CN103077644B - 一种分相断路器液压操作机构培训装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分相断路器液压操作机构培训装置，包括后台计算机和一个与所述后台计算机相连的培训柜体，培训柜体中设置有故障模拟器、分相断路器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断路器控制回路，故障模拟器包括一组故障设置继电器及与其控制连接的继电器控制电路，故障模拟器通过通信线路与后台计算机连接，各故障设置继电器的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路中。本发明分相断路器液压操作机构培训装置具有与真实的液压操作机构断路器二次控制回路相同的电路结构、逻辑关系和外部表象；没有一次接线部分，保留操作机构及其控制回路等，增加了一个与后台计算机通讯连接的故障模拟器。

Description

一种分相断路器液压操作机构培训装置

技术领域

本发明涉及电力行业液压操作机构分相断路器培训设备，具体涉及一种分相断路器液压操作机构培训装置。

背景技术

变电站中断路器一旦投入运行，断路器是不允许随便操作的，一旦出现故障，故障难以再现。电力系统二次设备及其回路实现了对一次设备的监测、控制、调节和保护，能够反映一次设备的运行工况，当一次设备出现异常或发生故障时，能够迅速发出信号，并快速切除故障设备。因此，二次设备及其回路是电力系统安全、稳定、经济运行的重要保证，是变电站不可缺少的重要组成部分。

在电力系统的中基层配电站（所）中，配备有用电检查员、配电运行维护工(变配电所值班工)、配电试验检修工、农网配电营业工、继电保护工、直流设备检修工、变电所调试检修员、电测仪表工等工作人员，为了保证变电站(所)的安全稳定运行，需要对其进行技术培训。

一般来讲，进行培训首先必须进行理论性的讲解（讲解、图片、多媒体教学），然后再进行仿真，以便加深学员的理解，锻炼其动手能力。但是现有的仿真设备只是较小的仿真系统，和现实系统设备有很大差别，不能深入了解各个设备的性能指标、技术参数、及其系统之间和其他设备的配合和相互关联。利用这种小型仿真设备的培训方式理论性强但缺乏实际动手能力的训练，使得培训效果不佳。如果到现场进行培训，对学员的人身安全性又不能保证，而且还可能损坏现场设备。

由于目前还未出现比较成熟的分相断路器液压操作机构培训装置，导致相关的培训难以开展。因此，现在迫切需要研制一种针对220kV变电站、变电运行、继电保护、用电检查及相应管理岗位上的人员，尤其对分相断路器液压操作机构二次回路检修提供技术培训和技术等级鉴定的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种分相断路器液压操作机构培训装置，以实现对从事用电检查、变电站值班、继电保护、变电运行检修等二次回路及相应管理岗位上的人员提供技术培训和技术等级鉴定。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种分相断路器液压操作机构培训装置，包括后台计算机和一个与所述后台计算机相连的培训柜体，所述培训柜体中设置有故障模拟器、分相断路器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断路器控制回路，所述故障模拟器包括一组故障设置继电器及与其控制连接的继电器控制电路，所述故障模拟器通过通信线路与后台计算机连接，用于根据接收的后台计算机发出的故障设置指令控制相应故障设置继电器的动作，所述各故障设置继电器的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路中，用于模拟设定故障。

所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路包括近控合闸操作控制支路和A相远控合闸控制支路，近控合闸操作控制支路和A相远控合闸控制支路中分别串联有一个对应的故障设置继电器的触点。

所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括合闸低油压闭锁、低气压闭锁和住分闸低油压闭锁控制支路，合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点。

所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括A相、B相、C相三相电机控制支路，A相、B相、C相三相电机控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点。

所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括跳合闸指示灯控制支路，跳合闸指示灯控制支路中串联有一个对应的故障设置继电器的触点。

继电器控制电路包括顺次连接的单片机和驱动器，所述后台计算机与单片机的相应控制输入端连接，驱动器的输出端与故障设置继电器的控制输入端连接。

所述培训柜体中还设有用于防止柜体内产生凝露的凝露控制器。

所述培训柜体内还设有语音计时器，所述语音计时器与后台计算机通信连接。

所述培训柜体上设有用于控制就地及远端切换的转换开关。

所述培训柜体由交流电源供电，所述交流电源端设有漏电保护装置，所述漏电保护装置包括顺次连接的总漏电开关、电流互感器和总漏电检测线圈。

本发明分相断路器液压操作机构培训装置元件布局参考真实液压操作机构断路器布局方式,具有与真实的液压操作机构断路器二次控制回路相同的电路结构、逻辑关系和外部表象；没有一次接线部分，保留操作机构及其控制回路等，增加了一个故障模拟器，故障模拟器与后台计算机通讯连接。只需在后台计算机上进行操作设置“故障”，故障模拟器接收命令，通过故障设置继电器阵列相应的断开或者接通与设置的“故障”对应的支路，达到模拟故障的效果；断路器的信号装置合理地布置在培训柜体的屏面上，并通过数据线传送至对应的后台计算机，保证后台计算机输出的信息与真实后台机输出的信息相同；智能软件直接显示系统装置原理图，故障设置图，故障现象。能够设置真实的运行中的常见故障，在二次控制回路中设置可通过计算机控制的“常见故障点”，以便通过后台计算机人为设置“故障”，让学员进行分析、查找并排除。

附图说明

图1为分相断路器液压操作机构培训装置原理框图；

图2为分相断路器液压操作机构培训装置原理图；

图3为分相断路器液压操作机构培训装置结构图；

图4为故障模拟器电路图；

图5为分相断路器液压操作机构培训装置分、合闸原理图；

图6为分相断路器液压操作机构培训装置闭锁部分原理图；

图7为分相断路器液压操作机构培训装置储能部分原理图；

图8为分相操作箱原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1-图3所示为本发明分相断路器液压操作机构培训装置原理及结构图，由图可知，该装置包括后台计算机和一个与后台计算机相连的培训柜体，培训柜体中设置有故障模拟器、分相断路器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断路器控制回路，分相断路器操作机构包括分相操作箱1（如图8所示）和与之控制连接的中间继电器8，分相断路器控制回路包括模拟断路器5、三相打压电机11及与打压电机控制连接的打压电机控制电路10，模拟断路器为真实分相断路器一次系统的二次部分；故障模拟器包括一组故障设置继电器及与其控制连接的继电器控制电路，故障模拟器通过通信线路与后台计算机连接，用于根据接收的后台计算机发出的故障设置指令控制相应故障设置继电器的动作，各故障设置继电器的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路中，用于模拟设定故障。

另外，本发明的分相断路器控制回路上还设有跳合闸指示灯6；培训柜体中还设有凝露控制器和语音计时器3（WT-CH98），凝露控制器用于防止柜体内产生凝露；语音计时器与后台计算机通信连接，用于在学员考试时进行考试计时和进行状态采集。

培训柜体上设有用于控制就地及远端切换的转换开关2，即图4中的就地-远方转换开关SK1；培训柜体中还设有断路器动作计数部分8和时间继电器9。

培训柜体由交流电源供电，交流电源端设有漏电保护装置，漏电保护装置包括顺次连接的总空气开关、电流互感器和总漏电检测线圈，总漏电检测线圈的输出端通过一个交流电源开关4给培训柜体内设备供电。后台计算机由市电供电，通过通讯转换器WT-TX02与培训柜体中的故障模拟器WT-CH15A及语音计时器WT-CH98以RS485方式通信连接。

如图4所示为故障模拟器的电路图，通过485方式与后台计算机连接，接受计算机发出的故障模拟指令，执行后输出到各个控制回路，这是一种继电器控制设备，采用单片机控制继电器方式实现各种功能的切换，用于实现控制回路常见故障的设置。本实施例的故障设置继电器控制电路包括顺次连接的单片机和驱动器，后台计算机与单片机的相应控制输入端连接，驱动器的输出端与故障设置继电器d1-d9，d14-d16的控制输入端连接；故障设置继电器的触点设置于分相断路器控制回路的对应故障点处；单片机通过驱动器将信号送给故障设置继电器，控制故障设置继电器动作，使触点闭合或者断开，来完成故障设置和恢复。

本发明的培训装置接入三相交流电源并且检查无误后，合上总电源开关，按下漏电保护装置上的“启动”按钮或者点击PC软件“启动”，装置启动，交流侧电源电源到故障模拟器（WT-CH15）与分相断路器液压操作机构，故障模拟器单片机开始工作，同时分相操作箱开始工作，待使用完毕后，按下“停止”按钮或者点击PC软件“停止”，装置停止工作，然后把总电源断开。

如图5所示，分、合闸回路中，SM0为分、合闸转换开关，HR0为合闸指示灯，HG0为跳闸指示灯，K5、K6、K7为继电器辅助触点，d14、d15分别为跳、合闸回路中设置的不同的故障点。合闸时，将就地/远程转换开关SK1拨到就地位置，并转动分、合闸转换开关SM0至合闸位置，合闸电源经过K5、K6至合闸线圈，合闸线圈得电，合闸指示灯HR0亮，合闸操作完成；分闸时，将就地/远程转换开关SK1拨到就地位置，并转动分、合闸转换关SM0至分闸位置，分闸电源经过K6、K7中间闭锁继电器辅助触点至分闸线圈，分闸线圈得电，分闸指示灯HG0亮，分闸操作完成。

本发明分相断路器液压操作机构培训装置故障设置如下表所示：

该培训装置的故障设置工作原理如下：在合闸回路中加入故障点，以d14故障为例进行说明：将图4中故障设置继电器d14的一个触点设置于如图5中的合闸回路中，当通过后台计算机软件设置故障点d14时，故障模拟器中的故障设置继电器d14动作，进而使d14继电器触点动作，将合闸回路切断。当再次合闸时，合闸回路出线故障，便无法合闸。

在低压闭锁回路中加入故障点，以d6故障为例进行说明：将图4中故障设置继电器d6的一个触点设置于如图6中的低压闭锁回路中，当通过后台计算机软件设置故障点d6，故障模拟器中故障设置继电器d6动作，进而使d6继电器触点动作，将低压闭锁回路合上。当低压闭锁回路闭锁时，闭锁合闸回路，断路器便无法完成合闸操作。

如图5-7所示，分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路包括近控合闸操作控制支路和A相远控合闸控制支路、跳合闸指示灯控制支路等，各相应控制支路中分别串联有一个对应的故障设置继电器的触点；所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路及A相、B相、C相三相电机控制支路，各相应控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点，各故障点设置原理同d14、d6相同，均由后台计算机控制单片机进而控制故障设置继电器的动作，从而控制相应支路的接通或断开。

本发明把真实的分相液压操作机构断路器搬进实验室，并且能够模拟学员从中控室拉控制电缆线到断路器及分相断路器操作箱的过程。学员接电缆完毕后并能验证接的正确与否，并且能够设置硬件故障，能够模拟真实的断路器油压、SF6气压闭锁，油压及SF6气压过低，弹簧未储能等现场常见的报警信号及报文，并能通过操作中控室部分开关实现对断路器的远方控制。本系统将现场中距离很远的中控室与断路器操作机构合为一个整体，使学员能够浅显易懂的理解两者之间的控制关系与控制逻辑；并且能够由学员练习由中控室接电缆到断路器机构箱的过程。该装置能够真实的模拟断路器的正常运行状态及故障状态，并能对运行中出现的典型故障进行模拟，采用真实的分相操作箱，断路器机构采用仿真断路器机构，形象、逼真；培训装置与后台计算机之间实时通讯，考核培训方便、快捷。

该装置能够真实的模拟断路器的正常运行状态及故障状态，并能对运行中出现的典型故障进行模拟，采用真实的分相操作箱，断路器机构采用仿真断路器机构，形象、逼真；培训装置与后台计算机之间实时通讯，考核培训方便、快捷；能够实现断路器二次回路培训装置控制回路的仿真模拟，借助软件操作平台在装置柜体上实现二次回路故障设置、理论验证、检修实训、故障分析排查实训功能。

Claims (10)

1.一种分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：包括后台计算机和一个与所述后台计算机相连的培训柜体，所述培训柜体中设置有故障模拟器、分相断路器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断路器控制回路，所述分相断路器液压操作机构为去掉一次接线部分的真实分相断路器液压操作机构，所述故障模拟器包括一组故障设置继电器及与其控制连接的继电器控制电路，所述故障模拟器通过通信线路与后台计算机连接，用于根据接收的后台计算机发出的故障设置指令控制相应故障设置继电器的动作，所述各故障设置继电器的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路中，用于模拟设定故障。

2.根据权利要求1所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路包括近控合闸操作控制支路和A相远控合闸控制支路，近控合闸操作控制支路和A相远控合闸控制支路中分别串联有一个对应的故障设置继电器的触点。

3.根据权利要求1或2所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路，合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点。

4.根据权利要求1或2所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括A相、B相、C相三相电机控制支路，A相、B相、C相三相电机控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点。

5.根据权利要求1或2所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括跳合闸指示灯控制支路，跳合闸指示灯控制支路中串联有一个对应的故障设置继电器的触点。

6.根据权利要求2所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：继电器控制电路包括顺次连接的单片机和驱动器，所述后台计算机与单片机的相应控制输入端连接，驱动器的输出端与故障设置继电器的控制输入端连接。

7.根据权利要求6所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述培训柜体中还设有用于防止柜体内产生凝露的凝露控制器。

8.根据权利要求7所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述培训 柜体内还设有语音计时器，所述语音计时器与后台计算机通信连接。

9.根据权利要求8所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述培训柜体上设有用于控制就地及远端切换的转换开关。

10.根据权利要求9所述的分相断路器液压操作机构培训装置，其特征在于：所述培训柜体由交流电源供电，所述交流电源端设有漏电保护装置，所述漏电保护装置包括顺次连接的总漏电开关、电流互感器和总漏电检测线圈。