一种便携式电能计量装置接线仿真设备的制作方法

本发明涉及电能计量装置接线仿真培训，尤其涉及一种便携式电能计量装置接线仿真设备。

背景技术：

1、目前，电网公司营销专业进行电能计量装置电量追补还原或电能计量装置接线故障培训时均要使用到电能计量装置错误接线仿真装置，但目前的部分电能计量装置错误接线仿真装置采用市电220v，经过简单隔离，使用过程中安全隐患大，发生触电危险后伤害严重；并且另一部分电能计量装置错误接线仿真装置采用虚负荷电源，虚负荷电源具备了完善的过压、过流、过热等保护措施，为当前流行的仿真接线模式，但是因为电压也超出了安全电压，虽然有完善的保护措施，但是使用中也会带来不小的安全隐患；以上两种电能计量装置错误接线仿真装置设计尺寸都比较大且笨重，有的甚至重达几千斤，一次安装后不具备移动性，便利性较差，不利于提高各县局供电所员工的技能水平；

2、为了解决以上存在的问题，为此，提出了一种便携式电能计量装置接线仿真设备

技术实现思路

1、针对以上不足，本发明提供一种便携式电能计量装置接线仿真设备，能够相对现有技术具有实质性特点和具有很高的使用性以及推广性，具体的说，可以用于电力企业的电能计量装置接线仿真还原及电能计量故障追补辅助数据支撑，也可以用于电力企业及电力电校的培训学习及研究，具体技术方案如下：

2、一种便携式电能计量装置接线仿真设备，包括：箱体、can总线通讯模块、小信号仿真三相电能表、小信号相位伏安表、小信号集成处理中心、小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路、接线故障模拟控制器以及接线盒，所述小信号集成处理中心、小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路、接线故障模拟控制器以及接线盒均设置在箱体的下方内侧，所述小信号仿真三相电能表设置在箱体上方内内侧，所述小信号集成处理中心安装有本地wifi通讯协议的控制软件，所述小信号集成处理中心与所述can总线通讯模块采用无线通讯连接，所述小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路分别与所述小信号集成处理中心电路通信口并行连接，所述接线盒与接线故障模拟控制器连接，所述接线故障模拟控制器与小信号集成处理中心连接，所述接线盒负责转接箱体内部电压电流出线到小信号仿真三相电能表的表尾。

3、优选的，所述小信号集成处理中心电路包括采用arm核心板设计的mcu多功能主控单元、上行通讯wifi通讯模块、下行通讯方面can总线通讯模块，所述小信号集成处理中心采用lan—can通讯转换协议，集成以太网通讯的优点。

4、优选的，所述接线故障模拟控制器包括mcu微型处理器模块、通信模块和继电器矩阵电路，用于实现电能计量装置接线的各种组合功能。

5、优选的，所述小信号仿真三相电能表电能表包括外壳、主板、液晶显示屏，其中，所述外壳采用表计真实外壳，保持与现场一致，所述主板用于实现电能计量、通信等功能，所述液晶显示屏与所述主板通信口并行连接，负责显示电压、电流、功率、电能、电参量等各项数据。

6、优选的，所述小信号相位伏安表包括主机和两只钳表，钳表连接用于配合便携式电能计量装置接线仿真设备而使用的专用仪器，主机用于接收设备产生的小信号并解析。

7、优选的，所述三相电能表设置有两块，并采用电压并联，电流串联的方式。

8、优选的，所述箱体包括两个气弹簧支撑杆，两个所述气弹簧支撑杆对称安装在箱体的两侧，负责箱体打开后支撑三相表固定牢靠。

9、优选的，所述箱体正面还包括电压参考相的端子，负责查找接线故障时，测量电压参考相，辅助确定a相或者b相电压位置。

10、优选的，所述箱体还包括拉杆和万向轮，所述拉杆固定连接在箱体的侧方，用于负责箱体运输过程中的助力功能，且拉杆采用工程塑料加合金材质，坚固耐用；所述万向轮采用静音塑料万向控制轮，并设置在箱体的远离拉杆的一侧；所述箱体的侧面还包括电源进线端口、接地标牌和以太网接口，所述接地标牌负责设备的接地点零电位，所述以太网接口负责在不使用平板电脑的同时也可以采用台式机安装配套软件控制设备，所述电源进线端口负责整个设备的电源供给，本设备采用直流12v供电，远远低于安全电压

11、优选的，所述小信号三相电压、小信号三相电流是虚负荷电源，该虚负荷电源是采用数字合成技术，采用mcu+fpga进行波形数字量量化，一个周期的正弦波信号是360度，将正弦波信号量化为3600个数字量；所述小信号三相电压、小信号三相电流通过波形合成后输出的幅度、频率、可调的正弦波信号经过d功放放大以及输出变换电路输出需要的电压、电流值接入到被测件上，同时输出的电压、电流经过模拟采样电路进入到计量芯片对当前的输出值进行测量，同时计量单元将测量值反馈到mcu中，mcu根据测量值的大小，实时调整合成波形的幅值。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种便携式电能计量装置接线仿真设备，相对现有技术具有实质性特点和具有很高的使用性以及推广性，具体的说，可以用于电力企业的电能计量装置接线仿真还原及电能计量故障追补辅助数据支撑，也可以用于电力企业及电力电校的培训学习及研究。发明为便携式，是目前市场上能实现该类仿真功能的最小化装置，不受限于场地大小，特别适合分布较为分散的县局供电所人员就地开展电能计量装置的接线仿真还原、计量装置故障追补辅助测算、计量装置接线研究、培训考评等工作。

技术特征：

1.一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，包括：箱体、can总线通讯模块、小信号仿真三相电能表、小信号相位伏安表、小信号集成处理中心、小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路、接线故障模拟控制器以及接线盒，所述小信号集成处理中心、小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路、接线故障模拟控制器以及接线盒均设置在箱体的下方内侧，所述小信号仿真三相电能表设置在箱体上方内内侧，所述小信号集成处理中心安装有本地wifi通讯协议的控制软件，所述小信号集成处理中心与所述can总线通讯模块采用无线通讯连接，所述小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路分别与所述小信号集成处理中心电路通信口并行连接，所述接线盒与接线故障模拟控制器连接，所述接线故障模拟控制器与小信号集成处理中心连接，所述接线盒负责转接箱体内部电压电流出线到小信号仿真三相电能表的表尾。

2.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述小信号集成处理中心电路包括采用arm核心板设计的mcu多功能主控单元、上行通讯wifi通讯模块、下行通讯方面can总线通讯模块，所述小信号集成处理中心采用lan—can通讯转换协议，集成以太网通讯的优点。

3.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述接线故障模拟控制器包括mcu微型处理器模块、通信模块和继电器矩阵电路，用于实现电能计量装置接线的各种组合功能。

4.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述小信号仿真三相电能表电能表包括外壳、主板、液晶显示屏，其中，所述外壳采用表计真实外壳，保持与现场一致，所述主板用于实现电能计量、通信等功能，所述液晶显示屏与所述主板通信口并行连接，负责显示电压、电流、功率、电能、电参量等各项数据。

5.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述小信号相位伏安表包括主机和两只钳表，钳表连接用于配合便携式电能计量装置接线仿真设备而使用的专用仪器，主机用于接收设备产生的小信号并解析。

6.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述三相电能表设置有两块，并采用电压并联，电流串联的方式。

7.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述箱体包括两个气弹簧支撑杆，两个所述气弹簧支撑杆对称安装在箱体的两侧，负责箱体打开后支撑三相表固定牢靠。

8.根据权利要求7所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述箱体正面还包括电压参考相的端子，负责查找接线故障时，测量电压参考相，辅助确定a相或者b相电压位置。

9.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述箱体还包括拉杆和万向轮，所述拉杆固定连接在箱体的侧方，用于负责箱体运输过程中的助力功能，且拉杆采用工程塑料加合金材质，坚固耐用；所述万向轮采用静音塑料万向控制轮，并设置在箱体的远离拉杆的一侧，所述箱体的侧面还包括电源进线端口、接地标牌和以太网接口，所述接地标牌负责设备的接地点零电位，所述以太网接口负责在不使用平板电脑的同时也可以采用台式机安装配套软件控制设备，所述电源进线端口负责整个设备的电源供给，本设备采用直流12v供电，远远低于安全电压。

10.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量装置接线仿真设备，其特征在于，所述小信号三相电压、小信号三相电流是虚负荷电源，该虚负荷电源是采用数字合成技术，采用mcu+fpga进行波形数字量量化，一个周期的正弦波信号是360度，将正弦波信号量化为3600个数字量；所述小信号三相电压、小信号三相电流通过波形合成后输出的幅度、频率、可调的正弦波信号经过d功放放大以及输出变换电路输出需要的电压、电流值接入到被测件上，同时输出的电压、电流经过模拟采样电路进入到计量芯片对当前的输出值进行测量，同时计量单元将测量值反馈到mcu中，mcu根据测量值的大小，实时调整合成波形的幅值。

技术总结
本发明涉及电能计量装置接线仿真培训技术领域，尤其涉及一种便携式电能计量装置接线仿真设备，包括箱体、CAN总线通讯模块、小信号仿真三相电能表、小信号相位伏安表、小信号集成处理中心、小信号三相电压发生电路、小信号三相电流发生电路、接线故障模拟控制器以及接线盒，本发明相对现有技术具有实质性特点和具有很高的使用性以及推广性，具体的说，可以用于电力企业的电能计量装置接线仿真还原及电能计量故障追补辅助数据支撑，也可以用于电力企业及电力电校的培训学习及研究。发明为便携式，特别适合分布较为分散的县局供电所人员就地开展电能计量装置的接线仿真还原、计量装置故障追补辅助测算、计量装置接线研究、培训考评等工作。

技术研发人员：陈羿宇,陈恩奎,李金灿,杨勤,朱雨心,李咏梅,谭茜,侯承志,黄剑锋,蒋明,王宇博,杜学超
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司桂林供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25