用于三相電源的模擬故障智能電表及電氣試驗模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及教學試驗系統技術領域，更具體地說，涉及一種用于三相電源的模擬故障智能電表，以及基于上述模擬故障智能電表的電氣試驗模擬裝置。
【背景技術】
[0002]隨著智能電網的建設，單、三相智能電能表在電力計量中得到廣泛的應用，但在使用過程中也發現了諸多問題，現場發現的故障表直接更換表計并由電能表廠家負責處理，因現場的裝表接電工和運行維護人員技術水平的限制，無法對電能表的故障做完整、系統的故障報告，因此電力系統人員及表廠家技術人員無法對智能電能表出現的各類故障進行深入的研究。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種模擬實現電網運行事件、模擬電能表典型故障、模擬電網的諧波試驗等故障的用于三相電源的模擬故障智能電表，以及電氣試驗模擬裝置。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]—種用于三相電源的模擬故障智能電表，內置有故障模擬運行程序，故障模擬運行程序中預設了若干錯誤模塊，當運行錯誤模塊，與錯誤模塊相對應的軟件故障被模擬發生；還設置有故障模擬控制裝置，故障模擬控制裝置與硬件模塊相連，故障模擬控制裝置改變硬件模塊的接線，使硬件模塊發生相對應的硬件故障。
[0006]作為優選，硬件模塊包括485通訊模塊，在485通訊模塊的RS485接口芯片的接收差分信號端、發送差分信號端與信號源分別通過第一開關、第二開關相連，分別控制接收差分信號端、發送差分信號端的斷開、閉合，以及接收差分信號端、發送差分信號端與信號源反接，模擬RS485接線錯誤通訊故障。
[0007]作為優選，接收差分信號端與信號源的信號輸出端通過第一開關相連，發送差分信號端與信號源的信號輸入端通過第二開關相連；信號源的信號輸出端還設置第二輸出端供第二開關連接，信號源的信號輸入端還設置第二輸入端供第一開關連接。
[0008]作為優選，第一開關、第二開關分別與接收差分信號端、發送差分信號端連接時，RS485接口芯片與信號源正確連接；第一開關斷開時，模擬接收差分信號端故障；第二開關斷開時，模擬發送差分信號端故障；第一開關、第二開關分別與第二輸出端、第二輸入端連接時RS485接口芯片的接收差分信號端、發送差分信號端與信號源的信號輸入端、信號輸出端連接，模擬RS485接口芯片與信號源反接故障。
[0009]作為優選，硬件模塊包括三相電源采樣電路，在各相的采樣子電路設置開關，分別改變各相采樣子電路的采樣電阻，或者控制各相采樣子電路與計量芯片的斷開與連接，模擬計量準確度超差故障。
[0010]作為優選，各相的采樣子電路設置有串聯的若干個電阻，在其中兩相的采樣子電路分別并聯第三開關、第四開關，在另一相的采樣子電路串聯第五開關；第三開關、第四開關斷開時，采樣子電路正常，第三開關、第四開關閉合時，分別短接部分電阻，改變采樣子電路的總電阻，模擬計量準確度超差故障；第五開關閉合時，采樣子電路與計量芯片正確連接，第五開關斷開時，計量芯片無法采樣該相電壓，模擬計量準確度超差故障。
[0011]作為優選，硬件模塊包括表計電源供電電路，在表計電源的供電回路上設置開關，模擬表計電源供電故障。
[0012]作為優選，表計電源供電電路的穩壓管的輸入端設置第六開關，第六開關閉合時，表計電源供電電路正常供電，第六開關斷開時，穩壓管的輸入端無電壓輸入，模擬表計電源供電故障。
[0013]作為優選，故障模擬控制裝置包括開關、上位機，所述的開關為繼電器，上位機控制繼電器的斷開與閉合。
[0014]—種電氣試驗模擬裝置，包括所述的用于三相電源的模擬故障智能電表、正常電能表、示波器、與正常電能表連接的正常表計電源，與模擬故障智能電表的模擬故障表計電源；當模擬故障智能電表的軟件故障或硬件故障被模擬發生后，通過示波器將故障結果進行波形顯示。
[0015]作為優選，模擬故障智能電表、正常電能表通過壓表架安裝在裝置面板上，模擬故障智能電表、正常電能表還分別設置自動壓接裝置；示波器嵌裝在裝置面板內。
[0016]本發明的有益效果如下:
[0017]本發明能夠模擬實現電網運行事件、模擬電能表典型故障、模擬電網的諧波試驗等故障，學員通過了解、學習、培訓，使其能夠熟悉地掌握電能表的工作原理。當電能表現場出現異常故障時，使學員能夠快速準確的處理電能表的故障并能出具系統、完整的故障報告，為各網省電力公司與電能表生產企業在電能表應用拓展、技術研究等方面提供了大量的實踐依據。
[0018]模擬電網事件時，通過三相標準模擬電源及故障模擬控制器實現，三相標準模擬電源通過接線控制箱實現電能表接入電壓電流的故障模擬。
[0019]本發明可以實現電能表擴展功能，電能表內部軟件類的故障通過設定電能表內部運行程序實現，實現控制軟件通過定義特殊的協議實現，通過電能表的擴展485接口實現故障的設定。電能表內部硬件類的故障通過增加故障模擬繼電器實現，可以實現的硬件類故障數量可以達到幾十種。
[0020]根據實施的具體需求，本發明所配置仿真智能電表可以模擬威勝、科陸、萬盛、華立、三星等廠家的電能表，仿真智能電表除了具備智能電表的功能外，還可以模擬實現電能表在實際現場中出現的故障，通過對故障的了解和學習提高電能表檢修人員對電能表異常故障的處理能力。
【附圖說明】
[0021]圖1是電氣試驗模擬裝置的示意圖；
[0022]圖2是485通訊模塊的故障模擬電路圖；
[0023]圖3是三相電源采樣電路的故障模擬電路圖；
[0024]圖4是表計電源供電電路的故障模擬電路圖；
[0025]圖2、圖3、圖4僅示出特征部分對應的電路原理圖，非完整電路圖；
[0026]圖中:10是壓表架，11是正常電能表，12是自動壓接裝置，13是正常表計電源，14是模擬故障表計電源，15是模擬故障智能電表，16是示波器，17是啟停按鈕，18是裝置面板。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖及實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
[0028]本發明的目的在于提供一種多功能的電氣試驗模擬裝置，電氣試驗模擬裝置采用仿真的電能表能夠模擬電能表內部的故障，亦能夠模擬電能表外部的故障。本發明還提供了模擬故障智能電表，模擬故障智能電表設計的依據為Q/GDW 356—2009《三相智能電能表型式規范》，模擬故障智能電表為三相費控智能電能表(包括三相三線、三相四線)，根據實施需求，可模擬表計包括常用的威勝、科陸、萬盛、華立、三星等廠家電能表。
[0029]本發明所述的用于三相電源的模擬故障智能電表，內置有故障模擬運行程序，故障模擬運行程序中預設了若干錯誤模塊，當運行錯誤模塊，與錯誤模塊相對應的軟件故障被模擬發生；還設置有故障模擬控制裝置，故障模擬控制裝置與硬件模塊相連，故障模擬控制裝置改變硬件模塊的接線，使硬件模塊發生相對應的硬件故障。
[0030]本發明根據實際實施的需求，以及需要仿真的智能電表的具體情況，可實現所有軟件或硬件故障模擬，以下，以三種硬件模塊為例對硬件故障模擬進行說明。所述的故障模擬控制裝置包括開關、上位機，下述的開關為繼電器，上位機控制繼電器的斷開與閉合。
[0031 ] 當硬件模塊包括485通訊模塊時，如圖2所示，在485通訊模塊的RS485接口芯片(本實施例以MAX485為例)的接收差分信號端、發送差分信號端與信號源分別通過第一開關(繼電器Kl)、第二開關(繼電器K2)相連，分別控制接收差分信號端、發送差分信號端的斷開、閉合，以及接收差分信號端、發送差分信號端與信號源反接，模擬RS485接線錯誤通訊故障。
[0032]接收差分信號端與信號源的信號輸出端通過第一開關(繼電器Kl)相連，發送差分信號端與信號源的信號輸入端通過第二開關(繼電器K2)相連；信號源的信號輸出端還設置第二輸出端供第二開關(繼