一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法
【專利摘要】本發明提供了一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法，屬于電力系統領域。包括控制主機從故障庫中選取目標故障，生成故障指令，將故障指令發送至電網運行故障模擬器，電網結合故障指令，對樣本電壓信號和樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，將故障電壓數據和故障電流數據傳輸至仿真智能電能表，仿真智能電能表根據故障電壓數據和故障電流數據生成與故障指令對應的智能電網故障。通過使用電網運行故障模擬器和仿真智能電能表根據故障指令進行模擬，同時控制主機還對電網運行故障模擬器和仿真智能電能表的工作狀態進行核對，從而為受訓人員能夠根據正確的故障模擬方法進行訓練，從而提高受訓人員的技能水平。
【專利說明】
一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法
技術領域
[0001]本發明涉及電力系統領域，特別涉及一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的迅速發展，為了滿足日益增長的電能需求，電力系統也在進行技術的更新換代，在電力系統中建設智能電網已經成為社會進步的趨勢。
[0003]在建設智能電網的過程中，單、三相智能電能表已經得到廣泛的應用，局限于目前電工的技術水平，上述單、三相智能電能表的維護基本上是由廠家進行。
[0004]在實現本發明的過程中，發明人發現相關技術至少存在以下問題:
[0005]由于單、三相智能電能表的用量越來越大，如果全部由廠家進行日常維護，會嚴重影響單、三相智能電能表的推廣利用。但是目前的電力維護人員由于沒有參加過對智能電能表的維修培訓，因此不能順利的對智能電能表進行維護。
【發明內容】
[0006]為了解決相關技術的問題，本公開實施例提供了一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法，包括:
[0007]控制主機從故障庫中選取目標故障，生成與所述目標故障對應的故障指令，將所述故障指令通過有線線纜發送至電網運行故障模擬器；
[0008]所述電網運行故障模擬器獲取樣本電壓信號和樣本電流信號，結合所述故障指令，對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，將所述故障電壓數據和所述故障電流數據通過所述有線線纜傳輸至仿真智能電能表；
[0009]所述仿真智能電能表獲取所述故障電壓數據和所述故障電流數據，根據所述故障電壓數據和所述故障電流數據生成與所述故障指令對應的智能電網故障。
[0010]可選的，所述電網運行故障模擬器獲取樣本電壓信號和樣本電流信號，包括:
[0011 ]所述電網運行故障模擬器從程控電源處獲取標準電壓信號和標準電流信號；
[0012]將所述標準電壓信號傳輸至位于所述電網運行故障模擬器內的電壓互感器的電壓輸入端，從所述電壓輸出端獲取樣本電壓信號；
[0013]將所述標準電流信號傳輸至位于所述電網運行故障模擬器內電流互感器的電流輸入端，從所述電流輸出端獲取樣本電流信號。
[0014]可選的，結合所述故障指令，對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，包括:
[0015]所述電網運行故障模擬器從所述故障指令中獲取故障特征；
[0016]所述電網運行故障模擬器根據所述故障特征對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號所處電路中的可控元件進行檔位切換，產生帶有所述故障特征的故障電流數據和故障電壓數據。
[0017]可選的，所述可控元件為繼電器。
[0018]可選的，還包括:
[0019]所述控制主機通過所述有線線纜獲取所述電網運行故障模擬器和所述仿真智能電能表的故障狀態參數；
[0020]結合所述故障指令，確定所述電網運行故障模擬器和所述仿真智能電能表的工作狀態；
[0021]當所述工作狀態處于異常時，對所述電網運行故障模擬器和所述仿真智能電能表進行維修。
[0022]可選的，所述控制主機還與通訊轉換控制箱通訊。
[0023]可選的，所述控制主機通過所述通訊轉換控制箱與所述電網運行故障模擬器、所述程控電源和所述仿真智能電能表通訊。
[0024]通過使用電網運行故障模擬器和仿真智能電能表根據故障指令進行模擬，同時控制主機還對電網運行故障模擬器和仿真智能電能表的工作狀態進行核對，從而為受訓人員能夠根據正確的故障模擬方法進行訓練，從而提高受訓人員的技能水平。
【附圖說明】
[0025]附圖1為本發明提出的一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法的流程示意圖；
[0026]附圖2為本發明提出的一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法的局部流程示意圖一；
[0027]附圖3為本發明提出的一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法的局部流程示意圖二；
[0028]附圖4為本發明提出的一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法的局部流程示意圖三。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明:
[0030]本發明提供了一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法，如圖1所示，該方法包括:
[0031]11、控制主機從故障庫中選取目標故障，生成與目標故障對應的故障指令，將故障指令通過有線線纜發送至電網運行故障模擬器。
[0032]12、電網運行故障模擬器獲取樣本電壓信號和樣本電流信號，結合故障指令，對樣本電壓信號和樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，將故障電壓數據和故障電流數據通過有線線纜傳輸至仿真智能電能表。
[0033]13、仿真智能電能表獲取故障電壓數據和故障電流數據，根據故障電壓數據和故障電流數據生成與故障指令對應的智能電網故障。
[0034]本實施例中在仿真智能電能表處生成的目標故障為智能電網運行故障，主要分為三類，即單相模擬故障、三相三線下模擬故障以及三相四線下模擬故障。具體的，每項故障具體包括:
[0035]單相模擬故障:失壓、失流、掉電、功率反。
[0036]三相三線下模擬故障:A相斷相、C相斷相、A相功率反、C相功率反、A相失壓、C相失壓、全失壓、A相電流失流、C相電流失流、A相電流斷流、C相電流斷、掉電、電壓錯相序、電流錯相序。
[0037]三相四線下模擬故障:A相斷相、B相斷相、C相斷相、A相功率反、B相功率反、C相功率反、A相失壓、B相失壓、C相失壓、全失壓、A相電流失流、B相電流失流、C相電流失流、A相電流斷流、B相電流斷流、(:相電流斷、掉電、電壓錯相序、電流錯相序。
[0038]上述提及到的所有模擬故障，均設置有與每一條故障對應的故障信令，所有故障以及對應的故障信令均存儲在步驟11中提出的故障庫中。控制主機選取具體的故障信令，結合用于模擬該模擬故障的設備信息，生成與目標故障對應的故障指令，該故障指令中包含有用于模擬該故障的設備信息以及具體的故障數據。控制主機將故障指令通過有線線纜傳輸至電網運行故障模擬器。
[0039]在步驟12中，電網運行故障模擬器獲取到樣本電壓信號和樣本電流信號，根據前一步獲取到的故障指令，對兩種信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，上述兩種故障數據已經被調制成帶有目標故障特征，電網運行故障模擬器將上述兩種故障數據通過有線線纜傳輸至仿真智能電能表，以便于后者根據接收到的故障數據產生具體的故障內容。
[0040]可選的，如圖2所示，電網運行故障模擬器獲取樣本電壓信號和樣本電流信號的具體過程如下:
[0041]201、電網運行故障模擬器從程控電源處獲取標準電壓信號和標準電流信號。這里的程控電源將外部的工頻電源信號進行整流濾波處理，得到處理后的標準電壓信號以及標準電流信號。
[0042]202、將標準電壓信號傳輸至位于電網運行故障模擬器內電壓互感器的電壓輸入端，從電壓輸出端獲取樣本電壓信號。
[0043]203、將標準電流信號傳輸至位于電網運行故障模擬器內的電流互感器的電流輸入端，從電流輸出端獲取樣本電流信號。
[0044]在電網運行故障模擬器內設置的電壓互感器和電流互感器，是用于按比例變換電壓或電流的設備，能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，用于量測或保護系統。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓(100V)或標準小電流(5A或1A，均指額定值)，以便實現測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統，以保證人身和設備的安全。
[0045]在本實施例中，使用的電壓互感器和電流互感器用于將程控電源輸出的標準電壓信號和標準電流信號轉換為適用于電網運行故障模擬器以及后續仿真智能電能表使用范圍內的電壓和電流，即便于進行故障模擬的樣本電壓信號和樣本電流信號。
[0046]可選的，如圖3所示，步驟12中的電網運行故障模擬器結合所述故障指令，對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，包括:
[0047]301、電網運行故障模擬器從故障指令中獲取故障特征。這里的故障特征為對智能電網具體的運行故障進行模擬時的電路通斷情況，電路負載選擇以及故障電路參數范圍等內容。
[0048]302、電網運行故障模擬器根據故障特征對樣本電壓信號和樣本電流信號所處電路中的可控元件進行檔位切換，產生帶有故障特征的故障電流數據和故障電壓數據。為了在具體電路中實現故障模擬，在具體電路中設置有由大量繼電器構成的繼電器矩陣單元，通過對矩陣單元中每個繼電器進行不同檔位的調節，使得電路中實現對故障的模擬。
[0049]其中的可控元件為繼電器。
[0050]值得注意的是，上述過程中，故障模擬過程的信息流向為控制主機—電網運行故障模擬器/仿真智能電能表，體現的是具體故障生成的過程，其實本實訓裝置還可以完成故障核對工作，如圖4所示，該工作的具體流程為:
[0051]21、控制主機從電網運行故障模擬器處獲取包括樣本電壓數據和樣本電流數據在內的故障狀態參數，從仿真智能電能表處獲取包括故障電壓數據和故障電流數據在內的故障狀態參數。
[0052]22、控制主機同根據目標故障生成的故障指令進行核對。用于確保電網運行故障模擬器和仿真智能電能表呈現出的故障與控制主機包含在故障指令中的目標故障是一致的。
[0053]23、當電網運行故障模擬器和仿真智能電能表處于異常的工作狀態時，令控制主機停止故障模擬，并對電網運行故障模擬器和仿真智能電能表進行維修。從而確保電網運行故障模擬器和仿真智能電能表處于正常的工作狀態。
[0054]從而保證了本實訓裝置向受訓人員展示出的對智能電網模擬的故障是有效的，能夠使得受訓人員根據本故障模擬方法進行學習訓練后提高自身的技能水平。
[0055]上述故障核對流程中，信號流向為:電網運行故障模擬器/仿真智能電能表—控制主機，體現的是故障核對的過程。
[0056]實施例二
[0057]為了準確的對程控電源、電網運行故障模擬器和仿真智能電能表進行控制，在控制主機外設置有通訊轉換控制箱，并且控制主機還與通訊轉換控制箱通訊。在添加了通訊轉換控制箱后，控制主機通過通訊轉換控制箱與電網運行故障模擬器、程控電源和仿真智能電能表通訊。基于實施例一的主要內容，下文對添加通訊轉換控制箱后的故障模擬方法進行具體描述。
[0058]控制主機向通訊轉換控制箱發送與目標故障對應的故障指令，通訊轉換控制箱對故障指令進行解析獲取到具體的故障信息，根據故障信息中生成故障對象的不同，將故障信息針對性的通過有線線纜發送至程控電源、電網運行故障模擬器、仿真智能電能表中的至少一個，以便于三者在接收到故障信息后，程控電源可以輸出不同類型的標準電壓信號以及標準電流信號，電網運行故障模擬器在接收到程控電源輸出的標準電壓信號和/或標準電流信號后，結合接收到的故障指令，產生包括故障電壓數據和故障電流數據的故障數據。而仿真智能電能表根據電網運行故障模擬器傳輸的故障數據后，結合故障信令，呈現單項模擬故障、三相三線下的模擬故障以及三相四線下的模擬故障，從而令受訓人員能夠根據產生的具體故障，完成故障排查工作，實現對智能電網故障模擬模擬，提現受訓人員實際的工作能力。
[0059]在加入了通訊轉換控制箱后，前文中故障模擬過程的信息流向已經變為:控制主機—通訊轉換控制箱—(程控電源/)電網運行故障模擬器/仿真智能電能表，體現的是具體故障生成的過程。
[0060]對于故障核對過程，在加入了通訊轉換控制箱后，則為通訊轉換控制箱從電網運行故障模擬器和仿真智能電能表處獲取二者的故障狀態參數，并同故障指令中的目標故障進行核對。同時還根據故障狀態參數判定二者所處的工作狀態，當電網運行故障模擬器和仿真智能電能表處于異常的工作狀態時，令控制主機停止故障模擬，并對電網運行故障模擬器和仿真智能電能表進行維修。
[0061]對應的故障核對過程的信息流向變為:(程控電源/)電網運行故障模擬器/仿真智能電能表—通訊轉換控制箱—控制主機。
[0062]適應性的，控制主機通過通訊轉換控制箱與仿真智能電能表通訊后，還可以直接向仿真智能電能表發送故障指令，以便于后者能夠呈現智能電能表的故障，完成智能電能表故障模擬。
[0063 ] 這里的智能電能表故障包括:ESAM通訊故障、ESAM供電故障、存儲器數據存取故障(電量跑飛)、存儲器供電故障、計量準確度超差故障、計量停走故障(計量芯片供電故障)、計量飛走故障、RTC準確度故障、RTC通訊故障、時鐘電池欠壓、停抄電池欠壓、變壓器開路故障、負荷開關故障、表計電源供電故障、通訊模塊供電故障、紅外通訊故障、紅外停抄功能故障、485接線錯誤通訊故障、485波特率錯誤通訊故障、485波特率偏移通訊故障、報警輸出故障、液晶顯示缺畫故障、液晶停顯故障、液晶翻頁故障、脈沖燈輸出故障、開端蓋故障、開表蓋故障、CPU死機故障、多功能輸出故障、按鍵故障、費控模塊故障。
[0064]在本故障模擬方法中，全部的有線線纜使用RS232或RS485接口。為了實現不同部件之間的數據通訊，在本模擬裝置中的有線線纜使用基于RS232標準的接口。而為了進一步實現不同部件之間的聯網功能，還適應性的在部分部件之間使用基于RS485標準的接口，這樣在實現點對點通信的同時，還可以實現聯網功能，從而提高本模擬裝置的使用范圍。
[0065]本發明提供了一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法，包括控制主機從故障庫中選取目標故障，生成故障指令，將故障指令通過通訊轉換控制箱發送至電網運行故障模擬器，電網結合故障指令，對樣本電壓信號和樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，將故障電壓數據和故障電流數據傳輸至仿真智能電能表，仿真智能電能表根據故障電壓數據和故障電流數據生成與故障指令對應的智能電網故障。通過使用電網運行故障模擬器和仿真智能電能表根據故障指令進行模擬，同時控制主機還通過通訊轉換控制箱對電網運行故障模擬器和仿真智能電能表的工作狀態進行核對，從而為受訓人員能夠根據正確的故障模擬方法進行訓練，從而提高受訓人員的技能水平。
[0066]以上僅就本發明較佳的實例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本發明不僅局限與以上實例，其具體結構允許有變化，本領域技術人員可以根據本發明做出各種改變和變形，只要不脫離本發明的精神，均應屬于本發明所附權利要求所定義的范圍。
[0067]上述實施例中的各個序號僅僅為了描述，不代表各部件的組裝或使用過程中的先后順序。
【主權項】
1.一種使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于，所述使用仿真智能電能表的故障模擬方法，包括: 控制主機從故障庫中選取目標故障，生成與所述目標故障對應的故障指令，將所述故障指令通過有線線纜發送至電網運行故障模擬器； 所述電網運行故障模擬器獲取樣本電壓信號和樣本電流信號，結合所述故障指令，對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，將所述故障電壓數據和所述故障電流數據通過所述有線線纜傳輸至仿真智能電能表； 所述仿真智能電能表獲取所述故障電壓數據和所述故障電流數據，根據所述故障電壓數據和所述故障電流數據生成與所述故障指令對應的智能電網故障。2.根據權利要求1所述的使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于，所述電網運行故障模擬器獲取樣本電壓信號和樣本電流信號，包括: 所述電網運行故障模擬器從程控電源處獲取標準電壓信號和標準電流信號； 將所述標準電壓信號傳輸至位于所述電網運行故障模擬器內的電壓互感器的電壓輸入端，從所述電壓輸出端獲取樣本電壓信號； 將所述標準電流信號傳輸至位于所述電網運行故障模擬器內電流互感器的電流輸入端，從所述電流輸出端獲取樣本電流信號。3.根據權利要求1所述的使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于，結合所述故障指令，對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號進行故障處理，生成故障電壓數據和故障電流數據，包括: 所述電網運行故障模擬器從所述故障指令中獲取故障特征； 所述電網運行故障模擬器根據所述故障特征對所述樣本電壓信號和所述樣本電流信號所處電路中的可控元件進行檔位切換，產生帶有所述故障特征的故障電流數據和故障電壓數據。4.根據權利要求3所述的使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于:所述可控元件為繼電器。5.根據權利要求1至4任意一項所述的使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于，還包括: 所述控制主機通過所述有線線纜獲取所述電網運行故障模擬器和所述仿真智能電能表的故障狀態參數； 結合所述故障指令，確定所述電網運行故障模擬器和所述仿真智能電能表的工作狀態； 當所述工作狀態處于異常時，對所述電網運行故障模擬器和所述仿真智能電能表進行維修。6.根據權利要求1至5任意一項所述的使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于，所述控制主機還與通訊轉換控制箱通訊。7.根據權利要求6所述的使用仿真智能電能表的故障模擬方法，其特征在于，所述控制主機通過所述通訊轉換控制箱與所述電網運行故障模擬器、所述程控電源和所述仿真智能電能表通訊。
【文檔編號】G09B23/18GK105894920SQ201610213808
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】陳佩瓊, 龔明波, 張軍照, 陳少偉, 王海珍
【申請人】國網浙江省電力公司培訓中心, 鄭州萬特電氣股份有限公司