智能小区用电演示装置的制作方法

本实用新型涉及用电原理实训设备，具体的说，涉及了一种智能小区用电演示装置。

背景技术：

随着人民生活水平的不断提高，居民用电量占总用电量的比例不断上升，居民对供电服务提出了更高的要求。建设智能用电小区是满足居民供电服务要求的重要举措，也是国家电网公司坚持智能电网建设用电环节中的重要举措；智能用电小区在提升电网服务质量的同时也起到了指导与实现居民用户低碳节能的作用。

然而，当前的智能小区主要侧重于物业和信息的管理，对用电管理还不够重视，目前电力市场还没有专用设备去向用户展示智能小区的用电结构及运行控制过程。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种智能小区用电演示装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种智能小区用电演示装置，它包括丝印在演示机柜上的小区主线路，以及与小区主线路相连的供电线路；所述小区主线路上对应设置有第一led灯带，所述第一led灯带用于模拟指示小区主线路是否正常工作；所述供电线路上设置有状态指示灯、第二led灯带、第三led灯带、空气开关、三相仿真电能表、集中器、单相仿真电能表和家电供电线路；

其中，所述状态指示灯，用于模拟指示变压器是否正常工作；所述第二led灯带设置所述第一led灯带与所述空气开关之间，用于模拟指示主线路是否正常工作；所述空气开关设置在所述第二led灯带与所述第三led灯带之间，用于模拟控制所述家电供电线路供电状态；所述第三led灯带设置在所述空气开关与所述家电供电线路之间，用于模拟指示家电供电线路是否正常工作；

所述三相仿真表设置在所述第二led灯带的一侧，用于模拟小区总电能数据计量；所述集中器设置在所述第二led灯带的另一侧，用于模拟小区总电能数据采集；

所述单相仿真电能表设置在所述第三led灯带的一侧，用于模拟住户电能数据计量；所述家电供电线路，用于模拟住户家电设备的工作状态。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供了一种智能小区用电演示装置，通过小区主线路以及与小区主线路相连的供电线路，模拟展示智能小区电力综合应用平台的体系结构等，并模拟展示小区低压配电系统运行监控；能够通过控制空气开关的开合，模拟展示用户停电监控，通过所述三相仿真电能表、所述单相仿真电能表等实现居民用户停电故障的监测；用户可以及时清晰了解一天24小时中不同电价时段内的用电比例、各个家电的用电比例，从而帮助用户根据峰谷时段的不同电价，合理用电。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理图。

图2至图5是本实用新型的结构示意图。

图6是本实用新型的通信控制原理图。

图7是本实用新型的原理框图。

图8是本实用新型的用电通信控制板的原理图。

图中：1.带开关的电磁炉图标；2.带开关的电饭炉图标；3.带开关的空调图标；4.带开关的电视机图标；5.带开关的冰箱图标；6.带开关的洗衣机图标；7.带测试按钮的烟感报警器图标；8.带测试按钮的烟气报警器图标；9.报警器；10.安全出口指示灯；11.电控锁图标；12.带测试按钮的门禁开关图标；13.演示机柜；14.复位按钮；15.启动按钮；16.停止按钮；17.电源总开关；18.滚轮；19.多功能信号箱；20.电源滤波板；21.以太网转发器；22.12v开关电源；23.5v开关电源。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如附图1所示，一种智能小区用电演示装置，它包括丝印在演示机柜13上的小区主线路，以及与小区主线路相连的供电线路；所述小区主线路上对应设置有第一led灯带led11，所述第一led灯带led11用于模拟指示小区主线路是否正常工作；所述供电线路上设置有状态指示灯led1和led2、第二led灯带led12、第三led灯带led13、空气开关、三相仿真电能表wh2、集中器wh1、单相仿真电能表wh5和家电供电线路；其中，所述状态指示灯led1和led2，用于模拟指示变压器是否正常工作；所述第二led灯带led12设置所述第一led灯带led11与所述空气开关之间，用于模拟指示主线路是否正常工作；所述空气开关设置在所述第二led灯带led12与所述第三led灯带led13之间，用于模拟控制所述家电供电线路供电状态；所述第三led灯带led13设置在所述空气开关与所述家电供电线路之间，用于模拟指示家电供电线路的是否正常工作；所述三相仿真表wh2设置在所述第二led灯带led12的一侧，用于模拟小区总电能数据计量；所述集中器wh1设置在所述第二led灯带led12的另一侧，用于模拟小区总电能数据采集；所述单相仿真电能表wh5设置在所述第三led灯带led13的一侧，用于模拟住户电能数据计量；所述家电供电线路，用于模拟住户家电设备的工作状态。

本实施例中，所述供电线路上还设置有第四led灯带led14和三相四线仿真电能表wh3，所述第四led灯带led14用于模拟指示风电或者光伏供电是否正常工作，所述三相四线仿真电能表wh3用于模拟指示风电或者光伏供电的供电量；用于模拟展示分布式电源在小区家庭中的接入应用。

如附图6和附图7所示，该智能小区用电演示装置还包括pc机、以太网转发器21、用电通信控制板以及多功能表信号箱19；其中，所述以太网转发器21的一端通过网线与所述pc机通讯互联，另一端通过rs232方式分别与所述用电通信控制板和所述多功能表信号箱19通讯互联，用以接收所述pc机发送的演示指令并转发至所述用电通信控制板或者所述多功能表信号箱19；所述多功能表信号箱，分别连接所述三相仿真电能表wh2、所述单相仿真电能表wh5和三相四线仿真电能表wh3，用以将所述演示指令转发至所述三相仿真电能表wh2、所述单相仿真电能表wh5和所述三相四线仿真电能表wh3；所述用电通信控制板，分别连接所述空气开关、所述第一led灯带led11、所述第二led灯带led12、所述第三led灯带led13、所述第四led灯带led14以及所述状态指示灯led1和led2，用以检测所述空气开关的状态，并驱动所述第一led灯带led11、所述第二led灯带led12、所述第三led灯带led13、所述第四led灯带led14以及所述状态指示灯led1和led2动作。

本实施例给出了一种用电通信控制板的具体实施方式，如附图8所示，所述用电通信控制板包括控制器以及与所述控制器连接的输入检测电路、直流电输出支路和交流电输出支路。所述输入检测电路包括13路输入检测电路，其中，每路输入检测电路均包括正输入端和负输入端，所述正输入端一端连接相应的空气开关，所述正输入端的另一端依次经发光二极管和电阻连接电源端，所述正输入端的另一端还依次经运算放大器和电阻连接控制器的引脚，所述负输入端的一端连接相应的空气开关，另一端接地。所述直流电输出支路用于控制所述第一led灯带led11、所述第二led灯带led12、所述第三led灯带led13、所述第四led灯带led14以及所述状态指示灯led1和led2的开关；所述交流电输出支路用于控制所述三相仿真电能表wh2、所述单相仿真电能表wh5和三相四线仿真电能表wh3的工作电源开关。

本实施例还给出了一种多功能表信号箱的具体实施方式，所述多功能表信号箱16包括主控制器，以及与所述主控制器相连的若干用于控制通信线路通断的通讯控制支路，其电路原理图可参见一种四表采集模拟展示设备（申请号为cn201820914370.x）中公开的通讯控制电路的电路原理图。

启动该智能小区用电演示装置，设置小区主线路上的第一led灯带led11点亮，模拟指示小区主线路正常工作；状态指示灯led1和led2点亮，模拟指示变压器正常工作；第二led灯带led12点亮，模拟指示供电线路正常工作；断开1#楼1单元配电箱中的空气开关，在1#楼1单元配电箱下方的第三led灯带led13不亮，家电供电线路不能工作；合上1#楼1单元配电箱中的空气开关，在1#楼1单元配电箱下方的第三led灯带led13点亮，家电供电线路正常工作，单相仿真电能表wh5的脉冲灯闪烁，表示1#楼1单元101室有家电设备处于工作状态。

该智能小区用电演示装置通过小区主线路以及与小区主线路相连的供电线路，模拟展示智能小区电力综合应用平台的体系结构等，并模拟展示小区低压配电系统运行监控；能够通过控制空气开关的开合，模拟展示用户停电监控，通过所述三相仿真电能表wh2、所述单相仿真电能表wh5等实现居民用户停电故障的监测。

实施例2

本实施例给出了一种家电供电线路的具体实施方式，所述家电供电线路上设置有电磁炉供电回路、电饭煲供电回路和电冰箱供电回路；所述电磁炉供电回路、所述电饭煲供电回路和所述电冰箱供电回路上均设置回路led灯带、液晶显示屏、状态指示灯和控制按钮。

具体的，所述电磁炉供电回路上设置回路led灯带led15、液晶显示屏yj1、状态指示灯和控制按钮，所述回路led灯带led15、所述液晶显示屏yj1、所述状态指示灯和所述控制按钮分别连接用电通信控制板；状态指示灯指的是电磁炉指示红灯，控制按钮指的是电磁炉的电源按钮、功率增加按钮和功率减小按钮。演示时，按下电磁炉的电源按钮，回路led灯带led15点亮，电磁炉指示红灯有三个点亮，液晶显示屏yj1显示此时电流值；按下电磁炉的功率增加按钮，电磁炉指示红灯被点亮个数逐渐增加，液晶显示屏yj1显示的电流值增大；按下电磁炉的功率减小按钮，电磁炉指示红灯被点亮个数逐渐减少，液晶显示屏yj1显示的电流值减小；再次按下电磁炉的电源按钮，回路led灯带led15熄灭，电磁炉指示红灯全部熄灭，液晶显示屏yj1显示的电流值为0。

具体的，所述电饭煲供电回路上设置回路led灯带led16、液晶显示屏yj2、状态指示灯和控制按钮，所述回路led灯带led16、所述液晶显示屏yj2、所述状态指示灯和所述控制按钮分别连接用电通信控制板；状态指示灯指的是电饭煲加热灯和电饭煲保温灯，控制按钮指的是电饭煲的电源按钮。演示时，按下电饭煲的电源按钮，回路led灯带led16点亮，电饭煲加热灯点亮，液晶显示屏yj2显示此时的电流值；电饭煲加热灯熄灭，电饭煲保温灯点亮，模拟指示电饭煲功率减小，此时液晶显示屏yj2显示的电流值也减小；再次按下电饭煲的电源按钮，回路led灯带led16熄灭，电饭煲加热灯和电饭煲保温灯均熄灭，此时液晶显示屏yj2显示的电流值为0。

具体的，所述电冰箱供电回路上设置回路led灯带led19、液晶显示屏yj5、状态指示灯和控制按钮，所述回路led灯带led19、所述液晶显示屏yj5、所述状态指示灯和所述控制按钮连接用电通信控制板；状态指示灯指的是电冰箱指示灯，控制按钮指的是电冰箱的电源按钮。演示时，按下电冰箱的电源按钮，回路led灯带led19点亮，液晶显示屏yj5显示此时的电流值；再次按下电冰箱的电源按钮，回路led灯带led19熄灭，液晶显示屏yj5显示的电流值为0。

本实施例中，所述家电供电线路上还设置有电视机供电回路、空调供电回路和洗衣机供电回路；所述电视机供电回路、所述空调供电回路和所述洗衣机供电回路上均设置回路led灯带、液晶显示屏、状态指示灯和控制按钮。

具体的，所述电视机供电回路上设置回路led灯带led18、液晶显示屏yj4、状态指示灯和控制按钮，所述回路led灯带led18、所述液晶显示屏yj4、所述状态指示灯和所述控制按钮连接用电通信控制板；状态指示灯指的是电视机指示灯，控制按钮指的是电视机的电源按钮。演示时，按下电视机的电源按钮，回路led灯带led18点亮，液晶显示屏yj4显示此时的电流值；再次按下电视机的电源按钮，回路led灯带led18熄灭，液晶显示屏yj4显示的电流值为0。

具体的，所述空调供电回路上设置回路led灯带led17、液晶显示屏yj3、状态指示灯和控制按钮，所述回路led灯带led17、所述液晶显示屏yj3、所述状态指示灯和所述控制按钮连接用电通信控制板；状态指示灯指的是空调指示灯，控制按钮指的是空调的电源按钮。演示时，按下空调的电源按钮，回路led灯带led17点亮，液晶显示屏yj3显示此时的电流值；再次按下空调的电源按钮，回路led灯带led17熄灭，液晶显示屏yj3显示的电流值为0。

具体的，所述洗衣机供电回路上设置回路led灯带led20、液晶显示屏yj6、状态指示灯和控制按钮，所述回路led灯带led20、所述液晶显示屏yj6、所述状态指示灯和所述控制按钮连接用电通信控制板；状态指示灯指的是洗衣机指示灯，控制按钮指的是洗衣机的电源按钮。演示时，按下洗衣机的电源按钮，回路led灯带led20点亮，液晶显示屏yj6显示此时的电流值；再次按下洗衣机的电源按钮，回路led灯带led20熄灭，液晶显示屏yj6显示的电流值为0。

其中，状态指示灯和控制按钮设置在相应家电设备图标上，例如，带开关的电磁炉图标1、带开关的电饭炉图标2、带开关的空调图标3、带开关的电视机图标4、带开关的冰箱图标5、带开关的洗衣机图标6，这些图标模型设置在所述演示机柜13正面，在表明家电设备类型的前提下，具备控制按钮和指示灯，以保证用户进行家电状态模拟控制。

所述家电供电线路能够模拟展示小区智能家居控制；通过模拟控制各种家电设备的工作状态，用户可以及时清晰了解一天24小时中不同电价时段内的用电比例、各个家电的用电比例，从而帮助用户根据峰谷时段的不同电价，合理用电，实现“削峰填谷”，节约电能。

实施例3

本实施例与上述实施例的区别在于：所述供电线路上还设置有小区安防供电线路，所述小区安防供电线路上设置门禁开关回路、电控锁回路、燃气报警器回路、烟雾报警器回路、安全出口指示灯回路和声光报警器回路。

具体的，所述门禁开关回路上设置住户号按钮，所述电控锁回路上设置锁门红灯和开门绿灯，所述燃气报警器回路上设置测试按钮和报警红灯，所述烟雾报警器回路上设置测试按钮和报警红灯，所述安全出口指示灯回路上设置指示灯，所述声光报警器回路上设置声光报警器。所述住户号按钮、所述锁门红灯、所述开门绿灯、所述测试按钮、所述报警红灯、所述指示灯和所述声光报警器等分别连接用电通信控制板。

演示时，按下所述门禁开关回路上的某一住户号按钮，锁门红灯熄灭，开门绿灯点亮，模拟展示外来人员在门禁处与小区住户取得联系后，允许进行大楼；一段时间后，锁门红灯点亮，开门绿灯熄灭，模拟展示外来人员进入大楼后，门禁锁自动关闭，防止外人出入。

按下所述燃气报警器回路上的测试按钮，燃气报警器的报警红灯点亮，声光报警器点亮并发出报警声，锁门红灯熄灭，开门绿灯点亮，安全出口指示灯回路上的指示灯点亮，模拟展示发生燃气泄漏后，小区安防供电线路对大楼进行报警，大楼门禁打开，方便逃生；一段时间后，恢复正常，模拟展示危险解除。

按下所述烟雾报警器回路上的测试按钮，烟雾报警器的报警红灯点亮，声光报警器点亮并发出报警声，锁门红灯熄灭，开门绿灯点亮，安全出口指示灯回路上的指示灯点亮，模拟展示发生火灾后，小区安防供电线路对大楼进行报警，大楼门禁打开，方便逃生；一段时间后，恢复正常，模拟展示危险解除。

进一步地，门禁开关回路上设置带测试按钮的门禁开关图标12，所述电控锁回路上设置带指示灯的电控锁图标11，所述燃气报警器回路上设置带测试按钮的烟气报警器图标8，所述烟雾报警器回路上设置带测试按钮的烟感报警器图标7，所述安全出口指示灯回路上设置安全出口指示灯10，所述声光报警器回路上设置报警器9，这些图标模型设置在所述演示机柜13正面，在表明安防设备类型的前提下，具备控制按钮和指示灯，以保证用户进行安防设备状态模拟控制。

本实施例中，该智能小区用电演示装置能够模拟展示家庭智能安防运行控制，以便以后了解小区安防供电线路的运行与控制过程。

实施例4

本实施例与上述实施例的区别在于：本实施例对演示机柜13进行了详细说明。

如附图2至附图5所示，所述演示机柜13作为该智能小区用电演示装置的主体，正面设置有10kv配电网线路丝印、若干空气开关、若干回路led灯带、若干状态指示灯、三相仿真电能表wh2、集中器wh1、单相仿真电能表wh5和若干液晶显示屏。其中，小区用电原理图丝印为能够明确线路名称、设备名称和用户名称等标示性的文字。空气开关安装固定在所述演示机柜13正面对应用户和线路位置处，用户能够通过空气开关手动改变该智能小区用电演示装置的工作状态。所述第一led灯带led11至第四led灯带led14，以及所述回路led灯带led15至led20均为线条型指示灯，采用直流电源供电，能够根据展示状态调整发光形式，用来模拟电力线路中的电流运行方向；所述线条型指示灯安装固定在所述演示机柜正面的凹槽内。所述三相仿真电能表wh2、所述单相仿真电能表wh5和三相四线仿真电能表wh3为一种用来计量用户用电量的计量仪表，安装在所述演示机柜13正面，采用交流电源供电，具有真实电能表的外观结构、计量、通讯功能，同时能够进行电能表自动计量的模拟展现。所述液晶显示屏为显示设备，安装固定在所述演示机柜13正面对应家电供电线路位置处，用来指示用户的家电用电信息，如当前的电压、电流等。

本实施例中，所述演示机柜13后面设置有活动门，内部安装有设备工作时所需的各种功能部件，如用电通信控制板、电源滤波板20、以太网转发器21、12v开关电源22、5v开关电源23和接线端子排。

本实施例中，所述演示机柜13侧面还设置有停止按钮16、启动按钮15、复位按钮14和电源总开关17；所述停止按钮16用来发送断电指令，所述启动按钮15用来发送上电工作指令，所述复位按钮14用于在电源报警时发送恢复初始状态指令，所述电源总开关17用来控制装置的供电电源。

为了便于移动，所述演示机柜13底部还设置四个滚轮18。

本实施例中，所述pc机设置在计算机柜上，所述计算机柜作为该智能小区用电演示装置的辅助柜体，内部放置电脑、柜顶放置显示器及键盘、鼠标等。所述pc机通过下方的穿线孔，与所述演示机柜13进行连接。所述pc机通过网线将控制软件的命令发送到该智能小区用电演示装置的以太网转发器21中，并将处理过的数据显示在pc机显示器上。

进一步地，第一led灯带led11为绿色led灯带，所述回路led灯带led15至led20为红色指示灯带，第二led灯带led12、第三led灯带led13和第四led灯带led14为跑马灯带；状态指示灯led1为绿色发光二极管，状态指示灯led2为红色发光二极管。

所述演示机柜13上还设置有电源总开关，所述电源总开关一端连接电源进线，另一端通过电源保护模块连接开关电源，所述开关电源用于为所述多功能表信号箱供电。

如附图2所示，该智能小区用电演示装置通过第一led灯带led11模拟展示10kv配电网线路进入小区配电室，小区主线路的输出经过变压器后经低压出线柜采用光纤复合低压电缆到小区各楼总配电箱，供电电源由各楼总配电箱到各户配电箱，如1#楼1单元配电箱；光纤复合低压电缆的光纤通过集成光纤分布终端到各楼路由器，各楼路由器通过光纤复合低压电缆到各户配电箱的多功能信号箱19，多功能信号箱通过rs485与各智能用户设备实现通讯的模拟演示，展示智能小区的运行及控制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。