制电压电流输出并将报警信息返回上位机，功率源的电压电流输出到故障设置模块组。所述故障设置模块组通过RS485线连接串口服务器、通过专用电缆线连接显示模块，通过RS485线连接计时器、通过电压电流线及RS485线连接表计组、通过电压电流线连接三相虚负荷电源；用以实现各表计计量回路中的常见故障模拟；实现终端与电能表RS485通信故障模拟；用以发送变比参数至显示模块，由显示模块显示；用以转收上位机时钟设置指令，同步上位机时间或倒计时；用以将源输出的电压电流供给表计组。

所述表计组还包括一智能表；所述表计组通过电压电流线及RS485线连接故障设置模块组；通过网线连接交换机；通过RS232和/或RS485接线连接串口服务器；所述智能表选自专变终端、三相四线智能表、三相三线智能表、单相智能表；所述仿真表选自三相仿真表、单相仿真表。

进一步地，所述语音模块通过RS485线连接串口服务器；用以与上位机通过网线线通讯，发出语音提示。所述计时器通过接线连接故障设置模块组；用以接收上位机控制，显示当前的系统时间或设置练习考试时间，并对考试时间进行倒计时；所述显示模块为一液晶显示，通过专用电缆线连接故障设置模块组。

通过上述技术方案描述的智能电表信息采集实训装置集培训学习、理论验证、实际操作、考核考试于一体的多功能实训设备装置最大的特点使用安全和操作便捷、功能全面。具备终端及表计的安装演示、运行状态模拟、故障模拟功能及相应教学培训所需的辅助功能。通过模拟典型用户系统，配合单三相智能电表、单三相仿真智能电表实现总分表嵌套关系、抄表核算、信息采集等功能。通过计量回路、通讯回路设置用户典型故障，实现提高计量回路接线故障、通讯故障判断排查能力。

能满足电工考核鉴定中的用电信息采集实训项目需要，同时也可应用于农村供电所和配电抢修中心工作人员日常技术训练。该装置适用于各劳动职业技能鉴定部门、供电系统基层单位，电力培训部门、大中专、技校、职校。