CN108198477A - 变压器电气试验仿真教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器电气试验仿真教学系统，其特征在于：打开教师机、仿真变压器和仿真试验仪器的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和仿真试验仪器分别连接；学员根据试验任务选择仿真试验仪器并按照标准进行接线；用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，将接线数据传输至教师机，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和仿真试验仪器，此时学员不能继续进行试验；如果接线正确，学员即可开始试验，能够满足变压器电气试验技术技能教学和考核的要求，使受训学员能够在接近真实现场的环境中进行变压器试验的标准化作业流程和试验技能的训练和考核。

Description

变压器电气试验仿真教学系统

技术领域

本发明涉及一种变压器电气试验仿真教学系统，属于高压电气试验教学培训领域，利用该装置对电力变压器检修试验人员进行试验技术技能培训和考核，是电力系统变电设备检修与试验专业培训专用装置。

技术背景

电力变压器是电力系统中重要的变电设备，变压器的安全稳定运行关系着供电的稳定性和可靠性。电力变压器试验是检测电力变压器状态的重要手段。变压器试验作业人员的技能水平，直接决定着电气试验结果的可靠性，因此，通过对相应人员进行电气试验专业的技术技能培训，提高其工作效率和业务能力，使试验结果和分析更加准确有效，意义重大。

变压器的试验多为高压试验，实验过程中，由于人员操作不当很可能导致试验仪器或被试设备的损坏，而且更为严重的是存在人身触电的危险。在变压器试验技能的实训过程中，由于学员实际工作经验的缺乏，发生上述情况的可能性大大增加。如果对学员一开始就使用真实设备进行实训，势必存在严重的安全隐患。

电力公司每年都要招收大批的新员工，为了使这些新员工迅速掌握变压器试验技能，需要对其进行技术培训。新员工理论知识丰富，但缺少现场实际工作经验，进行现场实训是新员工补齐短板，快速成长的必经之路。变压器试验涉及到高电压，对于缺少现场工作经验的新员工而言，直接通过实际的设备进行试验，会对新员工的人身安全和设备安全造成威胁。而现阶段变压器电气试验仿真教具发展相对滞后，经过查新还没有一套完整的、接近现场实际的变压器电气试验仿真教具。即使现有的一些仿真教具也存在和现场实际差距大，不能满足现阶段培训要求的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器电气试验仿真学系统，能够满足变压器电气试验技术技能教学和考核的要求，使受训学员能够在接近真实现场的环境中进行变压器试验的标准化作业流程和试验技能的训练和考核。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种变压器电气试验仿真教学系统，由教师机、仿真变压器、仿真试验仪器和无线数据通信系统组成,

其特征在于具体步骤如下：1、打开教师机、仿真变压器和仿真试验仪器的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和仿真试验仪器分别连接；

2、老师向学员下达试验任务，学员根据试验任务选择仿真试验仪器并按照标准进行接线；

3、仿真变压器和仿真试验仪器通过学员连接的试验接线进行通讯，用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，将接线数据传输至教师机，并在教师机上以接线图的形式显示出来；

4、在仿真试验仪器、仿真变压器未接地以及试验线接错等接线错误情况下，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和仿真试验仪器，此时学员不能继续进行试验；

5、如果接线正确，学员即可开始试验，教师机会向仿真试验仪器发出一组试验数据，显示在仿真试验仪器的显示屏上，如果教师机不发送试验数据指令的情况下，由仿真试验仪器数据库为学员提供试验数据；

6、学员根据试验得出的数据对仿真变压器是否存在故障及故障的类型进行判断，并向老师进行汇报；

7、教师可通过教师机实时观察学员的接线和仿真试验仪器的使用状态；

8、如果对仿真变压器进行耐压试验，教师机会向仿真变压器中的声光模拟模块发送出控制信号，用于模拟高电压类试验项目过程中的电晕声音、放电声音及放电闪光效果，在试验电压逐步上升过程中，电晕声出现并逐步增大，当试验电压超过由老师设置的最大允许电压时，教师机向装置模拟发出放电声音及闪光信号，模拟变压器因过电压发生放电现象；

9、如果进行红外测温试验，由教师机控制异常发热模拟模块用来模拟局部发热情况，配合红外测温仪进行培训。

10、如果进行直流电阻测试或变压器变比测试时，需要使用有载分接开关控制模块配合。

所述教师机由培训教师管理和使用，能够控制仿真仪器显示试验结果，监视仿真试验仪器的试验参数设定值，监视仿真试验仪器和仿真变压器的接线情况，控制仿真变压器的声光模拟装置和异常发热模拟模块的运行。

所述仿真变压器，其主体为变压器箱体，在箱体的上盖的前端自左至右装有四个高压套管，后端自左至右装有三个低压套管和两个铁芯夹件引出端子，在变压器箱体上盖的右侧安装了有载分接开关；仿真变压器里面装有试验控制模块、接线检测模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块、无线通信模块和异常发热模拟模块；接线检测模块可以检查学员试验接线是否正确，如果不正确可以对学员进行提示并拒绝继续实验直至接线正确为止，接线状况信号可以传输给教师机并在教师机上以接线图的形式显示出来，学员接线正确或不正确均可在教师机上显示供指导教师参考；有载分接开关控制模块能够实现分接档位的切换，该模块配有控制面板，控制面板上有显示屏能够显示有载分接开关的状态信息，用控制面板能够控制有载分接开关实现变压器内的有载分接开关操作，并能通过模式选择功能来选择自动和手动、就地控制和远程控制，配合仿真试验仪器进行直流电阻试验、变压器变比试验等所有相关变压器高压电器试验，真实还原变压器的分接功能；

试验控制模块是试验的主系统，与教师机通过无线方式进行连接，与其它各模块通过有线方式连接，是仿真变压器电气试验中仿真变压器内各模块与教师机进行沟通的枢纽；同时也是与仿真试验仪器有线连接；

声光模拟模块是模拟在进行耐压试验时因过电压出现的闪光和声响；

无线通信模块是试验控制模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块和接线检测模块与教师机连接的支持系统；

异常发热模拟模块是在仿真变压器内根据真实设备发热状况设置的发热单元，可以模拟变压器在因接触不良、锈蚀、故障等原因导致的局部异常发热，可以配合红外测温仪进行状态检测的红外测温培训。

所述的仿真试验仪器，其操作面板的左侧装有电压、电流接线端子及接地端子，右侧是电源插头和电源开关，操作面板的中部装有一块液晶显示屏，在显示屏靠近操作人员侧安装了启动/停止、确认以及上、下、左、右等操作按钮。但是仿真试验仪器不会产生高压，只会发出12V的低压用于检测试验线路的连接情况，仿真试验仪器内装有无线数据通信模块，用于与教师机进行数据的实时交互，并且仿真试验仪器内置试验数据库，数据库包含合格数据和故障数据，在教师机不发送试验数据指令的情况下，由仿真试验仪器数据库为学员提供试验数据，所有仿真试验仪器外观和操作界面均与真实设备相同，仿真试验仪器包括九种：直流电阻测试仪；绝缘电阻测试仪；介质损耗测试仪；有载分接开关测试仪；变比测试仪；绕组变形测试仪；交流耐压测试仪；直流高压发生器和局部放电测试仪，可以开展相应的变压器电气试验项目的教学培训。

所述的无线数据通信系统由仿真变压器中的无线通信模块、仿真试验仪器中的无线通信模块、无线路由器以及教师机组成的无线通信网络，借助这一网络教师机实时接收仿真变压器和仿真试验仪器反馈的数据，并控制仿真试验仪器显示的试验结果数据和仿真变压器内各个仿真模块的运行。

本发明的积极效果是无论从设备和仪器的外形，还是从设备的接线和仪器的操作界面上看都与现场实际系统完全相同，这就使得使用过这套教具实训的学员在面对实际现场时不会感到陌生，实现训练和实际更好的结合。整套教具中只有12V直流电用于接线情况的检测，不存在高压，避免了由于操作不当引起的试验设备和仪器损坏和学员的人身触电事故，使整个培训环境更加的安全。使用本套教具，试验结果由教师进行控制，可以模拟实际试验现场出现的各种数据，既包括正常数据，也包括各种故障数据，使学员能够体验到现场可能遇到的各种情况，提高学员分析试验数据判断故障类型的能力，避免了使用实际设备模拟故障所造成的局限性。

附图说明

图1是本发明中的工作流程图。

图2本发明中仿真变压器的整体外形图。

图3是本发明中仿真变压器的内部结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述，一种变压器电气试验仿真教学系统，由教师机、仿真变压器、仿真试验仪器和无线数据通信系统组成,

其特征在于具体步骤如下：1、打开教师机、仿真变压器和仿真试验仪器的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和仿真试验仪器分别连接；

2、老师向学员下达试验任务，学员根据试验任务选择仿真试验仪器并按照标准进行接线；

3、仿真变压器和仿真试验仪器通过学员连接的试验接线进行通讯，用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，将接线数据传输至教师机，并在教师机上以接线图的形式显示出来；

4、在仿真试验仪器、仿真变压器未接地以及试验线接错等接线错误情况下，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和仿真试验仪器，此时学员不能继续进行试验；

5、如果接线正确，学员即可开始试验，教师机会向仿真试验仪器发出一组试验数据，显示在仿真试验仪器的显示屏上，如果教师机不发送试验数据指令的情况下，由仿真试验仪器数据库为学员提供试验数据；

6、学员根据试验得出的数据对仿真变压器是否存在故障及故障的类型进行判断，并向老师进行汇报；

7、教师可通过教师机实时观察学员的接线和仿真试验仪器的使用状态；

8、如果对仿真变压器进行耐压试验，教师机会向仿真变压器中的声光模拟模块发送出控制信号，用于模拟高电压类试验项目过程中的电晕声音、放电声音及放电闪光效果，在试验电压逐步上升过程中，电晕声出现并逐步增大，当试验电压超过由老师设置的最大允许电压时，教师机向装置模拟发出放电声音及闪光信号，模拟变压器因过电压发生放电现象；

9、如果进行红外测温试验，由教师机控制异常发热模拟模块用来模拟局部发热情况，配合红外测温仪进行培训；

10、如果进行直流电阻测试或变压器变比测试时，需要使用有载分接开关控制模块配合。

所述教师机由培训教师管理和使用，能够控制仿真仪器显示试验结果，监视仿真试验仪器的试验参数设定值，监视仿真试验仪器和仿真变压器的接线情况，控制仿真变压器的声光模拟装置和异常发热模拟模块的运行。

所述仿真变压器，其主体为变压器箱体1，在变压器箱体1的上盖的前端自左至右装有四个高压套管2，后端自左至右装有三个低压套管3和两个铁芯夹件引出端子4，在变压器箱体1上盖的右侧安装了有载分接开关5；仿真变压器里面装有试验控制模块、接线检测模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块、无线通信模块和异常发热模拟模块；接线检测模块可以检查学员试验接线是否正确，如果不正确可以对学员进行提示并拒绝继续实验直至接线正确为止，接线状况信号可以传输给教师机并在教师机上以接线图的形式显示出来，学员接线正确或不正确均可在教师机上显示供指导教师参考；有载分接开关控制模块能够实现分接档位的切换，该模块配有控制面板，控制面板上有显示屏能够显示有载分接开关的状态信息，用控制面板能够控制有载分接开关实现变压器内的有载分接开关操作，并能通过模式选择功能来选择自动和手动、就地控制和远程控制，配合仿真试验仪器进行直流电阻试验、变压器变比试验等所有相关变压器高压电器试验，真实还原变压器的分接功能；

试验控制模块是试验的主系统，与教师机通过无线方式进行连接，与其它各模块通过有线方式连接，是仿真变压器电气试验中仿真变压器内各模块与教师机进行沟通的枢纽；同时也是与仿真试验仪器有线连接；

声光模拟模块是模拟在进行耐压试验时因过电压出现的闪光和声响；

无线通信模块是试验控制模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块和接线检测模块与教师机连接的支持系统；

异常发热模拟模块是在仿真变压器内根据真实设备发热状况设置的发热单元，可以模拟变压器在因接触不良、锈蚀、故障等原因导致的局部异常发热，可以配合红外测温仪进行状态检测的红外测温培训。

所述的仿真试验仪器，其操作面板的左侧装有电压、电流接线端子及接地端子，右侧是电源插头和电源开关，操作面板的中部装有一块液晶显示屏，在显示屏靠近操作人员侧安装了启动/停止、确认以及上、下、左、右等操作按钮。但是仿真试验仪器不会产生高压，只会发出12V的低压用于检测试验线路的连接情况，仿真试验仪器内装有无线数据通信模块，用于与教师机进行数据的实时交互，并且仿真试验仪器内置试验数据库，数据库包含合格数据和故障数据，在教师机不发送试验数据指令的情况下，由仿真试验仪器数据库为学员提供试验数据，所有仿真试验仪器外观和操作界面均与真实设备相同，仿真试验仪器包括九种：直流电阻测试仪；绝缘电阻测试仪；介质损耗测试仪；有载分接开关测试仪；变比测试仪；绕组变形测试仪；交流耐压测试仪；直流高压发生器和局部放电测试仪，可以开展相应的变压器电气试验项目的教学培训。

所述的无线数据通信系统由仿真变压器中的无线通信模块、仿真试验仪器中的无线通信模块、无线路由器以及教师机组成的无线通信网络，借助这一网络教师机实时接收仿真变压器和仿真试验仪器反馈的数据，并控制仿真试验仪器显示的试验结果数据和仿真变压器内各个仿真模块的运行。

本套仿真教具由1台教师机，1台仿真变压器，九台仿真试验仪器以及一套无线通信系统组成。能够仿真进行十项变压器电气试验。仿真变压器和实际变压器外观完全相同，仿真试验仪器的外观、接线方式、操作界面与实际试验设备完全相同。本套仿真教具从外观到试验过程都与实际变压器电气试验高度相似。

实施例1 直流电阻试验如图1所示，

1、打开教师机和仿真变压器和直流电阻测试仪的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和直流电阻测试仪分别连接；

2、老师向学员下达试验任务，学员根据试验任务选择直流电阻测试仪并按照标准进行接线，直流电阻测试要对高压侧绕组和低压侧绕组分别进行测试，接线时应注意星型接线和角型接线的接线区别；

3、仿真变压器和直流电阻测试仪通过学员连接的试验接线进行通讯，用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，并将接线数据传输至教师机，并在教师机上以接线图的形式显示出来，

4、在直流电阻测试仪、仿真变压器未接地以及试验线接错等接线错误情况下，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和直流电阻测试仪，此时学员不能继续进行试验；

5、如果接线正确，学员即可开始试验，直流电阻测试仪的输出电流为1A-20A自动连续可调，工作温度为0～40℃，分辨率为 1μΩ，量程可自定义，工作电源为AC220V±10%何50HZ±1HZ；

6、首先对仿真试验仪器进行参数设置：针对仿真变压器，可通过选择键对所测试品预置电流进行选择，←和→键滚动选择各电流值，1A、2A、5A、10A、20A，测试时间为10s。参数设置完成后可以继续试验；

7、教师机会向直流电阻测试仪发出一组试验数据，显示在直流电阻测试仪的显示屏上，如果教师机不发送试验数据指令的情况下，由直流电阻测试仪数据库为学员提供试验数据；

8、学员根据试验得出的数据对仿真变压器是否存在故障及故障的类型进行判断，并向老师进行汇报；

9、教师可通过教师机实时观察学员的接线和直流电阻测试仪的使用状态；

10、如果进行直流电阻测试或变压器变比测试时，需要使用有载分接开关控制模块配合。

实施例2 工频交流耐压试验

1、打开教师机和仿真变压器和交流耐压测试仪的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和交流耐压测试仪分别连接；

2、老师向学员下达试验任务，学员根据试验任务选择交流耐压测试仪并按照标准进行接线。将被试品试验侧短接试验变高压输出端，非被试侧短接接地，试变外壳、高压尾X、仪表一端F、操作箱外壳必须可靠接地，操作箱应将过流保护设置合理整定，将控制箱调压电源输出与变压器输入端连接，将试品电压测量与试验变的测量端连接，将通讯接口与声光电仿真仪连接，声光电仿真仪接上接地线和电源线。；

3、仿真变压器和交流耐压测试仪通过学员连接的试验接线进行通讯，用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，并将接线数据传输至教师机，并在教师机上以接线图的形式显示出来，

4、在交流耐压测试仪、仿真变压器未接地以及试验线接错等接线错误情况下，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和交流耐压测试仪，此时学员不能继续进行试验；

5、如果接线正确，学员即可开始试验，合上电源开关，进入参数设置界面。根据需要，操作旋钮开关设置交流耐压测试仪参数：测量变比为1000，测量信号为AC，电流保护为25.0A，过压保护为220.0kV。

6、按输出通按钮，红灯亮。旋转旋钮，进行电压调节，电压升到目标值后，按计时器按钮，自动进行计时。计时到后，蜂鸣器响，操作旋钮将电压降到零。

7、教师机会向交流耐压测试仪发出一组试验数据，显示在交流耐压测试仪的显示屏上，如果教师机不发送试验数据指令的情况下，由交流耐压测试仪数据库为学员提供试验数据；

8、学员根据试验得出的数据对仿真变压器是否存在故障及故障的类型进行判断，并向老师进行汇报；

9、教师可通过教师机实时观察学员的接线和交流耐压测试仪的使用状态；

10、在耐压试验中，教师机会向仿真变压器中的声光模拟模块发送出控制信号，用于模拟高电压类试验项目过程中的电晕声音、放电声音及放电闪光效果，在试验电压逐步上升过程中，电晕声出现并逐步增大，当试验电压超过由老师设置的最大允许电压时，教师机向装置模拟发出放电声音及闪光信号，模拟变压器因过电压发生放电现象；

实施例3 介质损耗试验

1、打开教师机和仿真变压器和介质损耗测试仪的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和介质损耗测试仪分别连接；

2、老师向学员下达试验任务，学员根据试验任务选择介质损耗测试仪并按照标准进行接线，介质损耗试验包括正接线和反接线，学员应根据不同的需要选择接线方式；

3、仿真变压器和介质损耗测试仪通过学员连接的试验接线进行通讯，用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，并将接线数据传输至教师机，并在教师机上以接线图的形式显示出来；

4、在介质损耗测试仪、仿真变压器未接地以及试验线接错等接线错误情况下，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和介质损耗测试仪，此时学员不能继续进行试验；

5、如果接线正确，学员即可开始试验，首先设置介质损耗测试仪，光标移动键↑↓←→：在菜单选择状态下，用于移动光标选择所需菜单项，“启动/停止”键：在菜单选择及测量状态下，用于取消当前操作，回到上级菜单。在参数输入状态下，用于取消当前输入位，直至退出输入状态。

6、打开电源后进入主菜单，接线方式可以选择正接线和反接线，标准可以选择内高压或外高压，当选择内高压时，电容量范围为3pF～60000pF/10kV或60pF～1.2μF/0.5kV，设定电压范围为0.5～10kV，最大输出电流为200mA，升降压方式为连续平滑调节，电压精度为±(1.5%×读数+10V)，电压分辨率为1V。当实施外高压时，电容量范围为3pF～1.5μF/10kV或60pF～30μF/0.5kV，正接线时最大试验电流5A / 40~70Hz，反接线时最大试验电流5A / 40~70Hz / 10kV。

7、教师机会向介质损耗测试仪发出一组试验数据，显示在介质损耗测试仪的显示屏上，如果教师机不发送试验数据指令的情况下，由介质损耗测试仪数据库为学员提供试验数据；

8、学员根据试验得出的数据对仿真变压器是否存在故障及故障的类型进行判断，并向老师进行汇报；

9、教师可通过教师机实时观察学员的接线和介质损耗测试仪的使用状态。

所述的教师机是整套仿真系统的控制中心，由培训教师管理和使用，它的主要功能如下：

1.控制仿真试验仪器显示的试验结果。教师机可以通过无线通信系统向仿真仪器发送试验结果数据，这些数据既可以从教师机内的存储的数据中选取，也可以由教师自定义输入。教师机内存储的数据包括各种典型试验结果，既包括正常数据，也包括各种典型故障数据。由此可以为学员设置各种试验情况，同时，作为补充，教师还可以向试验仪器发送自定义的数据，以此来模仿在现场新出现，未包含在典型数据库中的试验情况，进一步和试验现场相符合，丰富学员遇到试验结果。

2.监视学员对试验设备的操作情况和试验中的接线情况。试验仪器能够将显示画面实时上传至教师机，使授课教师能够实时监测到学员对仿真试验仪器的操作情况，即使发现错误及时给予纠正，仿真试验仪器和仿真变压器还能够检测并判断试验接线情况，并将接线情况发送到教师机，使授课教师实时了解学员的接线是否正确。

3.控制仿真变压器内部的声光模拟装置控制模块、发热异常模拟模块和有载分接开关控制模块的运行。教师机可以控制变压器对高压试验中出现一些电晕放电、变压器运行中的异常发热以及有载分接开关的切换进行模拟。由教师机向仿真变压器传送命令，由仿真变压器内部的相应模块具体执行。

所述仿真变压器是仿真被试设备，如图2、3所示，仿真变压器的外观和实际变压器相同，仿真变压器的内部结构如图2所示，没有铁芯和绕组，加装的模块包括：试验控制模块、接线检测模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块、无线通信模块和异常发热模拟模块。各个模块的作用如下：

1.试验控制模块：试验控制模块是整个仿真变压器的控制中心，由它对教师机的命令进行解析，然后控制各个模块具体执行；收集变压器内部各个模块的数据反馈给教师机。

2.接线检测模块：对试验接线进行检测，并将结果传送给试验控制控制模块。

3.声光模拟模块：采用闪光灯和扬声器模拟高压试验中电晕放电的声音和绝缘击穿时发出的闪光和爆炸声，创造出与实际现场相类似的试验氛围。

4.有载分接开关控制模块：控制有载分接开关的运行，控制有载分接开关接到具体哪一分接头；

5.无线通信模块：通过无线通信网络使仿真变压器的试验控制模块和教师机实现数据的实时交互，接收教师机下发的命令，反馈仿真变压器各部分的运行状态；

6.异常发热模拟模块：仿真变压器在套管等处预埋有电热丝，当电热丝运行时可以模拟变压器运行中出现的异常发热情况，用于在红外测温试验中模拟故障，异常发热模拟模块就控制着预埋电热丝的运行情况。

所述的仿真试验仪器无论从外观还是接线方式、操作面板、显示界面都与实际试验仪器相同。仿真试验仪器包括九种：

1．直流电阻测试仪；

2．绝缘电阻测试仪；

3．介质损耗测试仪；

4．有载分接开关测试仪；

5．变比测试仪；

6．绕组变形测试仪；

7．交流耐压测试仪；

8．直流高压发生器；

9．局部放电测试仪。

采用仿真试验仪器可以进行的仿真试验包括：

1.变压器绕组连同套管的直流电阻测量试验；

2.变压器绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量试验；

3.变压器绕组连同套管的介质损耗角正切值测量试验；

4.变压器有载分接开关试验；

5.变压器电压比、极性和接线组别测量试验；

6.变压器绕组变形试验；

7.变压器绕组连同套管的交流耐压试验；

8.变压器绕组连同套管的直流泄露电流测量试验；

9.变压器绕组连同套管的局部放电试验；

其中变压器绕组连同套管的直流电阻的测试是变压器试验中既简便又重要的一个试验项目。测试变压器绕组连同套管的直流电阻可以检查绕组内部导线接头的焊接、压接质量，引线与绕组接头的焊接质量，调压分接开关各分接位置及引线与套管的接触是否良好及分接开关实际位置与指示位置是否相符，并联支路连接是否正确，变压器载流部分有无断路、接触不良以及绕组有无匝间、层间短路现象，多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。

测量变压器绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数，是检查变压器整体绝缘状况最基本的方法。一般情况下，对绝缘整体受潮，部件表面受潮、脏污及贯穿性集中缺陷具有较高的灵敏度。

有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，因此有载分接开关的检测，越来越引起重视。在《电力设备交接和预防性试验规程》中，要求检查有载分接开关的动作顺序，测量切换时间等。变压器有载分接开关参数测试仪，主要用于测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等。

检测变压器电压比、极性、接线组别可以检查电力变压器绕组匝数比的正确性，检查分接开关的接线状况，确定变压器分接开关的指示位置与箱内分接开关实际位置的对应情况是否正确；检查三相变压器各电压等级绕组的联结方式是否与变压器铭牌相符，以及单相变压器的两个（或多个）绕组的感应电动势间的相位差是否正确；判断变压器是否可以并列运行。在变压器发生故障或吊芯后，通过变比测量判断绕组是否存在匝间断路短路的情况。

无线通信系统为整套教具中教师机和仿真试验仪器、仿真变压器的实时数据交互提供了支撑。教师机通过无线路由器和仿真试验仪器、仿真变压器组成了局域网，使整套教具实现了整体互联，整套系统成为一个信息共享的整体。

Claims (5)

1.一种变压器电气试验仿真教学系统，由教师机、仿真变压器、仿真试验仪器和无线数据通信系统组成；其特征在于具体步骤如下：1）打开教师机、仿真变压器和仿真试验仪器的无线通信模块，通过无线信号将教师机和仿真变压器和仿真试验仪器分别连接；

2）老师向学员下达试验任务，学员根据试验任务选择仿真试验仪器并按照标准进行接线；

3）仿真变压器和仿真试验仪器通过学员连接的试验接线进行通讯，用接线检测模块来检查学员的接线是否正确，将接线数据传输至教师机，并在教师机上以接线图的形式显示出来；

4）在仿真试验仪器、仿真变压器未接地以及试验线接错等接线错误情况下，接线检测模块可以检查出错误，并将错误反馈至教师机和仿真试验仪器，此时学员不能继续进行试验；

5）如果接线正确，学员即可开始试验，教师机会向仿真试验仪器发出一组试验数据，显示在仿真试验仪器的显示屏上，如果教师机不发送试验数据指令的情况下，由仿真试验仪器数据库为学员提供试验数据；

6）学员根据试验得出的数据对仿真变压器是否存在故障及故障的类型进行判断，并向老师进行汇报；

7）教师可通过教师机实时观察学员的接线和仿真试验仪器的使用状态；

8）如果对仿真变压器进行耐压试验，教师机会向仿真变压器中的声光模拟模块发送出控制信号，用于模拟高电压类试验项目过程中的电晕声音、放电声音及放电闪光效果，在试验电压逐步上升过程中，电晕声出现并逐步增大，当试验电压超过由老师设置的最大允许电压时，教师机向装置模拟发出放电声音及闪光信号，模拟变压器因过电压发生放电现象；

9）如果进行红外测温试验，由教师机控制异常发热模拟模块用来模拟局部发热情况，配合红外测温仪进行培训；

10）如果进行直流电阻测试或变压器变比测试时，需要使用有载分接开关控制模块配合。

2.根据权利要求1所述的一种变压器电气试验仿真教学系统，其特征在于所述教师机由培训教师管理和使用，能够控制仿真仪器显示试验结果，监视仿真试验仪器的试验参数设定值，监视仿真试验仪器和仿真变压器的接线情况，控制仿真变压器的声光模拟装置和异常发热模拟模块的运行。

3.根据权利要求1所述的一种变压器电气试验仿真教学系统，其特征在于所述仿真变压器，其主体为变压器箱体，在箱体的上盖的前端自左至右装有四个高压套管，后端自左至右装有三个低压套管和两个铁芯夹件引出端子，在变压器箱体上盖的右侧安装了有载分接开关；仿真变压器里面装有试验控制模块、接线检测模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块、无线通信模块和异常发热模拟模块；接线检测模块可以检查学员试验接线是否正确，如果不正确可以对学员进行提示并拒绝继续实验直至接线正确为止，接线状况信号可以传输给教师机并在教师机上以接线图的形式显示出来，学员接线正确或不正确均可在教师机上显示供指导教师参考；有载分接开关控制模块能够实现分接档位的切换，该模块配有控制面板，控制面板上有显示屏能够显示有载分接开关的状态信息，用控制面板能够控制有载分接开关实现变压器内的有载分接开关操作，并能通过模式选择功能来选择自动和手动、就地控制和远程控制，配合仿真试验仪器进行直流电阻试验、变压器变比试验等所有相关变压器高压电器试验，真实还原变压器的分接功能；

试验控制模块是试验的主系统，与教师机通过无线方式进行连接，与其它各模块通过有线方式连接，是仿真变压器电气试验中仿真变压器内各模块与教师机进行沟通的枢纽；同时也是与仿真试验仪器有线连接；

声光模拟模块是模拟在进行耐压试验时因过电压出现的闪光和声响；

无线通信模块是试验控制模块、声光模拟模块、有载分接开关控制模块和接线检测模块与教师机连接的支持系统；

异常发热模拟模块是在仿真变压器内根据真实设备发热状况设置的发热单元，可以模拟变压器在因接触不良、锈蚀、故障等原因导致的局部异常发热，可以配合红外测温仪进行状态检测的红外测温培训。

4.根据权利要求1所述的一种变压器电气试验仿真教学系统，其特征在于所述的仿真试验仪器，其操作面板的左侧装有电压、电流接线端子及接地端子，右侧是电源插头和电源开关，操作面板的中部装有一块液晶显示屏，在显示屏靠近操作人员侧安装了启动/停止、确认以及上、下、左、右等操作按钮；但是仿真试验仪器不会产生高压，只会发出12V的低压用于检测试验线路的连接情况，仿真试验仪器内装有无线数据通信模块，用于与教师机进行数据的实时交互，并且仿真试验仪器内置试验数据库，数据库包含合格数据和故障数据，在教师机不发送试验数据指令的情况下，由仿真试验仪器数据库为学员提供试验数据，所有仿真试验仪器外观和操作界面均与真实设备相同，仿真试验仪器包括九种：直流电阻测试仪；绝缘电阻测试仪；介质损耗测试仪；有载分接开关测试仪；变比测试仪；绕组变形测试仪；交流耐压测试仪；直流高压发生器和局部放电测试仪，可以开展相应的变压器电气试验项目的教学培训。

5.根据权利要求1所述的一种变压器电气试验仿真教学系统，其特征在于所述的无线数据通信系统由仿真变压器中的无线通信模块、仿真试验仪器中的无线通信模块、无线路由器以及教师机组成的无线通信网络，借助这一网络教师机实时接收仿真变压器和仿真试验仪器反馈的数据，并控制仿真试验仪器显示的试验结果数据和仿真变压器内各个仿真模块的运行。