用電信息采集模擬系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供用電信息采集模擬系統，包括計算機、交換機、發電廠用電信息采集分系統、公變用戶用電信息采集分系統、專變用戶用電信息采集分系統以及主站服務器，本發明通過由計算機柜控制的虛負荷電源驅動各電能表進行顯示，可以進行從發電、升壓、降壓、公變用戶和專變用戶用電信息的直觀呈現，包括總表、分表關系，損耗計算，多種通訊方式的現場教學，通訊故障，電流大小，相角大小，接線故障，主站服務器的負荷管理、線損管理、營銷管理培訓等等，虛負荷電源的電壓很低，很好地解決了現有技術中存在的通過參觀無法有效教學且存在安全隱患的問題。
【專利說明】用電信息采集模擬系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力教學培訓模擬系統，具體涉及用電信息采集模擬系統。
【背景技術】
[0002]隨著國家全力推進智能電網建設步伐加快，培養大批用電信息采集、有序用電管理、用電營業等專業的技術人員以及迅速提高現有人員的技術水平成為一個現實的需要。而實際的用電信息采集系統是一個分布地域廣、設備安裝極為分散的龐大系統，一般包括廠站側用電信息采集分系統、普通用戶用電信息采集分系統以及廠礦企業等特殊用戶用電信息采集分系統等，學?；蚺嘤枡C構只能通過組織參觀的方式進行集中學習，這種方式很難直觀形象地了解系統的構成以及各種功能的實現方法，另外，運行中的信息采集系統又是實時性、可靠性要求很高的系統，故不能在運行系統中進行故障排查和各種操作訓練，更不能進行設備安裝調試等試驗。另一方面，在現行體制下電力系統中的負荷管理、線損管理、營銷管理等業務分別由計劃、調度、營銷等不同部門管理，數據采集和管理分散，因此，根本無法通過參觀的方式培養出合格的工作人員。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種設計科學、便于安裝、適用范圍廣、安全性高，便于直觀教學的用電信息采集模擬系統。
[0004]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:用電信息采集模擬系統，包括計算機、交換機、發電廠用電信息采集分系統、公變用戶用電信息采集分系統、專變用戶用電信息采集分系統以及主站服務器，其中，
所述發電廠用電信息采集分系統包括一級升壓計量模擬柜、二級降壓計量模擬柜、三級降壓計量模擬柜、一級功率源柜、二級功率源柜以及三級功率源柜；每個升壓計量模擬柜均包括設于柜體內的干路電能表、支路電能表以及場站側負荷控制管理終端，所述場站側負荷控制管理終端與對應柜體內的所述干路電能表以及所支路電能表分別通過廠站側RS485通信線路連接，各所述廠站側RS485通訊線路上均設有廠站側故障模擬模塊，該廠站側故障模擬模塊包括廠站側通訊故障模擬單元以及廠站側表計故障模擬單元，所述場站側負荷控制管理終端與所述主站服務器通過光纖或GPRS通信連接，各級功率源柜內均設有多個通過相應的所述廠站側表計故障模擬單元與對應所述干路電能表以及對應所述支路電能表連接的虛負荷電源；
所述公變用戶用電信息采集分系統包括公變計量模擬柜以及公變功率源柜，所述公變計量模擬柜包括柜體、設于柜體內的公變干路電能表、公變支路電能表以及公變負荷控制管理終端，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均與所述公變負荷控制管理終端通信連接，所述公變負荷控制管理終端與所述主站服務器通過GPRS通信連接，所述公變功率源柜內設有通過相應的公變故障模擬模塊與對應所述公變干路電能表和對應所述公變支路電能表連接的公變虛負荷電源； 所述專變用戶用電信息采集分系統包括專變計量柜和專變功率源柜，所述專變計量模擬柜包括柜體、設于柜體內的專變干路電能表、專變支路電能表以及專變負荷控制管理終端，所述專變干路電能表和所述專變支路電能表均與所述專變負荷控制管理終端通過專變通訊模塊通信連接，所述專變負荷控制管理終端與所述主站服務器通過GPRS或230M電臺通信連接，所述專變功率源柜內設有通過相應的專變故障模擬模塊與對應所述專變干路電能表和對應所述專變支路電能表連接的專變虛負荷電源；
所述計算機通過所述交換機與各虛負荷電源以及各故障模擬模塊控制連接。
[0005]基于上述，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均為載波表，所述公變負荷控制管理終端為集中器，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述集中器載波通訊。
[0006]基于上述，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均為載波表，所述公變負荷控制管理終端為集中器，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述集中器通過所述采集器通訊，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述采集器通過公變RS485通訊線路通訊連接，所述采集器與所述集中器載波通訊，所述公變故障模擬模塊包括公變通訊故障模擬單元以及公變表計故障模擬單元，該公變通訊故障模擬單元設于所述公變RS485通訊線路上。
[0007]基于上述，所述專變故障模擬模塊包括專變通訊故障模擬單元以及專變表計故障模擬單元，該專變通訊故障模擬單元設于所述專變RS485通訊線路上。
[0008]基于上述，所述發電廠用電信息集分系統還包括分合閘指示模塊，該分合閘指示模塊包括分閘指示燈、與該分閘指示燈并聯設置的合閘指示燈、與該分閘指示燈并聯的繼電器，所述繼電器為Z型繼電器，該Z型繼電器的動觸點與連于所述合閘指示燈上的定觸點常閉連接，該Z型繼電器的線圈通過開關組進行控制，所述開關組包括手動開關以及由相應的所述干路電能表或相應支路電能表控制的控制開關。
[0009]基于上述，所述載波表包括三相載波表，所述三相載波表連接公變分合閘指示模塊，該公變分合閘指示模塊包括電源接在電源兩端的閥控指示燈回路，該閥控指示燈回路上設有繼電器開關，該繼電器開關的線圈接在所述電源上形成線圈回路，所述線圈回路上設有由三相載波表控制的閥控開關。
[0010]基于上述，所述專變負荷控制管理終端通過繼電器輪控觸點與對應的閥控指示燈模塊控制連接，所述閥控指示燈模塊包括直流電源，閥控指示燈連接該直流電源形成閥控電路，閥控繼電器連接該直流電源兩端形成控制電路，所述繼電器輪控觸點設于該控制電路上，所述閥控繼電器的常開觸點設于所述閥控電路上。
[0011 ] 基于上述，所述閥控繼電器上并聯漏電繼電器，漏電繼電器的觸點設于漏電斷路器回路上，專變表計故障模擬單元的輸入端和輸出端分別與所述漏電斷路器的輸出端以及電能表的輸入端連接，所述漏電斷路器的輸入端與對應的所述專變虛負荷電源連接。
[0012]基于上述，所述閥控繼電器的另一組常開觸點設于專變表計故障模擬單元的工作回路上用于控制該專變表計故障模擬單元將跳閘回路的信息發送至所述專變負荷控制管理終端。
[0013]基于上述，所述專變用戶用電信息采集分系統還包括三相負載不平衡調節模塊，該調節模塊包括三相電源變壓器、設于該三相電源變壓器二次側三相輸出端分別連接三相電流表，每個所述三相電流表輸出端分別連接多個負載，所述負載的輸出端均連接在同一電流表上。
[0014]本發明相對現有技術具有實質性特點和進步，具體的說，通過由計算機柜控制的虛負荷電源驅動各電能表進行顯示，可以進行從發電、升壓、降壓、公變用戶和專變用戶用電信息的直觀呈現，包括總表、分表關系，損耗計算，多種通訊方式的現場教學，通訊故障，電流大小，相角大小，接線故障，主站服務器的負荷管理、線損管理、營銷管理培訓等等，虛負荷電源的電壓很低，很好地解決了現有技術中存在的通過參觀無法有效教學且存在安全隱患的問題。
[0015]更進一步的，分合閘指示模塊，可以進行手動以及通過控制進行分合閘演示。
[0016]更進一步的，所述負荷控制管理終端通過繼電器輪控觸點與對應的閥控指示燈模塊控制連接，這樣可以進行專變負荷控制管理終端控制閥控指示燈的演示操作。
[0017]更進一步的，設置漏電斷路器回路，目的是模擬高壓開關的斷開。
[0018]更進一步的，所述閥控繼電器的另一組常開觸點設于專變表計故障模擬單元的工作回路上用于控制該專變表計故障模擬單元將跳閘回路的信息發送至所述專變負荷控制管理終端，這樣某個電能表停止工作之后，便于調整其他相關電能表的顯示，使得干、支路電能表的顯不符合總分關系。
[0019]更進一步的，它包括三相負載不平衡調節模塊，主要用于教學實驗或者培訓中，讓學員自己動手，培養學員三相負載平衡與不平衡的直觀感受，并進一步培養學員調整三相負載平衡的動手能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發明實施例中用電信息采集模擬系統的系統圖。
[0021]圖2是本發明實施例中通訊故障模擬單元的電路圖。
[0022]圖3是本發明實施例中表計故障模擬單元的電壓故障模擬電路圖。
[0023]圖4是本發明實施例中表計故障模擬單元的電流故障模擬電路圖。
[0024]圖5是本發明實施例中分合閘指示模塊的電路圖。
[0025]圖6是本發明實施例中公變分合閘指示模塊的電路圖。
[0026]圖7本發明實施例中閥控指示燈模塊的電路圖。
[0027]圖8是發明實施例中漏電斷路器回路的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面通過【具體實施方式】，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0029]如圖1所示，用電信息采集模擬系統，包括計算機、交換機、發電廠用電信息采集分系統、公變用戶用電信息采集分系統、專變用戶用電信息采集分系統以及主站服務器，其中，所述發電廠用電信息采集分系統包括一級升壓計量模擬柜、二級降壓計量模擬柜、三級降壓計量模擬柜、一級功率源柜、二級功率源柜以及三級功率源柜；每個升壓計量模擬柜均包括設于柜體內的干路電能表、支路電能表以及場站側負荷控制管理終端，所述場站側負荷控制管理終端與對應柜體內的所述干路電能表以及所支路電能表分別通過廠站側RS485通信線路連接，各所述廠站側RS485通訊線路上均設有廠站側故障模擬模塊，該廠站側故障模擬模塊包括廠站側通訊故障模擬單元以及廠站側表計故障模擬單元，所述場站側負荷控制管理終端與所述主站服務器通過光纖或GPRS通信連接，各級功率源柜內均設有多個通過相應的所述廠站側表計故障模擬單元與對應所述干路電能表以及對應所述支路電能表連接的虛負荷電源；所述公變用戶用電信息采集分系統包括公變計量模擬柜以及公變功率源柜，所述公變計量模擬柜包括柜體、設于柜體內的公變干路電能表、公變支路電能表以及公變負荷控制管理終端，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均與所述公變負荷控制管理終端通信連接，所述公變負荷控制管理終端與所述主站服務器通過GPRS通信連接，所述公變功率源柜內設有通過相應的公變故障模擬模塊與對應所述公變干路電能表和對應所述公變支路電能表連接的公變虛負荷電源；所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均為載波表，所述公變負荷控制管理終端為集中器，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述集中器通過所述采集器通訊，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述采集器通過公變RS485通訊線路通訊連接，所述采集器與所述集中器載波通訊，所述公變故障模擬模塊包括公變通訊故障模擬單元以及公變表計故障模擬單元，該公變通訊故障模擬單元設于所述公變RS485通訊線路上。所述專變用戶用電信息采集分系統包括專變計量柜和專變功率源柜，所述專變計量模擬柜包括柜體、設于柜體內的專變干路電能表、專變支路電能表以及專變負荷控制管理終端，所述專變干路電能表和所述專變支路電能表均與所述專變負荷控制管理終端通過專變通訊模塊通信連接，所述專變負荷控制管理終端與所述主站服務器通過GPRS或230M電臺通信連接，所述專變功率源柜內設有通過相應的專變故障模擬模塊與對應所述專變干路電能表和對應所述專變支路電能表連接的專變虛負荷電源；所述計算機通過所述交換機與各虛負荷電源以及各故障模擬模塊控制連接，控制連接通過以太網實現。所述專變故障模擬模塊包括專變通訊故障模擬單元以及專變表計故障模擬單元，該專變通訊故障模擬單元設于所述專變RS485通訊線路上，以上各個廠站側通訊故障模擬單元、專變通訊故障模擬單元以及公變通訊故障模擬單元均如圖2所示，通過K1、K2、K3以及Κ4進行電能表與相應的負荷控制管理終端通信故障模擬，廠站側表計故障模擬單元、公變表計故障模擬單元以及專變表計故障模擬單元均如圖3、圖4所示，通過相應開關來模擬各種電壓電流故障狀況，電路圖對本領域技術人員來說簡單易懂，為常用的技術手段，在此不做過多贅述。
[0030]本發明通過由計算機柜控制的虛負荷電源驅動各電能表進行顯示，可以進行從發電、升壓、降壓、公變用戶和專變用戶用電信息的直觀呈現，包括總表、分表關系，損耗計算，多種通訊方式的現場教學，通訊故障，電流大小，相角大小，接線故障，主站服務器的負荷管理、線損管理、營銷管理培訓等等，虛負荷電源的電壓很低，很好地解決了現有技術中存在的通過參觀無法有效教學且存在安全隱患的問題。
[0031]在本發明的其他實施例中，與上述實施例不同的是，如圖5所示，發電廠用電信息集分系統還包括分合閘指示模塊，該分合閘指示模塊包括分閘指示燈LT、與該分閘指示燈并聯設置的合閘指示燈LH、與該分閘指示燈并聯的繼電器JC，所述繼電器為Z型繼電器，該Z型繼電器的動觸點與連于所述合閘指示燈上的定觸點常閉連接，該Z型繼電器的線圈通過開關組進行控制，所述開關組包括手動開關TZ、HZ以及由相應的所述干路電能表或相應支路電能表控制的控制開關，與干路電能表或支路電能表的連接點為ZDSC。分合閘指示模塊，可以進行手動以及通過控制進行分合閘演示。[0032]在本發明的其他實施例中，與上述實施例不同的是，公變用戶用電信息采集分系統的載波表包括三相載波表，所述三相載波表連接公變分合閘指不模塊，如圖6所不,該公變分合閘指示模塊包括12VD的電源以及接在電源兩端的閥控指示燈回路，該閥控指示燈回路上設有繼電器開關JK，該繼電器開關的線圈接在所述電源上形成線圈回路，所述線圈回路上設有由三相載波表控制的閥控開關Kl。
[0033]在本發明的其他實施例中，與上述實施例不同的是，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均為載波表，所述公變負荷控制管理終端為集中器，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述集中器載波通訊。
[0034]在其他實施例中，與上述實施例不同的是，如圖7、圖8所示，專變負荷控制管理終端具有四個，并通過繼電器輪控觸點K與對應的閥控指示燈模塊控制連接，閥控指示燈模塊包括直流電源，閥控指示燈LI連接該直流電源形成閥控電路，閥控繼電器連接該直流電源兩端形成控制電路，所述繼電器輪控觸點K設于該控制電路上，所述四個閥控繼電器的常開觸點JKl、JK2、JK3、JK4設于相應的閥控電路上，這樣可以進行專變負荷控制管理終端控制閥控指示燈的演示操作。閥控繼電器上并聯漏電繼電器，漏電繼電器的兩個觸點JK5、JK5’設于漏電斷路器回路上，專變表計故障模擬單元的輸入端和輸出端分別與所述漏電斷路器的輸出端以及電能表的輸入端連接，所述漏電斷路器的輸入端與對應的所述專變虛負荷電源連接，設置漏電斷路器回路，目的是模擬高壓開關的斷開。閥控繼電器的另一組常開觸點JK1’設于專變表計故障模擬單元的工作回路上用于控制該專變表計故障模擬單元將跳閘回路的信息發送至所述專變負荷控制管理終端，這樣某個電能表停止工作之后，便于調整其他相關電能表的顯示，使得干、支路電能表的顯示符合總分關系。
[0035]在其他實施例中，與上述實施例不同的是，專變用戶用電信息采集分系統還包括三相負載不平衡調節模塊，該調節模塊包括三相電源變壓器、設于該三相電源變壓器二次側三相輸出端分別連接三相電流表，每個所述三相電流表輸出端分別連接多個負載，所述負載的輸出端均連接在同一電流表上，在所述三相電源變壓器的二次側三相輸出端連接三相控制開關，控制開關輸出端的每相線路上分別設有保險絲。三相負載不平衡調節模塊，主要用于教學實驗或者培訓中，讓學員自己動手，培養學員三相負載平衡與不平衡的直觀感受，并進一步培養學員調整三相負載平衡的動手能力。
[0036]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.用電信息采集模擬系統，其特征在于:包括計算機、交換機、發電廠用電信息采集分系統、公變用戶用電信息采集分系統、專變用戶用電信息采集分系統以及主站服務器，其中， 所述發電廠用電信息采集分系統包括一級升壓計量模擬柜、二級降壓計量模擬柜、三級降壓計量模擬柜、一級功率源柜、二級功率源柜以及三級功率源柜；每個升壓計量模擬柜均包括設于柜體內的干路電能表、支路電能表以及場站側負荷控制管理終端，所述場站側負荷控制管理終端與對應柜體內的所述干路電能表以及所支路電能表分別通過廠站側RS485通信線路連接，各所述廠站側RS485通訊線路上均設有廠站側故障模擬模塊，該廠站側故障模擬模塊包括廠站側通訊故障模擬單元以及廠站側表計故障模擬單元，所述場站側負荷控制管理終端與所述主站服務器通過光纖或GPRS通信連接，各級功率源柜內均設有多個通過相應的所述廠站側表計故障模擬單元與對應所述干路電能表以及對應所述支路電能表連接的虛負荷電源； 所述公變用戶用電信息采集分系統包括公變計量模擬柜以及公變功率源柜，所述公變計量模擬柜包括柜體、設于柜體內的公變干路電能表、公變支路電能表以及公變負荷控制管理終端，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均與所述公變負荷控制管理終端通信連接，所述公變負荷控制管理終端與所述主站服務器通過GPRS通信連接，所述公變功率源柜內設有通過相應的公變故障模擬模塊與對應所述公變干路電能表和對應所述公變支路電能表連接的公變 虛負荷電源； 所述專變用戶用電信息采集分系統包括專變計量柜和專變功率源柜，所述專變計量模擬柜包括柜體、設于柜體內的專變干路電能表、專變支路電能表以及專變負荷控制管理終端，所述專變干路電能表和所述專變支路電能表均與所述專變負荷控制管理終端通過專變通訊模塊通信連接，所述專變負荷控制管理終端與所述主站服務器通過GPRS或230M電臺通信連接，所述專變功率源柜內設有通過相應的專變故障模擬模塊與對應所述專變干路電能表和對應所述專變支路電能表連接的專變虛負荷電源； 所述計算機通過所述交換機與各虛負荷電源以及各故障模擬模塊控制連接。
2.根據權利要求1所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均為載波表，所述公變負荷控制管理終端為集中器，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述集中器載波通訊。
3.根據權利要求1所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述公變干路電能表和所述公變支路電能表均為載波表，所述公變負荷控制管理終端為集中器，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述集中器通過所述采集器通訊，所述公變干路電能表和所述公變支路電能表與所述采集器通過公變RS485通訊線路通訊連接，所述采集器與所述集中器載波通訊，所述公變故障模擬模塊包括公變通訊故障模擬單元以及公變表計故障模擬單元，該公變通訊故障模擬單元設于所述公變RS485通訊線路上。
4.根據權利要求1或2或3所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述專變故障模擬模塊包括專變通訊故障模擬單元以及專變表計故障模擬單元，該專變通訊故障模擬單元設于所述專變RS485通訊線路上。
5.根據權利要求4所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述發電廠用電信息集分系統還包括分合閘指示模塊，該分合閘指示模塊包括分閘指示燈、與該分閘指示燈并聯設置的合閘指示燈、與該分閘指示燈并聯的繼電器，所述繼電器為Z型繼電器，該Z型繼電器的動觸點與連于所述合閘指示燈上的定觸點常閉連接，該Z型繼電器的線圈通過開關組進行控制，所述開關組包括手動開關以及由相應的所述干路電能表或相應支路電能表控制的控制開關。
6.根據權利要求5所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述載波表包括三相載波表，所述三相載波表連接公變分合閘指示模塊，該公變分合閘指示模塊包括電源以及接在電源兩端的閥控指示燈回路，該閥控指示燈回路上設有繼電器開關，該繼電器開關的線圈接在所述電源上形成線圈回路，所述線圈回路上設有由三相載波表控制的閥控開關。
7.根據權利要求6所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述專變負荷控制管理終端通過繼電器輪控觸點與對應的閥控指示燈模塊控制連接，所述閥控指示燈模塊包括直流電源，閥控指示燈連接該直流電源形成閥控電路，閥控繼電器連接該直流電源兩端形成控制電路，所述繼電器輪控觸點設于該控制電路上，所述閥控繼電器的常開觸點設于所述閥控電路上。
8.根據權利要求7所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述閥控繼電器上并聯漏電繼電器，漏電繼電器的觸點設于漏電斷路器回路上，專變表計故障模擬單元的輸入端和輸出端分別與所述漏電斷路器的輸出端以及電能表的輸入端連接，所述漏電斷路器的輸入端與對應的所述專變虛負荷電源連接。
9.根據權利要求8所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述閥控繼電器的另一組常開觸點設于專變表計故障模擬單元的工作回路上用于控制該專變表計故障模擬單元將跳閘回路的信息發送至所述負荷控制管理終端。
10.根據權利要求9所述的用電信息采集模擬系統，其特征在于:所述專變用戶用電信息采集分系統還包括三相負載不平衡調節模塊，該調節模塊包括三相電源變壓器、設于該三相電源變壓器二次側三相輸出端分別連接三相電流表，每個所述三相電流表輸出端分別連接多個負載，所述負載的輸出端均連接在同一電流表上。
【文檔編號】G09B9/00GK103456199SQ201310415830
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】支長義, 崔海文, 陳書立, 楊光宇, 張 杰, 張軍照, 郝書峰, 郭啟佩, 吳乾坤, 梁超 申請人:鄭州萬特電氣股份有限公司