一种高压计量箱接线仿真培训系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压计量箱接线仿真培训系统，涉及电能计量培训技术领域。所述高压计量箱接线仿真培训系统，包括依次连接的上位机、控制机、虚拟仿真三相功率源、仿真高压计量组合互感器以及仿真高压计量表箱，通过采用虚拟仿真三相功率源和仿真互感器来实现高压仿真计量箱的接线培训操作，在实际培训过程中无高压输入，保证了接线培训过程中的安全性；仿真互感器、仿真电能表的形状尺寸和接线均与实际的互感器、电能表一致，使学员通过该仿真培训系统培训后更容易适应现场的实际接线工作。本实用新型专利技术安全可靠、结构简单、轻便，制作成本低，既降低了培训成本，又保证了培训效果，具有很好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高压计量箱接线仿真培训系统
本技术属于电能计量培训
，尤其涉及一种高压计量箱接线仿真培训系统。
技术介绍
在电力系统生产中，电能是最终产品，对电能的计量极为重要；电能计量的准确性一方面与计量装置有关，另一方面也与操作人员密不可分，因此，对操作人员进行高压计量箱接线和操作培训显得尤为重要。现在市场上常见的高压计量箱只能适用于高压计量现场，并且由于其体积庞大，比较笨重，不方便搬入培训室进行培训教学；在对操作人员进行接线培训时，现有的高压计量箱具有实际的高压，而操作人员在不熟练的情况下进行操作，对培训而言存在不安全因素；现有的高压计量箱采用实际的电压互感器和电流互感器，增加了培训装置的制作成本，增加了培训装置的重量，不便于实际操作。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种高压计量箱接线仿真培训系统。本技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种高压计量箱接线仿真培训系统，包括依次连接的上位机、控制机、虚拟仿真三相功率源、仿真高压计量组合互感器以及仿真高压计量表箱；所述控制机还分别与仿真高压计量组合互感器、仿真高压计量表箱连接；所述虚拟仿真三相功率源，用于在上位机的控制下选择输出三相三线控制信号或三相四线控制信号，模拟真实的三相高电压和大电流功率源功能；所述仿真高压计量组合互感器，用于模拟真实的电压互感器和电流互感器功能；所述仿真高压计量表箱，用于模拟真实的三相电能表功能；所述控制机，用于采集仿真高压计量组合互感器和仿真高压计量表箱接线端子的接线情况信息，并上传给上位机，同时执行上位机发送的控制指令；所述上位机，用于对控制机发送控制指令、接收控制机上传的信息，并进行信号处理与分析，将实际试验接线情况在上位机的仿真界面上显示出来。进一步的，所述仿真高压计量组合互感器包括第一仪表箱以及设置在第一仪表箱内的仿真电压互感器和仿真电流互感器；所述仿真电压互感器和仿真电流互感器的一次输入接线端子分别与虚拟仿真三相功率源的输出端、控制机连接，其二次输出接线端子分别与仿真高压计量表箱的接线端子、控制机连接。进一步的，所述仿真电压互感器和仿真电流互感器均为三台。进一步的，所述仿真高压计量表箱包括第二仪表箱以及设置在第二仪表箱内的三相三线仿真电能表和三相四线仿真电能表；所述三相三线仿真电能表或三相四线仿真电能表的接线端子分别与仿真高压计量组合互感器的二次输出接线端子、控制机连接。进一步的，所述三相三线仿真电能表和三相四线仿真电能表的外观均与实际的三相三线电能表和三相四线电能表一致，且均包括接线端子和显示单元。进一步的，所述控制机包括头接线端驱动输出模块、尾接线端采集输入模块、极性与信号判别模块、RS232收发器模块、MCU模块以及供电单元模块；所述MCU模块分别与所述头接线端驱动输出模块、尾接线端采集输入模块、极性与信号判别模块以及供电单元模块连接；所述MCU模块还与RS232收发器模块连接；所述头接线端驱动输出模块，用于接收MCU模块发出的驱动控制信号，给待判断的接线端子施加逻辑电平；所述尾接线端采集输入模块，用于对与其连接的接线端子扫描并将接线端子的电平信号传输给MCU模块，逐一查询除待判断接线以外的其他接线端子的电平状态；所述极性与信号判别模块，用于实现信号的放大和模数转换；所述RS232收发器模块，用于将尾接线端采集输入模块的信号传输至上位机或者将上位机的控制指令传输至控制机；所述MCU模块，用于控制头接线端驱动输出模块驱动待判断接线端子，并不断扫描尾接线端采集输入模块的电平信号，判断各个模拟接线端子之间接线的通断关系；同时还负责控制头接线端驱动输出模块具体驱动哪根接线端子对应的导线；所述供电单元模块，用于为整个控制机提供电源。进一步的，所述头接线端驱动输出模块采用74HC374或8位锁存器集成电路。进一步的，所述尾接线端采集输入模块采用75HC244或8位3态门集成电路。进一步的，所述极性与信号判别模块是由跨导放大器与过零检测电路组成。跨导放大器的作用是把信号充分放大，以保证检测的灵敏度，过零检测电路的作用是把正弦波模拟信号变为数字信号，便于MCU模块处理；MCU模块得到这些信号后，按照一定的算法，则可判断出极性的正与反。进一步的，所述MCU模块采用PQFP44封装的MPC82G516A单片机芯片，MPC82G516A是基于80C51的高效1-T结构的单芯片微处理器，每条指令需要1~7个时钟信号(比标准8051快6~7倍)，与8051指令集兼容。因此在与标准8051有同样的处理能力的情况下，MPC82G516A只需要非常低的运行速度，同时由此能很大程度的减少耗电量。进一步的，一种高压计量箱接线仿真培训系统的操作方法，包括如下步骤：步骤1：上位机加载测试设置高压计量箱接线仿真界面，打开RS232串口与控制机连接，如果连接成功，则跳转至步骤2，否则返回上位机仿真界面；步骤2：在上位机仿真界面上创建数据缓冲区，并通过RS232串口发送控制指令和接收信息，实时侦听控制机上传的数据；步骤3：当侦听到数据缓冲区有数据时，接收数据，并进行验证，验证失败直接抛弃数据，验证成功则储存数据，达到接收数据目的；步骤4：在接线后，控制机根据虚拟仿真三相功率源、仿真互感器和仿真电能表的数据进行处理显示；步骤5：接线正确，则在上位机仿真界面上显示对应连接线；接线错误，则在上位机仿真界面上显示错误接线并给出显著标识。与现有技术相比，本技术所提供的高压计量箱接线仿真培训系统，包括依次连接的上位机、控制机、虚拟仿真三相功率源、仿真高压计量组合互感器以及仿真高压计量表箱，通过采用虚拟仿真三相功率源和仿真互感器来实现高压仿真计量箱的接线培训操作，在实际培训过程中无高压输入，保证了接线培训过程中的安全性；仿真互感器、仿真电能表的形状尺寸和接线均与实际的互感器、电能表一致，使学员通过该仿真培训系统培训后更容易适应现场的实际接线工作；本技术的控制机完全满足互感器检定接线模拟系统或其他类似的仿真测试系统的技术要求，能实现全电子化、实时地、准确地判断模拟接线的通断状态，并及时地、不断地将结果数据上传给上位机作接线的对错判断等进一步处理；上位机可以对仿真高压计量组合互感器和仿真高压计量表箱的模拟接线接线端子进行试验接线判断，并在上位机上能将实际试验接线情况显示出来，最大限度的激发学员对现场工作的理解力和实际操作能力，迅速提高学员操作技能，具有较强的生产实际意义；本技术安全可靠、结构简单、轻便，制作成本低，既降低了培训成本，又保证了培训效果，具有很好的实用价值。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一种高压计量箱接线仿真培训系统的结构框图。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压计量箱接线仿真培训系统，其特征在于：包括依次连接的上位机、控制机、虚拟仿真三相功率源、仿真高压计量组合互感器以及仿真高压计量表箱；所述控制机还分别与仿真高压计量组合互感器、仿真高压计量表箱连接；所述虚拟仿真三相功率源，用于在上位机的控制下选择输出三相三线控制信号或三相四线控制信号，模拟真实的三相高电压和大电流功率源功能；所述仿真高压计量组合互感器，用于模拟真实的电压互感器和电流互感器功能；所述仿真高压计量表箱，用于模拟真实的三相电能表功能；所述控制机，用于采集仿真高压计量组合互感器和仿真高压计量表箱接线端子的接线情况信息，并上传给上位机，同时执行上位机发送的控制指令；所述上位机，用于对控制机发送控制指令、接收控制机上传的信息，并进行信号处理与分析，将实际试验接线情况在上位机的仿真界面上显示。

【技术特征摘要】
1.一种高压计量箱接线仿真培训系统，其特征在于：包括依次连接的上位机、控制机、虚拟仿真三相功率源、仿真高压计量组合互感器以及仿真高压计量表箱；所述控制机还分别与仿真高压计量组合互感器、仿真高压计量表箱连接；所述虚拟仿真三相功率源，用于在上位机的控制下选择输出三相三线控制信号或三相四线控制信号，模拟真实的三相高电压和大电流功率源功能；所述仿真高压计量组合互感器，用于模拟真实的电压互感器和电流互感器功能；所述仿真高压计量表箱，用于模拟真实的三相电能表功能；所述控制机，用于采集仿真高压计量组合互感器和仿真高压计量表箱接线端子的接线情况信息，并上传给上位机，同时执行上位机发送的控制指令；所述上位机，用于对控制机发送控制指令、接收控制机上传的信息，并进行信号处理与分析，将实际试验接线情况在上位机的仿真界面上显示。2.如权利要求1所述的高压计量箱接线仿真培训系统，其特征在于：所述仿真高压计量组合互感器包括第一仪表箱以及设置在第一仪表箱内的仿真电压互感器和仿真电流互感器；所述仿真电压互感器和仿真电流互感器的一次输入接线端子分别与虚拟仿真三相功率源的输出端、控制机连接，其二次输出接线端子分别与仿真高压计量表箱的接线端子、控制机连接。3.如权利要求1所述的高压计量箱接线仿真培训系统，其特征在于：所述仿真高压计量表箱包括第二仪表箱以及设置在第二仪表箱内的三相三线仿真电能表和三相四线仿真电能表；所述三相三线仿真电能表或三相四线仿真电能表的接线端子分别与仿真高压计量组合互感器的二次输出接线端子、控制机连接。4.如权利要求3所述的高压计量箱接线仿真培训系统，其特征在于：所述三相三线仿真电能表和三相四线仿真电能表的外观均与实际的三相三线电能表和三相四线电能表一致，且均包括接线端子和显示单元。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建平，李畸勇，刘福，全学明，
申请(专利权)人：广西网冠电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广西,45