专利名称：低压计量反窃电培训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供配电系统对技术及管理人员进行技能培训和技术鉴定的
实验装置或教学培训装置，具体地说，涉及一种低压计量反窃电培训装置。
背景技术：
电自从被发现、利用至今，已成为人类社会生存、发展、进步所不可缺少的一种重 要能源，人类的所有活动几乎都与电有着密切的关系；随着经济的发展，对电的需求量不断 扩大，电力销售市场的扩大又剌激了整个电力生产的发展，但是随着用电量的增大，尤其是 伴随着市场经济体系的建立，窃电现象在全国越来越普遍，窃电问题也变得越来越突出；窃 电问题不仅困扰电力企业的发展，也严重影响了国家的经济建设和社会的稳定，然而，由于 主观和客观上的种种原因，窃电现象却仍然长期存在并困扰着供电企业；从近年来发现和 处理的各种窃电案件来看，不但窃电的手法越来越高明，窃电的数额越来越大，而且有些窃 电者还专门钻法律空子，想方设法逃避应有的惩罚；因此，防治窃电问题已成为一个不容忽 视的、迫切需要解决的重要课题。 目前，电力系统尤其是农村电网系统，其供电检查人员技术水平相对较低，还远远 不能满足查处窃电的要求；基于严重的窃电现象，这就使得供电企业急需提高供电检查及 相关管理人员的反窃电技术水平；现有技术中，针对供电管理人员查处窃电现象的技术培 训，因缺乏实验和反窃电演练设备，无法直观演示窃电方式或手段，而紧紧依靠理论性教 学，这常常使得培训的效果不佳。 为了解决以上问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种安全可靠、实用性强的 低压计量反窃电培训装置。 为了实现上述目的，本实用新型提供一种低压计量反窃电培训装置，该装置包括 隔离变压器、窃电模拟器、电能表、通讯模块和计算机，其中，所述隔离变压器、所述电能表 分别连接所述窃电模拟器的进线端和出线端，所述计算机通过所述通讯模块与所述窃电模 拟器通信以控制窃电模拟器模拟不同的窃电方式。 基于上述，所述窃电模拟器包括开关电源、485通讯模块、单片机控制电路和继电 器矩阵电路；其中，所述继电器矩阵电路包括继电器驱动芯片和多个继电器，所述继电器线 圈一端连接所述开关电源，所述继电器线圈另一端连接所述继电器驱动芯片，所述继电器 切换触点两端分别用于连接所述隔离变压器和所述电能表；所述开关电源分别连接所述 485通讯模块和所述单片机控制电路以提供电源，所述485通讯模块连接所述单片机控制 电路，所述单片机控制电路连接所述继电器驱动芯片。 基于上述，所述485通讯模块包括一组MAX485芯片和三组6N137光电隔离芯片， 其中，485通讯信号经MAX485芯片转换后输出到三组6N137光电隔离芯片进行隔离，隔离后的通讯信号用于连接所述单片机控制电路。 基于上述，所述单片机控制电路包括微型处理器、三组6N137光电隔离芯片和 CD4094总线寄存器，其中，485通讯模块输出的通讯信号经微型处理器处理后输出控制信 号，所述控制信号经三组6N137光电隔离芯片隔离后输出到所述CD4094总线寄存器，所述 CD4094总线寄存器用于连接继电器驱动芯片。 基于上述，所述继电器线圈两端并联二极管，所述二极管负极连接所述开关电源。 本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，该装置具有以下优 点1、该装置各种窃电方式演示齐全可演示仿真单相直通表、单相带CT表、三相四线表和 三相三线表发生窃电时的电能表计量现象，而且大多是在实际窃电现场发生过；2、该装置 各种窃电方式设置后，计算机可自动显示接线原理图，清楚明了，人工智能；3、该装置具备 考试、考核功能，考核时培训教师能够在此装置上统一进行故障设置，保证考核公证性。
图1是本实用新型的工作原理及结构框图； 图2是所述窃电模拟器的工作原理及结构框图； 图3是所述窃电模拟器中485通讯模块及单片机控制电路的电路原理示意图； 图4是所述窃电模拟器中继电器矩阵电路的电路原理示意图。
具体实施方式下面通过具体实施方式
，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 如图1所示，一种低压计量反窃电培训装置，该装置包括隔离变压器11、窃电模拟 器12、电能表13、通讯模块14和计算机15，其中，所述隔离变压器11、所述电能表13分别 连接所述窃电模拟器12的进线端和出线端，所述计算机15通过所述通讯模块14与所述窃 电模拟器12通信以控制窃电模拟器12模拟不同的窃电方式。 系统的工作过程是工频三相四线制电源经过隔离变压器11后进入到窃电模拟 器12，和市电隔离的电源进入窃电模拟器12后，在窃电模拟器12内部由继电器矩阵电路进 行电路变换，输出到电能表13进行电能计量； 设置窃电方式时，通过计算机15发送指令后，由通讯模块14转换为RS485信号，
然后与窃电模拟器12进行通讯，窃电模拟器12通过单片机控制继电器矩阵电路中的继电
器使其动作，进行电路变换。 装置各部分具体组成及连接关系是 隔离变压器ll，外接工频电源，用于工频电源输入和实验装置的隔离，以确保实验 过程中的安全；隔离变压器ll采用变比为1 : 1的变压器，它是一种通用产品； 窃电模拟器12，用于模拟各种窃电方式，由继电器矩阵电路及其驱动电路组成，通 过继电器的组合，模拟不同的窃电方式； 电能表13，表尾接于窃电模拟器12的输出端，用于不同窃电方式下电能消耗的计 通讯模块14，是RS232/485转换模块，属于一种通用产品； 计算机15，是一种通用的计算机，主要实现控制及本装置模拟的各种窃电方式及现象的演示。 如图2、图3和图4所示，所述窃电模拟器包括开关电源1 、485通讯模块2、单片机 控制电路3和继电器矩阵电路4 ;其中，所述开关电源1分别连接所述485通讯模块2、所述 单片机控制电路3和继电器矩阵电路4以提供电源，所述485通讯模块2连接所述单片机 控制电路3，所述单片机控制电路3连接所述继电器矩阵电路4的继电器驱动芯片。 如图3所示，所述485通讯模块包括一组MAX485芯片Ul、三组6N137光电隔离芯 片(U3， U4， U5)和若干电阻(Rl， R3， R4， R5， R6， R7， R8， R9)，其中，485通讯信号经MAX485 芯片转换后输出到三组6N137光电隔离芯片进行隔离，隔离后的通讯信号用于连接所述单 片机控制电路。 基于上述，所述单片机控制电路包括微型处理器U2、三组6N137光电隔离芯片 (U6， U7， U8)、两个CD4094总线寄存器(U9， U10)、若干电阻(RIO， Rll， R12， R13， R14， R15)、 电阻排RR1、两个电容(Cl， C2)和晶振CY1，所述微型处理器U2采用AT89S52，所述CD4094 总线寄存器是8级移位存储总线寄存器；其中，485通讯模块输出的通讯信号经微型处理器 处理后输出控制信号，所述控制信号经三组6N137光电隔离芯片隔离后输出到所述CD4094 总线寄存器，所述CD4094总线寄存器用于连接继电器驱动芯片。 在窃电模拟器12中，RS485通讯信号进入MAX485芯片的6P、7P脚，通讯信号经过 转换后，从MAX485芯片的1P、4P脚输出到6N1 37光电隔离芯片进行隔离，MAX485芯片的 2P、3P脚接收微型处理器U2的I/O 口经过6N137光电隔离芯片发送的电平数据，使其处于 通讯信号的接受或者发送状态，隔离后的通讯信号到微型处理器U2的通讯串口 RXD、 TXD 脚，经过微型处理器U2处理后，发送数据到CD4094总线寄存器，再输出到继电器驱动芯片， 继电器驱动芯片驱动相应继电器动作，完成窃电电路转换。 如图4所示，所述继电器矩阵电路4包括两个继电器驱动芯片(U11，U12)、14个继 电器(Ll， L2， L3， L4， L5， L6， L7， L8， L9， LIO， Lll， L12， L13， L14)和与前述14个继电器配 套的14个二极管(Dl， D2， D3， D4， D5， D6， D7， D8， D9， DIO， Dll， D12， D16， D17)，所述继电器 驱动芯片采用MC1413;其中，所述继电器线圈一端连接所述开关电源，所述继电器线圈另 一端连接所述继电器驱动芯片，所述继电器切换触点两端并联二极管，所述二极管负极连 接所述开关电源；所述继电器两端分别用于连接所述隔离变压器11和所述电能表13。 最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限 制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当 理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替 换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案 范围当中。
权利要求一种低压计量反窃电培训装置，其特征在于该装置包括隔离变压器、窃电模拟器、电能表、通讯模块和计算机，其中，所述隔离变压器、所述电能表分别连接所述窃电模拟器的进线端和出线端，所述计算机通过所述通讯模块与所述窃电模拟器通信。
2. 根据权利要求1所述的低压计量反窃电培训装置，其特征在于所述窃电模拟器包 括开关电源、485通讯模块、单片机控制电路和继电器矩阵电路；其中，所述继电器矩阵电 路包括继电器驱动芯片和多个继电器，所述继电器线圈一端连接所述开关电源，所述继电 器线圈另一端连接所述继电器驱动芯片，所述继电器切换触点两端分别用于连接所述隔离变压器和所述电能表；所述开关电源分别连接所述485通讯模块和所述单片机控制电路以 提供电源，所述485通讯模块连接所述单片机控制电路，所述单片机控制电路连接所述继 电器驱动芯片。
3. 根据权利要求2所述的低压计量反窃电培训装置，其特征在于所述485通讯模块 包括一组MAX485芯片和三组6N137光电隔离芯片，其中，485通讯信号经MAX485芯片转换 后输出到三组6N137光电隔离芯片进行隔离，隔离后的通讯信号用于连接所述单片机控制 电路。
4. 根据权利要求2所述的低压计量反窃电培训装置，其特征在于所述单片机控制电 路包括微型处理器、三组6N137光电隔离芯片和CD4094总线寄存器，其中，485通讯模块输 出的通讯信号经微型处理器处理后输出控制信号，所述控制信号经三组6N137光电隔离芯 片隔离后输出到所述CD4094总线寄存器，所述CD4094总线寄存器用于连接继电器驱动芯 片。
5. 根据权利要求2所述的低压计量反窃电培训装置，其特征在于所述继电器两端并 联二极管，所述二极管负极连接所述开关电源。
专利摘要本实用新型提供一种低压计量反窃电培训装置，该装置包括隔离变压器、窃电模拟器、电能表、通讯模块和计算机，其中，所述隔离变压器、所述电能表分别连接所述窃电模拟器的进线端和出线端，所述计算机通过所述通讯模块与所述窃电模拟器通信以控制窃电模拟器模拟不同的窃电方式；所述窃电模拟器包括开关电源、485通讯模块、单片机控制电路和继电器矩阵电路；其中，所述继电器矩阵电路包括继电器驱动芯片和多个继电器，所述开关电源分别连接所述485通讯模块和所述单片机控制电路以提供电源，所述485通讯模块连接所述单片机控制电路。该装置解决了低压计量反窃电教学实验或培训手段落后的问题，其具有安全可靠、实用性强的优点。
文档编号G09B23/18GK201465383SQ200920090268
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者支长义, 柴书峰, 王占清, 董生怀 申请人:郑州万特电气有限公司