CN105845002A

CN105845002A - 一种低压配变台区故障模拟装置

Info

Publication number: CN105845002A
Application number: CN201610278869.1A
Authority: CN
Inventors: 陈百瑞; 徐文忠; 王安军; 刘忠; 姚艳霞; 库彦伟; 刘松; 朱润生; 谌艳玲; 陈雯嘉
Original assignee: Skills Training Center State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Current assignee: Skills Training Center State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: CN105845002B

Abstract

本发明公开了一种低压配变台区故障模拟装置，前侧面上部设有用户负载测试回路和用户负载指示灯，下部设有一单相多表位计量箱；箱体左右侧面分别设有仿真I型集中器、三相仿真电能总表、三相四线仿真电能表和单相仿真电能表，箱体后侧面设有第Ⅰ故障切换箱、第Ⅱ故障切换箱、第Ⅲ故障切换箱和负载箱、隔离变压器、三相模拟电子源，第Ⅰ故障切换箱包括通信故障板和多个以太网口/串口转换器，第Ⅱ故障切换箱包括多个表位故障板和电流互感器，第Ⅲ故障切换箱包括综合漏电检测保护器和串户接线故障板。本发明可以考查学员对现场用采故障、跨台区故障、低压单相串户故障的判断能力和进行故障查找、分析、处理的能力。

Description

一种低压配变台区故障模拟装置

技术领域

本发明涉及一种电力教学培训装置，具体涉及一种低压配变台区故障模拟装置。

背景技术

随着智能电网的建设，低压配变台区用电信息采集终端、智能电能表、低压居民智能计量箱广泛投入使用，由于安装现场环境的复杂性，造成安装过程中存在诸多的问题，另外由于安装施工人员的技能水平参差不起，智能计量箱安装完成后，接线错误、户表关系不对应等故障时有发生，这就给用户及系统运行造成不必要的麻烦。同时低压配变台区用电信息采集运行维护人员对现场出现的各类故障不能同时接触到，对运行环境认识不够全面，致使实践经验不足，学习时间较长，作业效率低下，严重影响居民用户的生产生活。所以需要对电力工作人员或者前期的电力专业学生进行有效的培训。在电力高等学校或者电力企业内部人员的培训，学生或者学员在文化课和专业课的学习过程中，不但要学习、领会很多比较抽象的知识和理论，还应对所学知识在实际生活中的应用有更清晰的认识。现有的状况是学校或者培训中心没有先进的、充足的教学设备，使得授课者不能清晰地、简单地、具体地传递给学生真实、准确的信息，不能有效的提高学生的专业技术水平。所以在高等学校电力专业或者电力企业内部人员的培训中，应具备电力行业的相关教学设备，使得工作人员在实际中的应用有着更为清晰的概念，进一步深刻的理解专业理论，为以后现场使用提高熟练度，也可减少因不了解产品造成的误操作。

申请号为201520391424.5 的专利公布了一种串户排查模拟装置，包括电源装置、故障模拟器，故障模拟器与漏电检测保护器连接，故障模拟器包括电能计量表模拟装置、低压用户模拟装置和自动故障设置装置，漏电检测保护器与电能计量表模拟装置连接，电能计量表模拟装置与低压用户模拟装置连接，自动故障设置装置分别与漏电检测保护器、电能计量表模拟装置和户负载模拟装置连接，所述自动故障设置装置包括若干继电器、电阻、电容和阻容吸收器，继电器分别与电能计量表模拟装置与低压用户模拟装置连接。但是该装置结构单一，不能模拟低压居民用户表箱内部各级接线之间复杂的线路故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压配变台区故障模拟装置，本发明解决了现有串户排查模拟装置结构单一，不能模拟多种不同的复杂线路故障的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种低压配变台区故障模拟装置，包括箱体以及箱体的左右前后四个侧面，所述箱体左右前侧面各设有一个用于带电状态的指示灯、用于设定计时时间的语音计时器板、用于语音提示的喇叭，所述箱体前侧面上部设有用户负载测试回路和用户负载指示灯，前侧面下部设有一单相多表位计量箱；所述箱体左侧面和右侧面分别设有一个仿真I型集中器、一个三相RS485仿真电能总表、两个三相四线仿真电能表和三个单相仿真电能表，所述仿真I型集中器和三相RS485仿真电能总表之间通过RS485方式进行通信，所述仿真I型集中器和三相四线仿真电能表之间以及仿真I型集中器和单相仿真电能表之间通过载波模块进行通信，所述仿真I型集中器通过GPRS或以太网与主站系统相连；所述箱体后侧面设有第Ⅰ故障切换箱、第Ⅱ故障切换箱、第Ⅲ故障切换箱和负载箱，所述第Ⅰ故障切换箱、第Ⅱ故障切换箱和第Ⅲ故障切换箱通过以太网口和控制计算机相连，所述第Ⅰ故障切换箱包括通信故障板和多个以太网口/串口转换器，所述通信故障板用于实现表位485故障设定，所述以太网口/串口转换器分别与控制计算机和各个仿真电能表或集中器相连，用于实现电能表或集中器内部故障模拟；所述第Ⅱ故障切换箱包括多个表位故障板和隔离电流互感器，所述表位故障板分别和控制计算机和各个仿真电能表或集中器相连，用于实现电能表交采外部接线故障模拟；所述三相智能模拟电源为各个电能表和集中器供电；所述第Ⅲ故障切换箱包括漏电检测保护器和串户接线故障板，通过设置串户接线故障板和负载箱实现串户故障模拟。

通过控制计算机设定箱体左侧面和右侧面的仿真I型集中器及其下属的仿真智能表实现跨台区故障模拟。

通过修改主站系统或仿真I型集中器内部参数实现跨台区故障恢复。

通过设置主站系统与控制计算机实现集中器或电能表信息与主站营销系统不对应故障。

所述表位485故障类型包括485-A断线、485-B断线和485-A/485-B反接。

所述电能表外部接线故障类型包括电压断线、电流短接、电流极性反接、电流开路、电压错相序和电流错相序。

所述串户故障包括以下类型：

（1）营销系统内用户资产信息与表计安装位置不对应；

（2）用户电能表与用户出线空开之间串户；

（3）用户出线开关与用户负载之间串户。

所述箱体底部安装支脚及滚动轮。

本发明可用于培训农村供电所、配电安装调试、运行维护人员，以及电力培训中心的农网配电营业工、电工等级考核鉴定、竞赛等，可以考查学员对现场串户故障的判断能力和进行故障查找、处理及正确使用工器具、常用表计的能力。

附图说明

图1为本发明箱体左右侧面（A面与B面）的结构示意图；

图2为本发明箱体后侧面（D面）的结构示意图；

图3为本发明箱体前侧面（C面）的结构示意图；

图4为本发明箱体后侧面安装门后的结构示意图；

图5为本发明箱体沿A-A面的结构示意图；

图6为本发明箱体沿B-B面的结构示意图；

图7为本发明箱体去掉上封板后的俯视图；

图8为本发明箱体C面单相9表位表箱装配图；

图9为本发明低压配变台区1通信框图；

图10为本发明低压配变台区2通信框图；

图11为本发明单相仿真电能表负载加载框图；

图12为本发明三相仿真电能表负载加载框图。

其中，附图标记说明如下：

1、箱体；2、指示灯；3、负载箱；4、指示灯；5、语音计时器板；6、喇叭；7、第Ⅰ故障切换箱；8、第Ⅱ故障切换箱；9、单相9表位表箱；10、第Ⅲ故障切换箱；11、功放箱；12、电源滤波盒；13、变压器；14、多功能表通讯箱；15、交流接触器；16、时间继电器；17、时间继电器座；18、挂表架；19、接插件；20、挂表架；21、五孔插座；22、风机；23、风机网；24、网线插座；25、空气开关；26、接地标牌；27、金属接地柱。

具体实施方式

如图1至图8所示，一种低压配变台区故障模拟装置，包括箱体1以及箱体的左右前后四个侧面，所述箱体左右前侧面设有多个指示灯4、用于设定计时时间的语音计时器板5、用于语音提示的喇叭6，所述箱体前侧面（定义为C面）上部设有用户负载测试回路和用户负载插座，前侧面下部设有一单相多表位计量箱；所述箱体左侧面（定义为A面）和右侧面（定义为B面）分别设有一个仿真I型集中器、一个三相RS485仿真电能总表、多个三相四线仿真电能表和多个单相仿真电能表，所述仿真I型集中器和三相RS485仿真电能总表之间通过RS485方式进行通信，所述仿真I型集中器和三相四线仿真电能表之间以及仿真I型集中器和单相仿真电能表之间通过载波模块进行通信，所述仿真I型集中器通过GPRS或以太网与主站系统相连；所述箱体后侧面（定义为D面）设有第Ⅰ故障切换箱7、第Ⅱ故障切换箱8、第Ⅲ故障切换箱10和负载箱3，所述第Ⅰ故障切换箱7、第Ⅱ故障切换箱8和第Ⅲ故障切换箱10通过以太网口和控制计算机相连，所述第Ⅰ故障切换箱7包括通信故障板和多个以太网口/串口转换器，所述通信故障板用于实现表位485故障设定，所述表位485故障类型包括485-A断线、485-B断线和485-A/485-B反接。图8中的NM1-100S/3360为进线总开关断路器，DZ47-60/D20A/2P为9个出线空开。

所述以太网卡/串口转换器分别与控制计算机和各个仿真电能表或集中器相连，用于实现电能表或集中器内部故障模拟；

所述第Ⅱ故障切换箱包括多个表位故障板和三相智能模拟电源，所述表位故障板分别和控制计算机和各个仿真电能表或集中器相连，用于实现电能表外部接线故障模拟，所述电能表外部接线故障类型包括电压断线、电流短接、电流极性反接、电流开路、电压错相序和电流错相序。

所述三相智能模拟电源为各个电能表和集中器供电；所述第Ⅲ故障切换箱包括漏电检测保护器和串户接线故障板，通过设置串户接线故障板和负载箱实现串户故障模拟，所述串户故障包括以下类型：

（1）营销系统内用户资产信息与表计安装位置不对应；

（2）用户电能表与用户出线空开之间串户；

（3）用户出线开关与用户负载之间串户。

跨台区故障实现通过PC软件设置实现；通过控制计算机设定箱体左侧面和右侧面的仿真I型集中器实现跨台区故障模拟。

串户故障通过PC软件设置实现，设置对应为第Ⅲ故障切换箱和负载箱接线故障模拟：

接线故障通过PC设定第Ⅱ故障切换箱内的表位故障板实现，第Ⅰ故障切换箱内的485故障板实现表位485故障设定；

仿真表计及集中器故障通过PC设定仿真表计及仿真集中器实现。

A、B面外门为均可打开的带观察窗的金属门，C面不安装门，A面、B面面板最下方未安装表计位置面板可打开，方便配线，挂接表箱面（C面）未安装元件下方设计为可打开门，方便安装配线。箱体底部安装支脚及滚动轮，方便移动。

装置布局分：A面低压配变台区1：上部配置低压集中器1块（WT-F28仿真集中器带交采，青岛鼎信载波模块），三相485仿真电能总表1块（WT-F05Z 485通信方式），三相载波仿真表1块（WT-F05Z 载波通信，青岛鼎信载波模块），三相载波直通仿真表1块（WT-F05ZDC 载波通信，青岛鼎信载波模块），单相载波仿真表3块（WT-F27Z，青岛鼎信载波模块）。B面低压配变台区2-1：上部配置低压集中器1块（WT-F28仿真集中器不带交采，青岛鼎信载波模块），三相485仿真电能表1块（WT-F05Z 485通信方式），三相载波仿真表1块（WT-F05Z 载波通信，青岛鼎信载波模块），三相载波直通仿真表1块（WT-F05ZDC 载波通信，青岛鼎信载波模块），单相载波仿真表3块（WT-F27Z，青岛鼎信载波模块）。C面低压配变台区2-2：上部为9用户负载指示灯、用户负载测试回路、下方配置9表位单相计量箱1只。

图9和图10分别为本发明低压配变台区1和低压配变台区2-1的通信框图；图11和图12分别为本发明单相仿真电能表和三相仿真电能表的负载加载框图。本发明具备故障设置功能：

1、低压配变台区1和低压配变台区2-1实现故障：1）集中器外部接线故障；2）集中器故障；3）三相表计接线故障；4）三相表计故障；5）三相表计数据项修改；6）单相表接线故障；7）单相表计故障；8）单相仿真表数据设置。

2、低压配变台区2-2实现故障：

1）串户故障模拟：

（1）营销系统内用户资产信息与表计安装位置不对应

（2）用户电能表与用户出线空开之间串户

（3）用户出线开关与用户负载之间串户

2）仿真表故障设置：

（1）单相表计故障

（2）单相仿真表数据设置

3、跨台区故障：

台区1下用户1-5与台区2下用户1-14存在跨台区异常；

4、营销系统信息错误故障：

通过与主站系统配合，实现采集集中器或电能表信息与营销系统不对应实现；

本发明还具备考核功能：

1）题库功能：

装置可根据竞赛需要编辑竞赛题库，题库类型包括：低压配变台区接线故障、表计故障、集中器故障、集中器参数异常设置、集中器测量点参数异常设置、9表位表箱内部串户故障、跨台区故障（模拟台区1下用户1-用户5与模拟台区2下用户1-14），及以上组合故障。

2）考核功能：

可实现采集异常故障、跨台区故障、串户故障单一故障考核及故障组合考核，让学员进行故障排查分析，故障恢复跨台区故障通过修改参数实现，采集异常故障通过更换集中器或表计实现，串户故障通过计算机设置恢复。

本发明还具备故障恢复功能：（串户故障除外）

1）采集异常故障恢复：

（1）485通信线接线故障可通过改线或重新接线实现故障排查；

（2）集中器或电能表内部故障通过更换实现故障排查；

（3）集中器参数类故障通过操作集中器修改实现故障排查；

2）跨台区故障恢复：

跨台区故障恢复通过修改主站系统参数实现故障恢复或修改集中器内部参数实现故障恢复。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种低压配变台区故障模拟装置，包括箱体以及箱体的左右前后四个侧面，

所述箱体左右前侧面各设有一个用于显示设备带电状态的指示灯、用于设定计时时间的语音计时器板、用于语音提示的喇叭，其特征在于：

所述箱体前侧面上部设有用户负载测试回路和用户负载指示灯，前侧面下部设有一单相多表位计量箱；

所述箱体左侧面和右侧面分别设有一个仿真I型集中器、一个三相RS485仿真电能总表、两个三相四线仿真电能表和三个单相仿真电能表，所述仿真I型集中器和三相RS485仿真电能总表之间通过RS485方式进行通信，所述仿真I型集中器和三相四线仿真电能表之间以及仿真I型集中器和单相仿真电能表之间通过载波模块进行通信，所述仿真I型集中器通过GPRS或以太网与主站系统进行通讯；

所述箱体后侧面设有第Ⅰ故障切换箱、第Ⅱ故障切换箱、第Ⅲ故障切换箱和负载箱、隔离变压器、三相模拟电子源，所述第Ⅰ故障切换箱、第Ⅱ故障切换箱和第Ⅲ故障切换箱、三相模拟电子源通过以太网口和控制计算机相连；

所述第Ⅰ故障切换箱包括通信故障板和多个以太网口/串口转换器，所述通信故障板用于实现表位485线路故障设定，所述以太网口/串口转换器分别与控制计算机和各个仿真电能表或集中器相连，用于实现电能表或集中器内部故障模拟；

所述第Ⅱ故障切换箱包括多个表位故障板和电流隔离互感器，所述表位故障板分别和控制计算机和各个仿真电能表或集中器相连，用于实现电能表交采外部接线故障模拟；所述电流隔离互感器为各个电能表和集中器提供不同变比的电流；

所述第Ⅲ故障切换箱包括漏电检测保护器和串户接线故障板，通过设置串户接线故障板和负载箱实现串户故障模拟。

2.根据权利要求1所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：通过控制计算机设定箱体左侧面和右侧面的仿真I型集中器与其侧面的仿真电能表之间实现跨台区故障模拟。

3.根据权利要求2所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：通过修改主站系统或仿真I型集中器内部参数实现跨台区故障恢复。

4.根据权利要求1所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：通过设置主站系统与控制计算机实现集中器或电能表信息与主站营销系统不对应故障。

5.根据权利要求1所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：所述表位485故障类型包括485-A断线、485-B断线和485-A/485-B反接。

6.根据权利要求1所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：所述电能表外部接线故障类型包括电压断线、电流短接、电流极性反接、电流开路、电压错相序和电流错相序。

7.根据权利要求1所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：所述串户故障包括以下类型：

（1）营销系统内用户资产信息与表计安装位置不对应；

（2）用户电能表与用户出线空开之间串户；

（3）用户出线开关与用户负载之间串户。

8.根据权利要求1所述的一种低压配变台区故障模拟装置，其特征在于：所述箱体底部安装支脚及滚动轮。