CN103700301B - 断路器二次回路模拟教具 - Google Patents
断路器二次回路模拟教具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103700301B CN103700301B CN201310690778.5A CN201310690778A CN103700301B CN 103700301 B CN103700301 B CN 103700301B CN 201310690778 A CN201310690778 A CN 201310690778A CN 103700301 B CN103700301 B CN 103700301B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- teaching aid
- secondary loop
- simulation teaching
- program storage
- feature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002567 autonomic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009131 signaling function Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Programmable Controllers (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
一种断路器二次回路模拟教具。其包括：逻辑控制电路、控制器、数据存储器、程序存储器、触摸显示器、视频接口、状态显示器、串行通信接口和操作键盘；其中：逻辑控制电路为大规模逻辑电路芯片，其分别与控制器、数据存储器、程序存储器、触摸显示器、视频接口、状态显示器和串行通信接口相连接；本发明可以通过讲授或自学的方式，使学员读懂二次回路图，掌握二次回路中各元件名称及作用，并能形象并生动理解二次回路在不同操作模式下对断路器的操作控制原理。
Description
技术领域
本发明属于电力系统二次回路仿真技术领域，特别是涉及一种断路器二次回路模拟教具。
背景技术
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置，是实现电能调配的主要工具。
二次回路是指由二次设备（对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备，如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等）相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。
断路器是二次回路逻辑的最终执行单位，因此变电站的大部分二次回路都围绕对断路器的控制展开，断路器跳闸或合闸是变电站内所有的微机保护和自动装置动作的最终结果。因此，掌握断路器二次回路的原理及控制方式对于变电运维人员来说尤为重要，但相对于一次设备的直观，二次回路显得过于微观并繁琐，部分变电运维人员只知二次设备功能但不知二次回路原理，对二次设备过分依赖，导致电网出现安全隐患，同时，目前针对二次回路的培训主要以课堂、讲义以及教材等传统形式为主，由于二次回路结构和原理较为复杂，传统纸质培训（二次回路图纸、教材）等对于专业知识不足的工作人员来说难以接受，收效甚微，课堂PPT的培训需做大量前期准备，但没有互动性，不能对过程进行很好的模拟，同时对培训师的专业水平和培训水平要求较高。因此，急需提高对变电运维人员的二次回路培训有效性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种断路器二次回路模拟教具。
为了达到上述目的，本发明提供的断路器二次回路模拟教具包括：逻辑控制电路、控制器、数据存储器、程序存储器、触摸显示器、视频接口、状态显示器、串行通信接口和操作键盘；其中：逻辑控制电路为大规模逻辑电路芯片，其分别与控制器、数据存储器、程序存储器、触摸显示器、视频接口、状态显示器和串行通信接口相连接；
控制器为微处理器芯片，其通过逻辑控制电路与数据存储器、程序存储器、触摸显示器、视频接口、状态显示器和串行通信接口相连接；
数据存储器为静态RAM数据存储器；
程序存储器为非易失程序存储器；
触摸显示器由液晶显示和触摸屏构成，用于提供人机交互界面；
视频接口为视频信号输出接口，具有支持外接视频信号的输出功能，用于外接扩展显示装置；
状态显示器由多个指示灯组成，用于显示本装置的工作状态；
串行通信接口为串口总线接口电路，用于完成串行电平TTL至标准RS232电平转换，其与操作键盘相连接；
操作键盘为输入键盘模块，其由多个操作按钮组成，用于获取用户输入的操作指令。
所述的逻辑控制电路采用大规模可编程逻辑电路芯片Xilinx95144。
所述的控制器采用INTEL96系列单片机80196。
所述的数据存储器采用27512EPROM程序存储器。
所述的程序存储器采用27512EPROM程序存储器。
所述的触摸显示器采用7英寸电容式触摸屏。
所述的状态显示器为多个LED指示灯，包括电源指示灯、复位指示灯和视频指示灯。
所述的串行通信接口采用MAX232串口驱动芯片。
所述的操作键盘包括：输入控制键、输出控制键、复位按键和开关按键。
本发明提供的断路器二次回路模拟教具具有如下有益效果：
本发明可以通过讲授或自学的方式，使学员读懂二次回路图，掌握二次回路中各元件名称及作用，并能形象并生动理解二次回路在不同操作模式下对断路器的操作控制原理。
本发明能够说明断路器二次回路的作用，能够仿真二次回路的通断，既能够用于培训师外接投影仪的授课培训，也能够用于学员自主学习，集说明性、仿真性、互动性为一体，能够适应不同层次的培训需要，在二次回路培训方面具有指导性作用。
附图说明
图1为本发明提供的断路器二次回路模拟教具的结构示意图。
图2为本发明提供的断路器二次回路模拟教具的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的断路器二次回路模拟教具进行详细说明。
如图2所示，本发明提供的断路器二次回路模拟教具包括：逻辑控制电路1、控制器2、数据存储器3、程序存储器4、触摸显示器5、视频接口6、状态显示器7、串行通信接口8和操作键盘9；其中：逻辑控制电路1为大规模逻辑电路芯片，其分别与控制器2、数据存储器3、程序存储器4、触摸显示器5、视频接口6、状态显示器7和串行通信接口8相连接，用于实现控制器2与其它各部之间的连接，其具有地址锁存、数据总线驱动、控制信号总线驱动及逻辑电平转换、片选信号发生等功能；
控制器2为微处理器芯片，其为本装置的控制核心，用于完成16位数据的算术、逻辑运算任务；控制器2通过逻辑控制电路1与数据存储器3、程序存储器4、触摸显示器5、视频接口6、状态显示器7和串行通信接口8相连接，能够实现数据读写、显示驱动、用户指令读入等操作；
数据存储器3为静态RAM数据存储器，主要用于存放用户输入的数据，其内部自带电池，可以保证数据在掉电的情况下不丢失；
程序存储器4为非易失程序存储器，主要是存放系统程序；
触摸显示器5由液晶显示器和触摸屏构成，用于提供人机交互界面；
视频接口6为视频信号输出接口，具有支持外接视频信号的输出功能，用于外接扩展显示装置；
状态显示器7由多个指示灯组成，用于显示本装置的工作状态；
串行通信接口8为串口总线接口电路，用于完成串行电平TTL至标准RS232电平转换，其与操作键盘9相连接；
操作键盘9为输入键盘模块，其由多个操作按钮组成，用于获取用户输入的操作指令。
所述的逻辑控制电路1采用大规模可编程逻辑电路芯片Xilinx95144，其具有144个宏单元3200个逻辑门，100个管脚，81个数据输入输出脚，4个在线编程脚，可以完成10000次的在线编程。
所述的控制器2采用INTEL96系列单片机80196，该单片机具有丰富的软硬件资源及运行速度快的指令系统。
所述的数据存储器3采用27512EPROM程序存储器，具有64KByte的程序存储空间。
所述的程序存储器4采用27512EPROM程序存储器，具有64KByte的程序存储空间。
所述的触摸显示器5采用7英寸电容式触摸屏，支持多点触控，屏幕分辨率为1024*768。
所述的状态显示器7为多个LED指示灯，包括：电源指示灯、复位指示灯和视频指示灯。
所述的串行通信接口8采用MAX232串口驱动芯片。
所述的操作键盘9包括：输入控制键、输出控制键、复位按键和开关按键。
本发明提供的断路器二次回路模拟教具采用先进的高速微处理器芯片，配以液晶显示触摸屏、大规模门阵逻辑集成电路，组成结构简单，功能完整，扩充性强，布局合理，具有高可靠性和保密特征。
本发明用于演示断路器控制二次回路主要包括断路器的跳、合闸控制回路以及相关保护及闭锁回路；能够在不同运行条件下将一个完整的断路器控制回路即微机测控屏——微机保护屏（微机保护及操作箱）——断路器机构箱的逻辑结构和配合方式通过二次回路进行演示模拟；同时附有二次回路中各元件的功能说明，使学员在学会识别二次回路图的基础上掌握断路器的控制方式及作用。
本发明的外观采用国际流行的数控冲压无焊接柜体，分体组合的框架结构，表面喷塑。组装、拆卸、运输方便。盘面采用阻燃性能良好的ABS工程塑料，按国际通用尺寸25mm×25mm注塑成活而镶嵌式模块(马赛克片)，变形量小，光洁度高。盘体颜色采用流行的标准浅灰色。
本教具还包括柜体采用分体组合的框架结构，其正面的盘面如图1所示，包括触摸显示屏5、操作键盘9和状态指示器7。
本教具内置断路器二次回路模拟仿真系统二次回路图。
使用本教具便于对正常情况下的二次回路进行读图和识图，按下“复位”按钮对仿真系统进行初始，在初始情况下显示屏将显示断路器二次回路总图（微机测控屏——微机保护及操作箱——断路器机构箱，在总图中点击特定区域可以显示局部二次回路图；二次回路图中各功能回路以不同颜色进行区分，并与回路图一侧的回路功能说明相对应，此时通过触摸显示屏可以拖动或放大缩小该二次回路图，通过在显示屏上点触二次回路图中元件，将在显示屏中显示该元件的名称及状态，通过在显示屏上点触二次回路图中连接线，将在显示屏中显示该连接线隶属的控制回路功能。
使用本教具可以对正常情况下的二次回路进行模拟控制演练，该系统主要支持对微机保护及操作箱二次回路的模拟仿真。通过按下“输入控制”按钮，在屏幕上选择对短路器控制系统的仿真操作（如远方、就地进行断路器分、合闸控制），通过系统程序仿真将仿真二次回路中相应的线圈及节点的状态改变，通过连续的红色亮点表示电流流动及二次回路流通过程，达到对二次回路变化的动态仿真，当仿真完成时，按下“输出显示”按钮，将在显示器中显示该操作达到的作用并以动画的形式表示最终在断路器上的直观反映。
使用本教具可以对部分异常情况下的二次回路进行模拟控制演练，系统程序支持部分特定元件（部分线圈、节点）可以手动改变该元件状态，并对改变该元件状态后的二次回路进行模拟演练（每次模拟最多改变一个元件状态）。在二次回路图中触摸特定元件会在显示该元件名称状态的同时额外增加“改变该元件状态”按钮，触摸此按钮可以对该元件的状态进行更改。若改变该元件状态后可以对二次回路造成直接影响（直接接通某回路），则系统将自动以红色连续亮点表示电流流动及二次回路流通过程；若改变该元件状态后并不对二次回路造成直接影响，则可以通过按下“输入控制”按钮选择仿真操作，对二次回路进行重新模拟以达到显示该元件改变影响的目的。
使用本教具可以对部分异常情况下的二次回路进行模拟控制演练，系统程序支持部分二次回路连接点的移动，在二次回路图中触摸特定连接点可以额外显示“改变该回路连接点位置”按钮，并在屏幕中显示支持改变的位置，通过触摸可以改变该回路连接点的位置。若改变该连接点位置后可以对二次回路造成直接影响（直接接通某回路），则系统将自动以红色连续亮点表示电流流动及二次回路流通过程；若改变该连接点位置后并不对二次回路造成直接影响，则可以通过按下“输入控制”按钮选择仿真操作，对二次回路进行重新模拟以达到显示该连接点位置改变影响的目的。
使用本教具既可以进行人机交互式培训，同样可以通过视频接口连接将显示器中显示内容传至其他显示系统，如大屏幕、投影仪等，可以进行集中式授课培训。
Claims (9)
1.一种断路器二次回路模拟教具，其特征在于：其包括：逻辑控制电路（1）、控制器（2）、数据存储器（3）、程序存储器（4）、触摸显示器（5）、视频接口（6）、状态显示器（7）、串行通信接口（8）和操作键盘（9）；其中：逻辑控制电路（1）为大规模逻辑电路芯片，其分别与控制器（2）、数据存储器（3）、程序存储器（4）、触摸显示器（5）、视频接口（6）、状态显示器（7）和串行通信接口（8）相连接；
控制器（2）为微处理器芯片，其通过逻辑控制电路（1）与数据存储器（3）、程序存储器（4）、触摸显示器（5）、视频接口（6）、状态显示器（7）和串行通信接口（8）相连接；
数据存储器（3）为静态RAM数据存储器；
程序存储器（4）为非易失程序存储器；
触摸显示器（5）由液晶显示和触摸屏构成，用于提供人机交互界面；
视频接口（6）为视频信号输出接口，具有支持外接视频信号的输出功能，用于外接扩展显示装置；
状态显示器（7）由多个指示灯组成，用于显示本装置的工作状态；
串行通信接口（8）为串口总线接口电路，用于完成串行电平TTL至标准RS232电平转换，其与操作键盘（9）相连接；
操作键盘（9）为输入键盘模块，其由多个操作按钮组成，用于获取用户输入的操作指令。
2.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的逻辑控制电路（1）采用大规模可编程逻辑电路芯片Xilinx95144。
3.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的控制器（2）采用INTEL96系列单片机80196。
4.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的数据存储器（3）采用27512EPROM程序存储器。
5.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的程序存储器（4）采用27512EPROM程序存储器。
6.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的触摸显示器（5）采用7英寸电容式触摸屏。
7.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的状态显示器（7）为多个LED指示灯，包括电源指示灯、复位指示灯和视频指示灯。
8.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的串行通信接口（8）采用MAX232串口驱动芯片。
9.根据权利要求1所述的断路器二次回路模拟教具，其特征在于：所述的操作键盘（9）包括：输入控制键、输出控制键、复位按键和开关按键。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310690778.5A CN103700301B (zh) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | 断路器二次回路模拟教具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310690778.5A CN103700301B (zh) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | 断路器二次回路模拟教具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103700301A CN103700301A (zh) | 2014-04-02 |
| CN103700301B true CN103700301B (zh) | 2016-09-14 |
Family
ID=50361814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310690778.5A Active CN103700301B (zh) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | 断路器二次回路模拟教具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103700301B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201229707Y (zh) * | 2008-07-21 | 2009-04-29 | 扬州大学 | 电子设计应用开发系统 |
| CN201698602U (zh) * | 2009-11-06 | 2011-01-05 | 宁波高新区阶梯科技有限公司 | 多媒体教学一体机 |
| CN202332020U (zh) * | 2011-10-19 | 2012-07-11 | 天津市电力公司 | 变电站隔离开关电气联锁逻辑模拟演示教具 |
| CN202332026U (zh) * | 2011-11-15 | 2012-07-11 | 中盈创信(北京)商贸有限公司 | 台式机电脑接口电路仿真功能板 |
| CN202855151U (zh) * | 2012-09-03 | 2013-04-03 | 汪泓 | 高压电气试验实体仿真培训装置 |
| CN103310053A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-18 | 国家电网公司 | 基于openGL的电力设备交互检修三维仿真方法 |
| CN203616929U (zh) * | 2013-12-17 | 2014-05-28 | 国家电网公司 | 断路器二次回路模拟教具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101308195A (zh) * | 2007-05-18 | 2008-11-19 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高压开关二次回路信号仿真系统 |
| CN101763758B (zh) * | 2010-01-11 | 2012-05-30 | 武汉供电公司变电检修公司 | 继电保护接线综合操作培训系统 |
| CN102054377B (zh) * | 2010-11-24 | 2012-12-05 | 江苏省电力试验研究院有限公司 | 变压器电气试验远程仿真培训系统 |
| CN202422463U (zh) * | 2011-12-15 | 2012-09-05 | 成都运达科技股份有限公司 | 地铁occ电力调度中继电保护仿真培训系统 |
| CN102819971A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-12-12 | 广州供电局有限公司 | 基于互联网的电力设备测试实验培训仿真方法 |
| CN102831793A (zh) * | 2012-09-03 | 2012-12-19 | 汪泓 | 高压电气试验实体仿真培训装置 |
-
2013
- 2013-12-17 CN CN201310690778.5A patent/CN103700301B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201229707Y (zh) * | 2008-07-21 | 2009-04-29 | 扬州大学 | 电子设计应用开发系统 |
| CN201698602U (zh) * | 2009-11-06 | 2011-01-05 | 宁波高新区阶梯科技有限公司 | 多媒体教学一体机 |
| CN202332020U (zh) * | 2011-10-19 | 2012-07-11 | 天津市电力公司 | 变电站隔离开关电气联锁逻辑模拟演示教具 |
| CN202332026U (zh) * | 2011-11-15 | 2012-07-11 | 中盈创信(北京)商贸有限公司 | 台式机电脑接口电路仿真功能板 |
| CN202855151U (zh) * | 2012-09-03 | 2013-04-03 | 汪泓 | 高压电气试验实体仿真培训装置 |
| CN103310053A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-18 | 国家电网公司 | 基于openGL的电力设备交互检修三维仿真方法 |
| CN203616929U (zh) * | 2013-12-17 | 2014-05-28 | 国家电网公司 | 断路器二次回路模拟教具 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 变电站高压馈出线二次回路仿真装置的设计;赵义明;《大学物理实验》;20110630;第24卷(第3期);全文 * |
| 继电保护及自动化实训系统的研究与开发;肖京园;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20091130(第11期);第3-6章，图3-4，5-1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103700301A (zh) | 2014-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206835060U (zh) | 一种电动阀模拟器 | |
| CN101520661A (zh) | 一种内燃机车微机控制系统测试方法及装置 | |
| CN103473965A (zh) | 轨道交通仿真培训方法及轨道交通仿真培训系统 | |
| CN104978881A (zh) | 转辙机控制单元综合实训平台 | |
| CN201282299Y (zh) | 智能开关状态显示器 | |
| CN104504952A (zh) | 地铁多媒体教学系统及方法 | |
| CN106781928B (zh) | 一种虚实结合的起重机电控模拟系统 | |
| CN203616929U (zh) | 断路器二次回路模拟教具 | |
| CN103700301B (zh) | 断路器二次回路模拟教具 | |
| CN201315104Y (zh) | 一种无人值守及综合自动化变电站仿真培训考核系统 | |
| CN206921354U (zh) | 一种单片机实践教学装置 | |
| CN206234443U (zh) | 华龙一号机组带中间停就地无自保电动执行机构逻辑模块 | |
| CN204856474U (zh) | 一种基于fpga的通用人机接口装置 | |
| CN101308195A (zh) | 一种高压开关二次回路信号仿真系统 | |
| CN208335511U (zh) | 一种楼层高度模拟模块及跨代楼宇对讲实训装置 | |
| CN203746272U (zh) | 电台模拟训练系统架构 | |
| CN202735807U (zh) | 一种多媒体教室设备集中控制装置 | |
| CN206557595U (zh) | 华龙一号机组带中间停就地有自保电动执行机构逻辑模块 | |
| CN202816211U (zh) | 基于plc控制的供电倒闸操作实训设备 | |
| CN205104078U (zh) | 一种牵引变电所故障模拟发生屏组成结构 | |
| CN206726616U (zh) | 一种楼宇智能化工程实训装置 | |
| CN202886917U (zh) | 一种防止误操作的智能操作票系统 | |
| CN205353823U (zh) | 多功能电量监测型智能操控装置 | |
| CN103915004A (zh) | 飞机电台模拟训练实操系统 | |
| CN109753050A (zh) | 一种便携式无人机操纵控制器测试系统及测试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |