采集器现场故障模拟判断系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种采集器现场故障模拟判断系统，涉及电器检测装置领域，包括主控器，模拟主站，隔离装置和受主控器控制的程控源、电压电流控制板、高压发生器、电压波动输出、电感线圈。模拟主站与采集器通讯，并将通讯结果反馈至主控器，隔离装置设于采集器电源输入电路上。本实用新型具有模拟用电现场谐波干扰、高压浪涌、电网电压波动、电压跌落、磁场干扰等环境的功能，可同时监测多个采集器的通讯状况和采集状况，并能根据监测结果判断故障原因。本实用新型解决了“故障”采集器在实验室状态下工作正常的问题，消除了采集器由于供电引起的载波通讯干扰，能实验室环境下快速、方便地查出采集器的故障原因。
【专利说明】
采集器现场故障模拟判断系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种采集器现场故障模拟判断系统，属于电器检测装置领域。
【背景技术】
[0002]电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。
[0003]国家智能电网中用电信息采集终端或者使用抄控器对现场电表进行抄收用户用电信息时，经常遇见与采集器通讯不正常，或者无法抄收用户用电信息的情况。而将“故障”采集器拆回计量中心检测时，发现部分采集器在实验室状态下工作正常不存在通讯不正常或者无法抄收用电信息的情况。
[0004]而现场环境引起故障的原因大致有以下几种:采集器质量不过关导致长时间运行时会出现死机;用电现场存在谐波或奇次谐波干扰信号；高压浪涌；电网电压波动；电压跌落;磁场干扰。
[0005]另外，为快速检测采集器是否存在故障，同时会将多个采集器同时检测。但在同一个电压回路中，对不同的采集器进行同时的载波通讯，彼此在电路上会进行交叉干扰，影响采集器正常通讯。
【实用新型内容】
[0006]为在实验室环境下同时快速、准确地检测多个采集器，本实用新型提供了一种采集器现场故障模拟判断系统，能模拟上述用电现场环境，判断采集器“故障”，并具有避免采集器载波通讯交叉干扰的功能。
[0007]为实现上述目的，本实用提供了一种采集器现场故障模拟判断系统，包括主控器、程控源、电压电流控制板、高压发生器、电压波动输出、电感线圈、模拟主站和隔离装置。所述程控源、电压电流控制板、高压发生器、电压波动输出、电感线圈、与主控器连接并受其控制。所述高压发生器产生高压浪涌;所述电压波动输出电压波动;所述电感线圈提供磁场干扰。所述模拟主站与采集器通讯，并将通讯结果反馈至主控器。所述隔离装置设置在采集器电源输入线路上。
[0008]进一步地，所述隔离装置包括隔离变压器，所述隔离变压器的一次线圈与二次线圈上均设有信号隔离器，所述采集器信号输入端与电表连接。由于载波通讯信号为高频，为避免高频噪声对载波通讯的影响，所述信号隔离器与隔离变压器均隔离高频信号，使各个采集器在进行载波通讯时，彼此在电路上不会进行交叉干扰。
[0009]进一步地，所述程控源具有谐波输出功能，所述主控器通过控制程控源来控制谐波输出。所述谐波在电网会对采集器的运行造成一定的影响，特别是载波通讯。
[0010]进一步地，所述电压电流控制板控制电压跌落。所述电压跌落对电子设备程序数据有冲击，会干扰电子设备运行数据，严重时还会造成电子设备停止工作或死机。
[0011]进一步地，所述程控源输出电压、电流至电压电流控制板，所述电压电流控制板为高压发生器、电压波动输出以及电感线圈提供电压、电流。
[0012]进一步地，所述高压发生器包括仪用升压器。
[0013]进一步地，所述电压波动输出包括多路输出仪用变压器。
[0014]进一步地，所述电压波动输出包括多路输出仪用变压器，所述电感线圈为电流线圈。
[0015]进一步地，所述信号隔离器为LC或者RC吸收电路。
[0016]本实用新型的工作原理及有益效果如下:为在实验室环境下模拟用电现场的环境，本实用新型模拟了以下几种导致采集器故障的工作环境(以下简称故障环境):
[0017](I)连续72小时工作的环境。本实用新型可以连续72小时的长时间工作，并实时监控装置上各采集器的工作及通讯情况，记录各采集器的运行记录。
[0018](2)带有谐波输出的环境。电器工作时，会对电网产生谐波，谐波会影响电网的波形及电网的效率。本实用新型采用具有谐波输出功能的程控源，由主控器控制程控源的谐波输出，测试采集器能否在这样的环境中正常工作。
[0019](3)电压跌落的环境。本实用新型采用主控器控制电压电流控制板来控制电压跌落的时间和幅值，模拟电网中的电压跌落现象。测试采集器能否在这样的环境中正常工作，装置自动测试并记录测试结果。
[0020](4)短时高压浪涌的环境。用电现场中，当电网某处受雷击时，电网上瞬时叠加一个高压信号，会损坏用电设备。本实用新型采用仪用升压器短时输出高压至采集器上，模拟电网上的高压干扰，测试采集器能否在这样的环境中正常工作，装置自动测试并记录测试结果。
[0021](5)电网电压波动的环境。大型用电设备的启运所需的电流较大，会使电网电压产生较大的波动，影响采集器工作。本实用新型采用多路输出仪用变压器产生不同的电压输出，用于模拟电网上的各种电压波动现象，测试采集器能否在这样的环境中正常工作，装置自动测试并记录测试结果。
[0022](6)磁场干扰的环境。本实用新型在每一个采集器附近设置电感线圈，用于产生一个交变的磁场，磁场大小随电压电流控制板的输出电流的改变而改变，测试采集器能否在磁场环境中正常工作，装置自动测试并记录测试结果。
[0023]本实用中，程控源模拟谐波输出，电压电流控制板模拟电压跌落，仪用升压器模拟短时高压浪涌，多路输出仪用变压器模拟电网电压波动，电感线圈模拟磁场干扰，主控器用来控制各个模拟模块的工作状态，以及对采集器的通讯情况、采集情况进行实时监测与记录。
[0024]检测故障时，主控器每次控制输出一种故障环境，监测该种故障环境下采集器的通讯状况和信息采集情况，根据监测到的通讯状况和信息采集的情况，主控器作出故障原因的判断。若所有一种故障环境下采集器均正常工作，则依据排列组合的方式进行复合故障的模拟，直至查出故障。
[0025]为了避免多个采集器同时使用一个电压源时，各个采集器的通讯线路产生交叉干扰，本实用新型在每一个采集器的电源输入线路上均设置了隔离变压器和信号隔离器对其供电进行高频隔离。隔离变压器具有电杆特性，能吸收干扰的高频信号，同时对50Hz工频进行耦合，保证采集器的正常供电。信号隔离器可隔离使用载波通讯的高频信号，对电压信号进行二次整形，保留50Hz工频成分。
[0026]载波通讯试验时，采集控制器通过电力载波线路与本级采集器进行通讯，由于隔离器件的存在，载波信号不会输出其它线路，同样，其它线路的载波信号也不会输入。
[0027]本实用新型采用程控源，一方面是便于模拟谐波输出环境，另一面为电压电流控制板提供精确、稳定的电压、电流。电压电流控制板一方面用以模拟电压跌落环境，另一方面为高压发生器、电压波动输出提供不同的电压、为电感线圈提供变化的电流。既减少了其他电源的使用，精简结构，降低成本，又便于主控器通过控制电压电流控制板，改变电压电流控制板输出的电压、电流大小，为高压发生器等提供适宜的、可调节的电压与电流，适用于不同的情况。
[0028]总而言之，本实用提供了一种在实验室中使用的，或者非用电现场，采集器现场故障模拟装置，具有模拟用电现场长时间工作、谐波影响、短时高压浪涌、电压波动、电压跌落和磁场干扰等引起采集器“故障”的现场环境的功能，且对采集器供电进行了高频隔离，保证了载波通讯互不干扰，并能根据采集器在上述环境下的监测数据进行故障原因的判断，解决采集器在实验室状态下工作时，不存在通讯不正常或者无法抄收用电信息的情况。
【附图说明】
[0029]图1是采集器现场故障模拟判断系统的基本原理图。
[0030]图2是采集器现场故障模拟判断系统隔离装置示意图。
[0031 ]图3是采集器现场故障模拟判断系统连接示意图。
[0032]附图中，主控器I;程控源2;电压电流控制板3;电感线圈4;采集器5;高压发生器6;电压波动输出7;模拟主站8;隔离装置9;信号隔离器一91;隔离变压器92;信号隔离器二93;信号衰减器94;抄控器95;电能表96。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图进行进一步说明。
[0034]如图1所示，本实用主要由主控器1、程控源2、电压电流控制板3、高压发生器6、电压波动输出7、电感线圈4和隔离装置9组成，程控源2、电压电流控制板3、高压发生器6、电压波动输出7、电感线圈4、与主控器I连接并受其控制。主控器I控制程控源2输出精确的电压、电流为电压电流控制板3供电，进而便于电压电流控制板3为高压发生器6、电压波动输出7提供不同的电压、为电感线圈4提供变化的电流。隔离装置9设置在高压发生器6或者电压波动输出7与采集器5的电压输入端之间，用于隔离采集器5供电电路的高频信号，避免其他采集器5的信号影响该采集器5的通讯与运行。
[0035]高压发生器6、电压波动输出7与采集器5的电压输入相连，将其产生的短时高压和波动的电压通过隔离装置9输入采集器5。电感线圈4根据电压电流控制板3所提供的电流信号产生交变的干扰磁场，影响采集器5的运行及通讯。电压电流控制板3控制电压跌落的时间和幅值，通过高压发生器6和电压波动输出7实现电压跌落。
[0036]为监测采集器5在各个故障环境下的运行以及通讯状况，本实用设有模拟主站8，以无线方式与采集器5通讯，并将采集器5从电能表96采集到的用电信息情况、与采集器5的通讯情况反馈至主控器I。最后由主控器I根据用电信息情况和通讯情况判断是哪一种故障环境导致了采集器5“故障”。
[0037]如图2所示，隔离装置9设置在采集器5电源输入线路上。隔离装置9包括隔离变压器92，在隔离变压器92的一次线圈与二次线圈上分别设有信号隔离器一 91、信号隔离器二93，采集器5的信号输入端与电能表96连接。由于载波通讯信号为高频，所述信号隔离器一91、信号隔离器二 93与隔离变压器92均隔离高频信号，使各个采集器5在进行载波通讯时，彼此在电路上不会进行交叉干扰。
[0038]抄控器95为现场抄表时使用，通过红外发射管与采集器5通信。在实验室的检测环境下，为减少抄控器95受到其他信号的影响，在抄控器95的电源输入线路上设置信号衰减器94。信号衰减器94对通信信号进行一定程度的衰减，在保证本级正常通讯的同时减少对前级的干扰。从而保证采集器5与抄控器95通信稳定。
[0039]如图3所示，主控器I直接控制程控源2、电压电流控制板3的输出电压、电流，通过直接控制电压电流控制板3的输出电压、电流间接控制高压发生器6、电压波动输出7和电感线圈4输出的电压大小和电流大小。并且主控器I直接控制高压发生器6、电压波动输出7和电感线圈4的工作状态(通/断)，其直接控制的工作状态与间接控制的电压电流值相配合。其中高压发生器6与电压波动输出7经过隔离装置9隔离高频信号后输入电压至采集器5，电感线圈4产生交变干扰磁场作用于采集器5。采集器5与模拟主站8通讯，将采集信息传送至模拟主站8，模拟主站8将通讯情况和采集信息反馈至主控器I。主控器I根据通讯情况判断出采集器5是否为通讯故障，再根据具体的采集信息判断出“故障”原因。
[0040]结合图1，程控源2模拟谐波输出故障环境，电压电流控制板3模拟电压跌落故障环境，高压发生器6模拟短时高压浪涌故障环境，电压波动输出7模拟电网电压波动故障环境，电感线圈4模拟磁场干扰故障环境，隔离装置9隔离高频信号，保证载波信号通讯不受其他采集器5的影响，主控器I控制程控源2、电压电流控制板3、高压发生器6、电压波动输出7和电感线圈4，并通过模拟主站8对采集器5实时监测与记录。
[0041]检测故障时，主控器I每次控制只产生一种故障环境，并监测该故障环境下采集器5的通讯状况和用电信息采集情况，根据监测到的通讯状况和信息采集的情况，判断采集器5是否通讯正常，是否正常采集，所采集的信息是否正常。若一种故障环境下无法查出采集器5“故障”的原因，则依据排列组合的方式，主控器I每次只产生一种组合方式的故障环境，直至查出故障。
[0042]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【主权项】
1.采集器现场故障模拟判断系统，包括主控器、程控源、电压电流控制板、高压发生器、电压波动输出、电感线圈、模拟主站和隔离装置，其特征在于:所述程控源、电压电流控制板、高压发生器、电压波动输出、电感线圈、与主控器连接并受其控制;所述高压发生器产生高压浪涌，所述电压波动输出产生电压波动，所述电感线圈提供磁场干扰;所述模拟主站与采集器通讯，并将通讯结果反馈至主控器;所述隔离装置设于采集器电源输入电路上。2.根据权利要求1所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述隔离装置设有隔离变压器，所述隔离变压器的一次线圈与二次线圈上均设有信号隔离器。3.根据权利要求1所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述程控源具有谐波输出功能，所述主控器通过控制程控源来控制谐波输出。4.根据权利要求1所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述电压电流控制板控制电压跌落。5.根据权利要求1所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述程控源输出电压、电流至电压电流控制板;所述电压电流控制板为高压发生器、电压波动输出以及电感线圈提供电压、电流。6.根据权利要求2所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述信号隔离器与隔离变压器隔离高频信号。7.根据权利要求1所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述高压发生器包括仪用升压器。8.根据权利要求1所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述电压波动输出包括多路输出仪用变压器。9.根据权利要求2所述的采集器现场故障模拟判断系统，其特征在于:所述信号隔离器为LC或者RC吸收电路。
【文档编号】G01R31/00GK205427062SQ201520968374
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月30日
【发明人】冯亮, 金雅珍, 余锋, 张晓英, 沈惠芳, 陈媛媛, 沈志美, 朱宏霞, 邵银春, 余兰, 顾问
【申请人】国网浙江省电力公司绍兴供电公司, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司