用电信息采集终端安装实训系统及其方法技术方案

一种用电信息采集终端安装实训系统及方法，可完全模拟专变采集终端现场运行环境、满足技术培训需求，提高现场运维人员工作效率，由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成；其步骤如下：1、老师按下计时开始按钮，开始进行接线培训和考核学员；2、培训老师合上模拟负荷开关，如果系统正常，学员对考试给定的终端地址等参数进行设置和调试；培训老师查看所调试的参数是否与给定的参数一致，同时通过主站对终端进行参数数据招测；3、终端调试完毕，培训老师通过负控柜上的计量交采故障模拟单元和终端故障模拟单元设置故障类型，学员进行故障排除，通过主站招测学员能够全部找到设定的故障类型并能成功排除为合格。

【技术实现步骤摘要】
用电信息采集终端安装实训系统及其方法
本专利技术属于电力系统领域，尤其涉及用电信息采集终端安装实训系统及利用该系统进行采集终端安装培训的方法，解决了负控、计量专业现有实训装置无法完全模拟设备现场运行环境，培训内容简单的问题，为负控(计量)专业技术人员业务培训提供技术支持，提高用电信息采集系统维护工程工作效率。
技术介绍
现有用电信息采集安装实训装置通常采用单体柜式结构，内设模拟计量表、交流采模块、专变采集终端和模拟分合闸机构，进行采集终端安装实训时，终端安装接线只能在终端接线端子侧进行，实训操作特别简单，不能完全模拟专变采集终端现场运行环境和工作状态，只能简单的进行终端接线考核和培训，系统功能简单和单一，无法满足用电信息采集终端安装调试培训的实际需要以及采集系统现场运维人员技术培训的需求。另外，随着终端设备和计量表通讯协议的不断升级，原有终端设备和计量表软件也逐步被淘汰，跳闸回路接线方式与现场接线方式也不一致，无法完全模拟负荷开关现场运行状态，实训效果差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用电信息采集终端安装实训系统及方法，旨在解决现有采集终端实训装置无法完全模拟采集终端现场运行环境、培训内容简单等问题，可完全模拟专变采集终端现场运行环境、满足技术培训需求，提高现场运维人员工作效率。本专利技术的技术方案是：一种用电信息采集终端安装实训系统，由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成；所述数字程控功率源，包括依次串联的三相信号发生单元、信号处理单元、三相信号功率放大单元、三相信号输出单元和给各单元供电的电源单元，在信号处理单元的调节端还接有三相信号数字调节单元、显示单元和自检模块，显示单元显示电压、电流和相位值，在三相信号输出单元的输出端接有三相电压、电流自动保护单元，三相信号发生单元用来产生三相交流电压、电流信号，三相信号数字调节单元用来对三相电压、三相电流及相位进行数字调节，并通过触摸屏进行实时动态调节，调节后的三相信号输入到信号处理单元进行数字处理，并由信号处理单元输出；所述高压模拟柜，由模拟电压互感器、电压显示表、模拟电流互感器、与模拟电压互感器和模拟电流互感器连接的三相智能电能表、第一模拟负荷开关、分别与第一模拟负荷开关连接的操作开关和开关状态指示灯组成，其中模拟电压互感器和模拟电流互感器为负控终端和计量表提供三相电压和三相电流；所述负控柜，由终端故障模拟单元、计量交采故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位、交流采集模块、专变Ⅰ型采集终端、电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元组成，所述计时控制按钮由计时开始按钮和计时结束按钮构成；高压模拟柜中终端电源信号、电流信号、脉冲抄表信号、遥信信号经终端故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位至专变Ⅰ型采集终端，专变Ⅰ型采集终端发出控制信号经专变Ⅰ型终端安装工位、终端故障模拟单元至高压模拟柜的模拟负荷开关；高压模拟柜输出的三相电压、三相电流经计量交采故障模拟单元、交流采集模块，专变采集终端经专变Ⅰ型终端安装工位采集交流采集模块的电压电流数据；电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元构成系统计时单元；负控柜为专变I型采集终端提供安装、调试和故障处理培训平台，计时单元为技能考核提供计时依据。所述模拟低压柜，由模拟电流互感器、智能电能表、与智能电能表连接的专变III型终端安装工位、与专变III型终端安装工位连接的第二模拟负荷开关、与模拟电流互感器连接的三相电流表、安装在专变III型终端安装工位上的专变III型采集终端、与第二模拟负荷开关连接的开关状态指示灯和开关控制按钮组成；其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成，其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成，模拟专变III型采集终端现场运行环境，为专变III型采集终端安装调试和故障处理提供实训平台。进一步地，负控柜中计量交采故障模拟单元由故障设定单元、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成；通过故障设定单元输入需要设定的计量交采故障类型，经过故障控制处理单元处理后，通过控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出，模拟计量三相电压断相、三相电流断路、短路、电压逆相序和错接线故障；终端故障模拟单元由故障设定电路、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成，通过故障设定单元进行故障设置，由故障控制处理单元进行故障识别和处理，控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出，模拟采集终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反故障。进一步地，所述三相电压、电流自动保护单元由电压、电流信号采样板、保护板和继电器板组成。保护板上的数字运放比较电路对三相电压电流信号进行比较，通过设定电压电流保护值，由采样板上的检测电路定时检测电压电流信号值，当检测值大于预先设定的电压电流保护值时，保护板开始动作，控制继电器板自动切断三相信号发生单元的信号输出，保护三相信号功率放大单元和三相信号输出单元。进一步地，所述第一模拟负荷开关和第二模拟负荷开关分别由模拟开关驱动电路、开关执行机构和开关辅助结点组成。进一步地，所述第一模拟负荷开关和第二模拟负荷开关分别包括连接在分闸按钮出端和零线N之间的断路器跳闸线圈及其辅助接点QF，接在火线L上且内设由手动操作控制或由专变采集终端发出的遥控信号控制的合闸按钮和分闸按钮，串联在分闸按钮出端和零线N之间的分闸继电器常闭触点J1－1和分闸继电器线圈J1，串联在火线L和分闸继电器线圈J1入端之间的合闸继电器常闭触点J2－1和分闸继电器常开触点J1－2，入端连接合闸按钮出端、出端接零线N的合闸继电器线圈J2；其中断路器辅助触点QF的一组辅助接点给专变Ⅰ型采集终端提供合闸、分闸遥信信号，断路器的另一个辅助触点L1和合闸灯HR串联在火线L和零线N之间，在火线L和零线N之间还串联有分闸继电器常开触点J1－3和分闸灯HG，串联的合闸继电器常闭触点J2－1和分闸继电器常开触点J1－1实现互锁功能。进一步地，模拟电压互感器和电流互感器外型与现场运行互感器外形及接线方式保持一致，内部采用小型电子式电压和电流互感器，按照1:1的比例进行模拟，以达到培训的真实性和操作安全。利用该用电信息采集终端安装实训系统进行采集终端安装培训的方法，其步骤如下：1、打开程控功率源上的总电源开关，负控柜上的系统计时单元开始工作，显示系统时钟，学员准备完毕，老师按下计时开始按钮，开始进行接线培训和考核学员，学员将专变Ⅰ型采集终端安装到负控柜上的专变Ⅰ型终端安装工位上，然后将专变Ⅲ型采集终端安装在低压模拟柜中的专变采集III型终端安装工位上，待所有接线完毕，按下计时结束按钮，系统停止计时，并自动存储计时时间；此时，培训老师按照终端接线图纸检查学员终端安装接线是否正确，同时通过专变Ⅰ型、Ⅲ型采集终端键盘查看终端显示数据内容和终端运行状态，判定学员终端安装是否合格；结合计时显示单元记录的考试时长和学员接线准确性对学员终端安装接线考核成绩进行评定；接线时间小于等于50分钟内且接线全部准确为合格，接线时间大于50分钟或且发生接线错误为不合格；2、终端检查接线正确无误后，由培训老师合上程控功率源面板上的自检开关，系统自检完毕，分别给模拟高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用电信息采集终端安装实训系统，其特征是：由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成；所述数字程控功率源，包括依次串联的三相信号发生单元、信号处理单元、三相信号功率放大单元、三相信号输出单元和给各单元供电的电源单元，在信号处理单元的调节端还接有三相信号数字调节单元、显示单元和自检模块，显示单元显示电压、电流和相位值，在三相信号输出单元的输出端接有三相电压、电流自动保护单元，三相信号发生单元用来产生三相交流电压、电流信号，三相信号数字调节单元用来对三相电压、三相电流及相位进行数字调节，并通过触摸屏进行实时动态调节，调节后的三相信号输入到信号处理单元进行数字处理，并由信号处理单元输出；所述高压模拟柜，由模拟电压互感器、电压显示表、模拟电流互感器、与模拟电压互感器和模拟电流互感器连接的三相智能电能表、第一模拟负荷开关、分别与第一模拟负荷开关连接的操作开关和开关状态指示灯组成，其中模拟电压互感器和模拟电流互感器为负控终端和计量表提供三相电压和三相电流；所述负控柜，由终端故障模拟单元、计量交采故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位、交流采集模块、专变Ⅰ型采集终端、电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元组成，所述计时控制按钮由计时开始按钮和计时结束按钮构成；高压模拟柜中终端电源信号、电流信号、脉冲抄表信号、遥信信号经终端故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位至专变Ⅰ型采集终端，专变Ⅰ型采集终端发出控制信号经专变Ⅰ型终端安装工位、终端故障模拟单元至高压模拟柜的模拟负荷开关；高压模拟柜输出的三相电压、三相电流经计量交采故障模拟单元、交流采集模块，专变采集终端经专变Ⅰ型终端安装工位采集交流采集模块的电压电流数据；电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元构成系统计时单元；负控柜为专变I型采集终端提供安装、调试和故障处理培训平台，计时单元为技能考核提供计时依据。所述模拟低压柜，由模拟电流互感器、智能电能表、与智能电能表连接的专变III型终端安装工位、与专变III型终端安装工位连接的第二模拟负荷开关、与模拟电流互感器连接的三相电流表、安装在专变III型终端安装工位上的专变III型采集终端、与第二模拟负荷开关连接的开关状态指示灯和开关控制按钮组成；其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成，其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成，模拟专变III型采集终端现场运行环境，为专变III型采集终端安装调试和故障处理提供实训平台。...

【技术特征摘要】
1.一种用电信息采集终端安装实训系统，其特征是：由数字程控功率源、高压模拟柜、负控柜、模拟低压柜四部分组成；所述数字程控功率源，包括依次串联的三相信号发生单元、信号处理单元、三相信号功率放大单元、三相信号输出单元和给各单元供电的电源单元，在信号处理单元的调节端还接有三相信号数字调节单元、显示单元和自检模块，显示单元显示电压、电流和相位值，在三相信号输出单元的输出端接有三相电压、电流自动保护单元，三相信号发生单元用来产生三相交流电压、电流信号，三相信号数字调节单元用来对三相电压、三相电流及相位进行数字调节，并通过触摸屏进行实时动态调节，调节后的三相信号输入到信号处理单元进行数字处理，并由信号处理单元输出；所述高压模拟柜，由模拟电压互感器、电压显示表、模拟电流互感器、与模拟电压互感器和模拟电流互感器连接的三相智能电能表、第一模拟负荷开关、分别与第一模拟负荷开关连接的操作开关和开关状态指示灯组成，其中模拟电压互感器和模拟电流互感器为负控终端和计量表提供三相电压和三相电流；所述负控柜，由终端故障模拟单元、计量交采故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位、交流采集模块、专变Ⅰ型采集终端、电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元组成，所述计时控制按钮由计时开始按钮和计时结束按钮构成；高压模拟柜中终端电源信号、电流信号、脉冲抄表信号、遥信信号经终端故障模拟单元、专变Ⅰ型终端安装工位至专变Ⅰ型采集终端，专变Ⅰ型采集终端发出控制信号经专变Ⅰ型终端安装工位、终端故障模拟单元至高压模拟柜的模拟负荷开关；高压模拟柜输出的三相电压、三相电流经计量交采故障模拟单元、交流采集模块，专变采集终端经专变Ⅰ型终端安装工位采集交流采集模块的电压电流数据；电源单元、计时控制单元、计时控制按钮和计时显示单元构成系统计时单元；负控柜为专变I型采集终端提供安装、调试和故障处理培训平台，计时单元为技能考核提供计时依据。所述模拟低压柜，由模拟电流互感器、智能电能表、与智能电能表连接的专变III型终端安装工位、与专变III型终端安装工位连接的第二模拟负荷开关、与模拟电流互感器连接的三相电流表、安装在专变III型终端安装工位上的专变III型采集终端、与第二模拟负荷开关连接的开关状态指示灯和开关控制按钮组成；其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成，其中专变III型终端安装工位由终端安装挂板和采集终端接线端子组成，模拟专变III型采集终端现场运行环境，为专变III型采集终端安装调试和故障处理提供实训平台。2.根据权利要求1所述的用电信息采集终端安装实训系统，其特征是：负控柜中计量交采故障模拟单元由故障设定单元、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成；通过故障设定单元输入需要设定的计量交采故障类型，经过故障控制处理单元处理后，通过控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出，模拟计量三相电压断相、三相电流断路、短路、电压逆相序和错接线故障；终端故障模拟单元由故障设定电路、故障控制处理单元和控制输出单元三部分组成，通过故障设定单元进行故障设置，由故障控制处理单元进行故障识别和处理，控制输出单元上的执行继电器进行信号切换和输出，模拟采集终端电源故障、控制和遥信回路故障、有无功脉冲断路、反接故障和抄表回路断路、线序接反故障。3.根据权利要求1所述的用电信息采集终端安装实训系统，其特征是：所述三相电压、电流自动保护单元由电压、电流信号采样板、保护板和继电器板组成。保护板上的数字运放比较电路对三相电压电流信号进行比较，通过设定电压电流保护值，由采样板上的检测电路定时检测电压电流信号值，当检测值大于预先设定的电压电流保护值时，保护板开始动作，控制继电器板自动切断三相信号发生单元的信号输出，保护三相信号功率放大单元和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绍君，张向忠，郭友，陆晓光，刘勇，史兴才，李新萍，汪卓，
申请(专利权)人：辽宁双宜电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21