CN108398594A - 一种智能仿真三相电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能仿真三相电能表，涉及电能计量技术领域。所述智能仿真三相电能表，包括真实电能表、切换电路、外置仿真控制器以及数据库服务器；真实电能表包括真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏，通过切换电路实现真实状态与仿真状态的切换，切换响应时间短，无复杂繁琐的拆接过程，操作简单安全；真实状态与仿真状态的互补，为学员提供了更为丰富的电能计量功能培训，满足了现代高效、安全、准确、智能的培训模式需求。
Description
技术领域
本发明属于电能计量技术领域，尤其涉及一种智能仿真三相电能表。
背景技术
当今电力工业发展迅猛，为了保证电力工业生产、电能计量可靠、准确地进行，我们必须要依靠可靠的仪器仪表装置来进行电能计量，而电能表是常见的电能计量仪器。电能表用来测量电能，能够精确计量正反向有功、两组合无功、四象限无功总及分时电量，具有分相正反向有功计量及有功、无功最大需量及发生时间记录功能，并能对有功、无功、电压、电流、功率因素和频率等用电参数进行实时测量和处理。但，电能表在计量过程中出现错误，就有可能会给用户或供电企业带来极大的经济损失，为了把握好这一重要环节，电能计量人员必须具备更高的业务素质和工作技能。
目前，国内外对电能计量人员的培训及考核主要是通过纸质考卷结合人工手动设置错误接线方式后再将真实的电能表接入到电网中，操作人员再进行抄表等培训，操作危险系数较高，存在一定的安全隐患，且拆接过程繁琐复杂，十分耗时，操作过程中也无法保证人工设置的错误与预设情况一致，造成培训效率低下；且真实的电能表每隔一段时间才进行一次抄表，没有更多的数据供操作人员进行仿真计量培训。由此可见，传统的培训考核方式及考核装置已不能满足现代高效、安全、准确、智能的培训模式需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种智能仿真三相电能表。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种智能仿真三相电能表，包括真实电能表、切换电路、外置仿真控制器以及数据库服务器；所述真实电能表包括真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏；所述真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏依次连接；所述液晶显示驱动模块还分别与切换电路、外置仿真控制器连接；所述外置仿真控制器还与数据库服务器进行通信连接；
所述切换电路，用于控制真实电能表微处理器与液晶显示驱动模块之间的连接，实现真实状态与仿真状态之间的相互切换；
所述数据库服务器，用于存储电能计量相关数据，为学员培训提供更为丰富的数据；
所述外置仿真控制器，用于根据数据库服务器传输的数据进行相应的电能表计量仿真功能，并在液晶显示屏上显示，实现学员的相关培训；
通过切换电路实现真实状态与仿真状态之间的切换，当处于真实状态时，真实电能表微处理器接入，进行正常的计量与显示，实现电能计量、电量测量、最大需量计量、分时计量、显示、通信、事件记录、电网事件记录、电压合格率统计培训；当处于仿真状态时，从数据库服务器获取相关数据，并在液晶显示屏上显示，实现相应的仿真计量功能培训。
进一步的，所述切换电路采用金属外壳封装，在金属外壳上设有通讯口以及切换按钮；带金属外壳的切换电路安装在真实电能表的背面。
进一步的，所述外置仿真控制器与数据库服务器之间通过RS485通讯接口进行通信连接。
进一步的，所述仿真控制器是以MSP430F169单片机为核心的控制处理电路。
进一步的，所述真实电能表还包括集成计量模块、存储器、预付费模块、拉合闸继电器模块、有功无功脉冲灯以及蜂鸣器报警模块；所述集成计量模块、存储器、预付费模块、拉合闸继电器模块、有功无功脉冲灯以及蜂鸣器报警模块分别与所述真实电能表微处理器连接；所述集成计量模块还通过分压电阻与三相电压连接，通过电流互感器与三相电流连接；
集成计量模块将来自分压电阻的电压信号、电流互感器的模拟信号转换为数字信号，并对其进行数字积分运算，从而精确地获得有功电能和无功电能，并在液晶显示屏上显示；真实电能表微处理器根据相应费率和需量等要求对数据进行处理，将其结果保存在存储器中。
进一步的，所述拉合闸继电器模块采用内置式，安装在真实电能表的内部。
与现有技术相比，本发明所提供的智能仿真三相电能表，包括真实电能表、切换电路、外置仿真控制器以及数据库服务器；真实电能表包括真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏，通过切换电路实现真实状态与仿真状态的切换，切换响应时间短，无复杂繁琐的拆接过程，操作简单安全；真实状态与仿真状态的互补，为学员提供了更为丰富的电能计量功能培训，满足了现代高效、安全、准确、智能的培训模式需求；本发明运用于电能计量学员培训时，设置错误接线方式只需要选择读取相应的数据库服务器中的数据，即可进行相应电能计量功能的仿真，相比传统手动设置错误接线方式，人员操作危险系数几乎降为零，且不存在拆接电能表接线过程，避免了培训过程繁琐复杂，耗时严重等弊端，大大提高了员工培训效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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发明的一个实施例，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是本发明一种智能仿真三相电能表的结构框图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所提供的一种智能仿真三相电能表，包括真实电能表、切换电路、外置仿真控制器以及数据库服务器；真实电能表包括真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏；真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏依次连接；液晶显示驱动模块还分别与切换电路、外置仿真控制器连接；外置仿真控制器还与数据库服务器进行通信连接；
通过切换电路实现真实状态与仿真状态之间的切换，当处于真实状态时，真实电能表微处理器接入，进行正常的计量与显示，实现电能计量、电量测量、最大需量计量、分时计量、显示、通信、事件记录、电网事件记录、电压合格率统计等培训；当处于仿真状态时，从数据库服务器获取相关数据（数据库服务器中的数据可以随意设置），并在液晶显示屏上显示，实现相应的仿真计量功能培训，例如有功无功电量的递减、电量的错误测量等在真实表中基本不可能出现的错误，抄表培训，电能计量慢、快以及有功无功的计量状态培训等，通过状态切换实现更为全面的计量功能培训。
切换电路采用金属外壳封装，在金属外壳上设有通讯口以及切换按钮；带金属外壳的切换电路安装在真实电能表的背面。当按下切换按钮时，进入仿真状态，没有复杂繁琐的拆接过程，节约了培训时间，操作安全可靠。
仿真控制器是以MSP430F169单片机为核心的控制处理电路，MSP430F169型单片机，具有多种通信方式及丰富的I/O口引脚资源，功耗低，稳定性高，且还具有JATG接口，可进行在线调试及编程。
真实电能表还包括集成计量模块、存储器、预付费模块、拉合闸继电器模块、有功无功脉冲灯以及蜂鸣器报警模块；集成计量模块、存储器、预付费模块、拉合闸继电器模块、有功无功脉冲灯以及蜂鸣器报警模块分别与真实电能表微处理器连接；集成计量模块还通过分压电阻与三相电压连接，通过电流互感器与三相电流连接；
集成计量模块将来自分压电阻的电压信号、电流互感器的模拟信号转换为数字信号，并对其进行数字积分运算，从而精确地获得有功电能和无功电能，并在液晶显示屏上显示；真实电能表微处理器根据相应费率和需量等要求对数据进行处理，将其结果保存在存储器中。
以电量递减的情况仿真用户窃电行为为例，具体过程如下：
通过切换按钮将本发明的智能三相仿真电能表切换至仿真电能表状态，此时，控制电能表正常计量的真实电能表微处理器被切换电路切除，外置仿真控制器进入工作状态，读取数据库服务器中的有功电量数据，进而控制液晶显示屏显示电量数据，当需要进行用户窃电行为仿真时，将数据库服务器中的电量数据按一定规律持续减小，再由外置仿真控制器读取该数据，这时可明显观察到液晶显示屏上的电量数据变小，这在现实中就表现为窃电行为，要求学员能准确、快速地判断出该种情况；相对于真实的电能表以及传统的仿真电能表，本发明能够实现更多计量功能的培训，满足现代高效、安全、准确、智能的培训模式需求。
本发明所提供的智能仿真三相电能表，通过切换电路实现真实状态与仿真状态的切换，切换响应时间短，无复杂繁琐的拆接过程，操作简单安全；真实状态与仿真状态的互补，为学员提供了更为丰富的电能计量功能培训，满足了现代高效、安全、准确、智能的培训模式需求；本发明运用于电能计量学员培训时，设置错误接线方式只需要选择读取相应的数据库服务器中的数据，即可进行相应电能计量功能的仿真，相比传统手动设置错误接线方式，人员操作危险系数几乎降为零，且不存在拆接电能表接线过程，避免了培训过程繁琐复杂，耗时严重等弊端，大大提高了员工培训效率。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种智能仿真三相电能表，其特征在于：包括真实电能表、切换电路、外置仿真控制器以及数据库服务器；所述真实电能表包括真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏；所述真实电能表微处理器、液晶显示驱动模块以及液晶显示屏依次连接；所述液晶显示驱动模块还分别与切换电路、外置仿真控制器连接；所述外置仿真控制器还与数据库服务器进行通信连接；
所述切换电路，用于控制真实电能表微处理器与液晶显示驱动模块之间的连接，实现真实状态与仿真状态之间的相互切换；
所述数据库服务器，用于存储电能计量相关数据；
所述外置仿真控制器，用于根据数据库服务器传输的数据进行相应的电能表计量仿真功能，并在液晶显示屏上显示，实现学员的相关培训。
2.如权利要求1所述的智能仿真三相电能表，其特征在于：所述切换电路采用金属外壳封装，在金属外壳上设有通讯口以及切换按钮；带金属外壳的切换电路安装在真实电能表的背面。
3.如权利要求1所述的智能仿真三相电能表，其特征在于：所述外置仿真控制器与数据库服务器之间通过RS485通讯接口进行通信连接。
4.如权利要求1或3所述的智能仿真三相电能表，其特征在于：所述仿真控制器是以MSP430F169单片机为核心的控制处理电路。
5.如权利要求1所述的智能仿真三相电能表，其特征在于：所述真实电能表还包括集成计量模块、存储器、预付费模块、拉合闸继电器模块、有功无功脉冲灯以及蜂鸣器报警模块；所述集成计量模块、存储器、预付费模块、拉合闸继电器模块、有功无功脉冲灯以及蜂鸣器报警模块分别与所述真实电能表微处理器连接；所述集成计量模块还通过分压电阻与三相电压连接，通过电流互感器与三相电流连接。
6.如权利要求5所述的智能仿真三相电能表，其特征在于：所述拉合闸继电器模块采用内置式，安装在真实电能表的内部。
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