CN108597291B - 一种配网线损仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配网线损仿真培训系统，包括模拟变压器以及用于控制模拟电压源输出供电的高压电源模拟装置，以及用于模拟农网居民用电情况的农网居民模拟实训装置，高压电源模拟装置的进线端连接模拟电压源，高压电源模拟装置的出线端与模拟变压器的进线端之间设有用于监测整个系统的用电量情况的高压计量模拟实训装置以及用于控制模拟出多种电缆线损故障的线损模拟实训装置，模拟变压器的出线端与农网居民模拟实训装置之间设有无功补偿模拟实训装置以及用于监测农网居民用户群的用电量情况的集中计量模拟实训装置。整个系统功能完善，可以从变压器出线到用户整个低压系统线路中存在的各类问题进行分类实训展现。

Description

一种配网线损仿真培训系统

技术领域

本发明涉及一种电力行业培训用系统，特别涉及一种配网线损仿真培训系统。

背景技术

传统的农网营销技术实训室实训设施硬件设备老旧、数量也极为有限和生产现场设备已无法兼容。急需通过技术改造提升培训及考核效率，且培训科目种类不齐，老旧的培训设备除了无法满足当前的岗位技能培训需求，且故障率高，安全性降低，提高了风险，可靠性低,均无法实现目前对农网培训要求。且传统的配网线损仿真培训系统功能不完善，实训室缺乏针对农网低压配电系统相关技术的培训设备，如供电所异常台区线损模拟仿真培训、低压台区三级漏电故障设置与排查实训、低压配电故障排查实训的技能培训设备，无法将低压系统从变压器出线到用户整个低压系统线路中存在的各类问题进行分类实训展现，无法针对农村供电所常见及急需解决的异常台区线损分析和三级漏保运维进行实训，学生缺乏系统了解及学习低压配变台区线损管理及漏电保护等新技术更新的机会。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种配网线损仿真培训系统，其整个系统能有效给学员们分类展现模拟出从高压系统到变压器，以及变压器出线到农网居民用户整个低压系统线路中存在的多类问题，整个系统功能更完善。

本发明的目的是这样实现的：一种配网线损仿真培训系统，包括模拟变压器以及设置在模拟变压器进线侧并用于控制模拟电压源输出供电的高压电源模拟装置，以及设置在模拟变压器出线侧并用于模拟农网居民用电情况的农网居民模拟实训装置，所述高压电源模拟装置的进线端连接模拟电压源，所述高压电源模拟装置的出线端与模拟变压器的进线端之间设有用于监测整个系统的用电量情况的高压计量模拟实训装置以及用于控制模拟出多种电缆线损故障的线损模拟实训装置，所述模拟变压器的出线端与农网居民模拟实训装置之间设有无功补偿模拟实训装置以及用于监测农网居民用户群的用电量情况的集中计量模拟实训装置。

所述高压电源模拟装置、双授权系统装置、安措装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置、农网居民模拟实训装置、集中计量模拟实训装置、高压计量模拟实训装置均与计算机连接，所述高压计量模拟实训装置用于将采集的整个系统的用电量情况传递给计算机，所述集中计量模拟实训装置用于将采集的农网居民用户群的用电量情况传递给计算机，所述农网居民模拟实训装置用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机，所述计算机还用于分别下发控制指令信号给高压电源模拟装置、双授权系统装置、安措装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置内的控制模块，通过高压电源模拟装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置内的控制模块分别控制各个控制开关的闭合或断开；所述控制开关采用继电器或接触器。计算机接收各电能表上传的用电量便于查看，且根据各电能表上传的用电量分析故障，如可以设置一种线损故障，然后通过总表和分表的读数来给学员们展示这种情况下造成的线损。

配网线损仿真培训系统还包括用于模拟各种接地电阻阻值的接地电阻模拟实训装置，所述接地电阻模拟实训装置包括多个并联的电阻，各电阻的一端用于与模拟变压器的接地端子PE连接，各电阻的另一端接地，每个电阻对应一个控制开关，各个电阻分别与对应的控制开关串联，通过控制开关控制各电阻接入模拟变压器的接地端子PE与地之间，所述控制开关与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制控制开关的通电或断电。

所述线损模拟实训装置包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上串联有控制开关KM1，所述控制开关KM1的两端并联有多条线损模拟支路，各线损模拟支路上分别设有用于模拟不同电缆线损故障的电缆线损实训模块，各线损模拟支路上还设有用于控制该线损模拟支路通断的控制开关；所述控制开关与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制控制开关的通电或断电；

所述电缆线损实训模块包括用于模拟电网规划不合理的第一电缆线损故障模拟单元以及用于模拟线路老化的第二电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟自然环境障碍的第三电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟房屋障碍的第四电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟违章窃电的第五电缆线损故障模拟单元，第一电缆线损故障模拟单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1、电阻R2、电阻R3分别串联在第一线损模拟支路的相线U、V、W上，第一线损模拟支路通过控制开关KM2控制其通断；

第二电缆线损故障模拟单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R6，电阻R4、电阻R5、电阻R6分别串联在第二线损模拟支路的相线U、V、W上，第二线损模拟支路通过控制开关KM3控制其通断；

第三电缆线损故障模拟单元包括电阻R7、电阻R8、电阻R9，电阻R7的一端与第三线损模拟支路的相线U连接，电阻R7另一端与第三线损模拟支路的相线V连接；电阻R8的一端与第三线损模拟支路的相线V连接，电阻R8另一端与第三线损模拟支路的相线W连接；电阻R9的一端与第三线损模拟支路的相线U连接，电阻R9另一端与第三线损模拟支路的相线W连接；第三电缆线损故障模拟单元还包括控制开关KA1、控制开关KA2、控制开关KA3，控制开关KA1与电阻R7串联，控制开关KA2与电阻R8串联，控制开关KA3与电阻R9串联；第三线损模拟支路通过控制开关KM4控制其通断；

第四电缆线损故障模拟单元包括电阻R10、电阻R11、电阻R12，电阻R10的一端与第四线损模拟支路的相线U连接，电阻R10另一端与第四线损模拟支路的相线V连接；电阻R11的一端与第四线损模拟支路的相线V连接，电阻R11另一端与第四线损模拟支路的相线W连接；电阻R12的一端与第四线损模拟支路的相线U连接，电阻R12另一端与第四线损模拟支路的相线W连接；第四电缆线损故障模拟单元还包括控制开关KA4、控制开关KA5、控制开关KA6，控制开关KA4与电阻R10串联，控制开关KA5与电阻R11串联，控制开关KA6与电阻R12串联；第四线损模拟支路通过控制开关KM5控制其通断；

第五电缆线损故障模拟单元包括三相负载R13，所述三相负载R13分别与第五线损模拟支路的相线U、V、W连接，第五线损模拟支路通过串联的控制开关KM6和控制开关KM7控制其通断，所述三相负载R13设置在控制开关KM6与控制开关KM7之间。

所述高压计量模拟实训装置的进线端与高压电源模拟装置的出线端连接，高压计量模拟实训装置的出线端与线损模拟实训装置的进线端连接，所述线损模拟实训装置的出线端与模拟变压器的进线端连接；所述高压计量模拟实训装置包括第一电能表、进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述第一电能表采用相应的测量接线方式与高压计量模拟实训装置的模拟电力输送线路连接，用于检测整个系统的用电量情况；所述第一电能表用于将检测的整个系统的用电量情况传递给计算机；所述第一电能表为三相三线表，采用三相三线经TA、TV接入式接入高压计量模拟实训装置的模拟电力输送线路；

所述无功补偿模拟实训装置位于模拟变压器的出线端，集中计量模拟实训装置位于无功补偿模拟实训装置的出线端与农网居民模拟实训装置之间；所述集中计量模拟实训装置包括第二电能表、进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述第二电能表采用相应的测量接线方式与集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路连接，用于检测农网居民用户群的用电量情况；所述第二电能表用于将采集的农网居民用户群的用电量传递给计算机；所述第二电能表为三相四线表，采用三相四线经TA接入式接入集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路；所述集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路上串联有二级漏电保护器；所述集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路的各相线上分别串联有空气开关；所述第二电能表与集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路或/和互感器二次侧之间设有二次侧阻抗变换故障模拟实训电路；所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制二次侧阻抗变换故障模拟实训电路的控制开关的闭合或断开，控制二次侧阻抗进行变换；所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路设置在电度表接线盒内，所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路包括第一控制开关和第二控制开关，电度表接线盒的各个进线端与对应的出线端之间分别设置有并联的由第一控制开关和第二控制开关分别控制通断的两条线路，其中一条线路上串联有电阻；

所述农网居民模拟实训装置包括进线端接线端子以及至少一个单相表，所述单相表的进线端与进线端接线端子连接，所述单相表的出线端设有至少一个负载，所述负载通过漏电保护器或空气开关控制；所述进线端接线端子与负载之间设有三级漏电保护器；各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机；所述进线端接线端子与负载之间的线路上设有用户用电线损实训模块，所述用户用电线损实训模块包括用于模拟用户违章用电的第一用户用电线损故障模拟单元，以及用于模拟用户违章窃电的第二用户用电线损故障模拟单元，以及用于模拟用户输电线漏电的第三用户用电线损故障模拟单元；所述第一用户用电线损故障模拟单元包括用户违章用电故障模拟负载，所述用户违章用电故障模拟负载的两端经控制开关（继电器或接触器）或漏电保护器或空气开关分别与零线、火线连接；所述第二用户用电线损故障模拟单元包括用户违章窃电故障模拟负载，所述用户违章窃电故障模拟负载的两端经控制开关（继电器或接触器）或漏电保护器或空气开关分别与零线、火线连接，所述第三用户用电线损故障模拟单元包括多个控制开关，控制开关KA2串联在火线或/和零线上，用于分别控制负载与进线端接线端子之间的火线或/和零线的通电或断电，控制开关KA1与电阻Ｒ1串联后与串联在火线上的控制开关KA2并联；控制开关KA3与电阻Ｒ2串联后与串联在零线上控制开关KA2并联，用于模拟负载与进线端接线端子之间的用户输电线漏电故障；

所述集中计量模拟实训装置还设有集中器，所述第二电能表与集中器连接，所述集中器与计算机连接，所述第二电能表用于将采集的农网居民用户群的用电量经集中器传递给计算机；所述农网居民模拟实训装置还设有采集器，各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给采集器，通过采集器将各农网居民用户的用电量直接传递给计算机或经集中器传递给计算机。

所述高压电源模拟装置包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上沿进线端到出线端方向依次串联有空气开关QS1、一级漏电保护器QF1、隔离变压器TM1，位于隔离变压器TM1出线端的模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N上分别设有交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6，交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈一端分别经中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6与交流接触器的供电电源一端连接，交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈另一端均与交流接触器的供电电源另一端连接。位于隔离变压器TM1出线端的模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N上分别设有热继电器FR1、FR2、FR3、FR4，热继电器FR1的常闭触点与交流接触器KM3的线圈串联，热继电器FR2的常闭触点与交流接触器KM4的线圈串联，热继电器FR3的常闭触点与交流接触器KM5的线圈串联，热继电器FR4的常闭触点分别与交流接触器KM6的线圈串联；中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈与控制模块连接，控制模块用于控制中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈的通电或断电；所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈的通电或断电；交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的常开触点与控制模块连接，用于将模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N的通断状态发送给控制模块，通过控制模块上传给计算机；交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈与交流接触器的供电电源之间设有急停按钮；高压电源模拟装置还包括三相电压表PV1，三相电压表PV1的一端分别与模拟电力输送线路的相线U、V、W连接，三相电压表PV1的另一端均与模拟电力输送线路的零线连接；

所述高压电源模拟装置还包括安全指示灯HL1、预备指示灯HL2、运行指示灯HL3，安全指示灯HL1的一端经中间继电器KA1的常闭触点与空气开关QS1进线端的模拟电力输送线路的相线U连接，安全指示灯HL1的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接，中间继电器KA1的线圈的一端与空气开关QS1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，中间继电器KA1的线圈的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接；预备指示灯HL2的一端经中间继电器KA2的常闭触点与漏电保护器QF1进线端的模拟电力输送线路的相线U连接，预备指示灯HL2的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接，中间继电器KA2的线圈的一端与漏电保护器QF1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，中间继电器KA2的线圈的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接；运行指示灯HL3的一端与漏电保护器QF1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，运行指示灯HL3的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接。

所述模拟变压器包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上串联有控制开关；所述模拟变压器内还设有变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块中的一种或多种；所述控制开关、变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制模拟电力输送线路上串联的控制开关以及变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块中控制开关的通电或断电；变压器容量测试用实训模块用于模拟多种模拟变压器容量，改变容量大小让其与负荷不匹配，用于模拟变压器端线损故障；

所述模拟变压器的进线端设有安措装置，所述安措装置包括控制模块与跌落保险模块，所述跌落保险模块设置在模拟变压器的进线端，所述跌落保险模块内的传感器开关与控制模块连接，用于检测跌落保险的关断状态；所述控制模块与计算机连接，用于将检测到的跌落保险的关断状态传递给计算机。

所述无功补偿模拟实训装置包括无功补偿器、补偿电容器、投切接触器、进线接线端子、出线接线端子以及连接在进线接线端子与出线接线端子之间的模拟电力输送线路，所述补偿电容器通过投切接触器与模拟电力输送线路连接，形成补偿电路；所述无功补偿器的电流采样接入端IS1、IS2分别与模拟电力输送线路的相线上设有的电流互感器TA1连接，所述无功补偿器的电压采样接入端US、US1、US2分别与模拟电力输送线路的相线U、V、W连接，所述无功补偿器的输出端与投切接触器连接，用于控制投切接触器线圈的通电或断电；所述无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧之间设有电流互感器线损实训模块，所述电流互感器线损实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制电流互感器线损实训模块的控制开关的闭合或断开，控制电流互感器二次侧线损变化后导致无功补偿器的功率因数变化；电流互感器线损实训模块包括至少一个电阻和控制开关，每个电阻对应一个控制开关，各电阻与对应的控制开关串联后并联在无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧连接的线路上；所述无功补偿器的电压采样接入端与模拟电力输送线路之间设有电压采样相序实训模块，所述电压采样相序实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制电压采样相序实训模块的控制开关的闭合或断开，控制无功补偿器电压采样相序变化；所述电压采样相序实训模块包括继电器KA4、KA5、KA6，无功补偿器的接线端子US与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA4的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA4的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA4的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA4的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线W连接，继电器KA5的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA5的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA5的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA5的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线V连接，继电器KA6的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA6的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线W连接，继电器KA6的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA6的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线V连接；

所述投切接触器的线圈一端与无功补偿器的输出端连接，投切接触器的线圈另一端通过投切接触器线圈实训模块与模拟电力输送线路的相线、零线连接，所述投切接触器线圈实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制投切接触器线圈实训模块的控制开关的闭合或断开，控制投切接触器线圈连接相线或零线；所述无功补偿模拟实训装置还设有采样CT安装位置实训模块，所述采样CT安装位置实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制采样CT安装位置实训模块的控制开关的闭合或断开，控制电流互感器安装在补偿电路前或安装在补偿电路后；所述采样CT安装位置实训模块包括控制开关KM1、KM2、KM3、KM4，所述控制开关KM1、KM4串联在无功补偿模拟实训装置的模拟电力输送线路上，电流互感器、补偿电路位于控制开关KM1与控制开关KM4之间，控制开关KM1位于进线接线端子与电流互感器之间，控制开关KM4位于出线接线端子与补偿电路之间，控制开关KM2的一端与控制开关KM1连接进线接线端子的一端连接，控制开关KM2的另一端与控制开关KM4连接补偿电路的一端连接，控制开关KM3的一端与控制开关KM4连接出线接线端子的一端连接，控制开关KM3的另一端与控制开关KM4靠近电流互感器的一端连接。

所述高压电源模拟装置的进线端与模拟电压源之间设有双授权装置；所述集中计量模拟实训装置与农网居民模拟实训装置之间设有双授权装置；所述双授权装置设有电源转换器、控制模块、请求输入装置、提示装置，以及用于与供电电源连接的电源输入接口和用于与高压电源模拟装置进线端连接的电源输出接口，所述电源输入接口与电源输出接口之间的模拟电力输送线路上串联有第一电源控制开关、第二电源控制开关，所述第一电源控制开关位于电源输入接口与第二电源控制开关之间；所述电源转换器用于为控制模块提供电源；所述请求输入装置用于采集操作人员的上电请求、断电请求，并传递给控制模块；所述控制模块用于分别发送请求上电、断电信号给第一管理平台、第二管理平台，所述第一管理平台用于接收双授权管理装置上传的请求上电、断电信号，并下发授权上电、断电指令给双授权管理装置的控制模块，所述控制模块用于接收第一管理平台下发的授权上电、断电指令，控制第一电源控制开关闭合、断开，并通过提示装置提醒；所述第二管理平台用于接收双授权管理装置上传的请求上电、断电信号，并下发授权上电、断电指令给双授权管理装置的控制模块，所述控制模块用于接收第二管理平台下发的授权上电、断电指令，控制第二电源控制开关闭合、断开，并通过提示装置提醒。

将从模拟变压器出线到农网居民模拟实训装置之间的线路定义为低压系统，所述配网线损仿真培训系统包括一个高压电源模拟装置、一个高压计量模拟实训装置和多台模拟变压器、多个线损模拟实训装置以及多个分别连接在各个模拟变压器出线端的低压系统，多台模拟变压器的进线端分别与多个线损模拟实训装置的出线端一一对应连接，多个线损模拟实训装置串联或并联。多个线损模拟实训装置并联时，多个线损模拟实训装置的进线端均与高压计量模拟实训装置的出线端连接；多个线损模拟实训装置串联时，多个线损模拟实训装置与高压计量模拟实训装置串联。

采用上述方案，使本发明具有以下优点：本发明首先利用高压电源模拟柜用380Ｖ电压模拟出10KV电压，接着通过高压计量模拟实训装置来检测整个系统的用电量情况，然后利用线损模拟实训装置来控制模拟出整个系统比较常见的几种致使线损的情况，再接着10KV模拟输电线通过模拟变压器并配备无功补偿器再进入到各个农网居民用户。整个系统能有效给学员们分类展现模拟出从高压系统到变压器，以及变压器出线到农网居民用户整个低压系统线路中存在的各类问题，整个系统功能完善，可以将低压系统从变压器出线到用户整个低压系统线路中存在的各类问题进行分类实训展现，可以针对农村供电所常见及急需解决的异常台区线损分析和三级漏保运维进行实训。

本系统具有如下功能：

①线损模拟装置各种线损模拟现象及后果观察分析实训；

②模拟变压器测试（变压器容量测试、变压器绝缘测试、变压器变比测试）培训；

③无功补偿检修培训；

④接地电阻装置各种阻值连接现象及后果观察分析实训；

⑤装表接电标准化作业流程培训；

⑥各种抄表系统知识培训；

⑦三级漏电保护操作技能（接线）培训。

且本发明的整个系统分为一级漏电保护，二级漏电保护，三级漏电保护，一级漏电保护器为三相四线式，二级和三级漏电保护器为单项式，一级漏电保护器保护整个台区电路的通断，二级漏电保护器有多个，分别保护多个农网居民用户群，每个农网居民群又有多家农网居民用户，并分别由多个三级漏电保护器进行保护。本发明设置一级漏电保护器可控制及保护整个台区；设置一个二级漏电保护器可控制及保护多家农业居民用户；设置一个三级漏电保护器可控制及保护1家农业居民用户，安全性高。

本系统含模拟变压器、无功补偿实训JP柜、分支线路、各种电器等，系统场境模拟要与现场一致，各类常见故障10种以上，可以对农网居民用户低电压的实时监测，以及制定负荷高峰时段低电压监测管理，及时发现台区低电压农网居民用户。模拟变压器可进行安措设置，接地电阻阻值设置。模拟变压器可进行容量测试、绝缘测试、变比测试、通断测试。无功补偿实训JP柜可进行采样CT安装位置实训、电压采样相序实训、投切接触器线圈实训、电流互感器线损实训。集中计量模拟实训柜：一台实训柜可实时监测农网居民用户群（9户农网居民用户）的用电情况；农网居民计量模拟实训柜：一台实训柜可实时监测3户农网居民用户的用电情况。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的配网线损仿真培训系统的电路原理框图；

图2为本发明的高压电源模拟装置的主电路图；

图3为本发明的高压电源模拟装置的单片机控制电路图；

图4为本发明的高压计量模拟实训装置的电路图；

图5为本发明的线损模拟实训装置的电路图；

图6为本发明的模拟变压器的电路图；

图7为本发明的接地电阻模拟实训装置的电路图；

图8为本发明的无功补偿模拟实训装置的电路图；

图9为本发明的集中计量模拟实训装置的电路图；

图10为本发明的集中计量模拟实训装置的电度表接线盒的示意图；

图11为本发明的农网居民模拟实训装置的电路图；

图12为本发明的配网线损仿真培训系统的一个实施例的示意图；

图13为本发明的安措装置的电路图；

图14为本发明的双授权装置的电路图。

具体实施方式

参见图1至图14，一种配网线损仿真培训系统，包括模拟变压器以及设置在模拟变压器进线侧并用于控制模拟电压源输出供电的高压电源模拟装置，以及设置在模拟变压器出线侧并用于模拟农网居民用电情况的农网居民模拟实训装置，所述高压电源模拟装置的进线端连接模拟电压源，所述高压电源模拟装置的出线端与模拟变压器的进线端之间设有用于监测整个系统的用电量情况的高压计量模拟实训装置以及用于控制模拟出多种电缆线损故障的线损模拟实训装置，所述模拟变压器的出线端与农网居民模拟实训装置之间设有无功补偿模拟实训装置以及用于监测农网居民用户群的用电量情况的集中计量模拟实训装置。本实施例的模拟电压源采用380V电压，以380V来模拟10KV。

所述高压电源模拟装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、双授权控制装置、安措装置、无功补偿模拟实训装置、农网居民模拟实训装置、集中计量模拟实训装置、高压计量模拟实训装置均与计算机连接，所述高压计量模拟实训装置用于将采集的整个系统的用电量情况传递给计算机，所述集中计量模拟实训装置用于将采集的农网居民用户群的用电量情况传递给计算机，所述农网居民模拟实训装置用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机，所述计算机还用于分别下发控制指令信号给高压电源模拟装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置内的控制模块，通过高压电源模拟装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置内的控制模块分别控制各个控制开关的闭合或断开；所述控制开关采用继电器或接触器。高压电源模拟装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、双授权控制装置、安措装置、无功补偿模拟实训装置、集中计量模拟实训装置、农网居民模拟实训装置内分别设有控制模块。控制模块可以采用单片机或PLC等。

参见图7，本发明的配网线损仿真培训系统还包括用于模拟各种接地电阻阻值的接地电阻模拟实训装置，所述接地电阻模拟实训装置包括多个并联的电阻，各电阻的一端用于与模拟变压器的接地端子PE连接，各电阻的另一端接地，每个电阻对应一个控制开关，各个电阻分别与对应的控制开关串联，通过控制开关控制各电阻接入模拟变压器的接地端子PE与地之间，所述控制开关与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制控制开关的通电或断电。所述控制开关采用继电器或接触器。各电阻的一端均与模拟变压器的接地端子PE连接，各电阻的另一端分别经控制开关接地，或各电阻的一端分别经控制开关与模拟变压器的接地端子PE连接，各电阻的另一端均接地。本实施例接地电阻模拟实训装置设置有10个并联的电阻，分别为电阻R1至电阻R10，分别通过继电器KA1至继电器KA10控制接入电路。本发明利用计算机来控制接地电阻模拟实训装置使其模拟出不同接地电阻阻值，并通过测试仪器来检测出电气装置与“地”接触的良好程度。

参见图5，所述线损模拟实训装置包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路（主线路），所述模拟电力输送线路（主线路）上串联有控制开关KM1，所述控制开关KM1的两端并联有多条线损模拟支路，各线损模拟支路上分别设有用于模拟不同电缆线损故障的电缆线损故障模拟单元，各线损模拟支路上还设有用于控制该线损模拟支路通断的控制开关；所述控制开关与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制控制开关的通电或断电；

所述电缆线损故障模拟单元包括用于模拟电网规划不合理的第一电缆线损故障模拟单元以及用于模拟线路老化的第二电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟自然环境障碍的第三电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟房屋障碍的第四电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟违章窃电的第五电缆线损故障模拟单元，第一电缆线损故障模拟单元1包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1、电阻R2、电阻R3分别串联在第一线损模拟支路的相线U、V、W上，第一线损模拟支路通过控制开关KM2控制其通断；

第二电缆线损故障模拟单元2包括电阻R4、电阻R5、电阻R6，电阻R4、电阻R5、电阻R6分别串联在第二线损模拟支路的相线U、V、W上，第二线损模拟支路通过控制开关KM3控制其通断；

第三电缆线损故障模拟单元3包括电阻R7、电阻R8、电阻R9，电阻R7的一端与第三线损模拟支路的相线U连接，电阻R7另一端与第三线损模拟支路的相线V连接；电阻R8的一端与第三线损模拟支路的相线V连接，电阻R8另一端与第三线损模拟支路的相线W连接；电阻R9的一端与第三线损模拟支路的相线U连接，电阻R9另一端与第三线损模拟支路的相线W连接；优选地，第三电缆线损故障模拟单元还包括控制开关KA1、控制开关KA2、控制开关KA3，控制开关KA1与电阻R7串联，控制开关KA2与电阻R8串联，控制开关KA3与电阻R9串联；第三线损模拟支路通过控制开关KM4控制其通断；

第四电缆线损故障模拟单元4包括电阻R10、电阻R11、电阻R12，电阻R10的一端与第四线损模拟支路的相线U连接，电阻R10另一端与第四线损模拟支路的相线V连接；电阻R11的一端与第四线损模拟支路的相线V连接，电阻R11另一端与第四线损模拟支路的相线W连接；电阻R12的一端与第四线损模拟支路的相线U连接，电阻R12另一端与第四线损模拟支路的相线W连接；优选地，第四电缆线损故障模拟单元还包括控制开关KA4、控制开关KA5、控制开关KA6，控制开关KA4与电阻R10串联，控制开关KA5与电阻R11串联，控制开关KA6与电阻R12串联；第四线损模拟支路通过控制开关KM5控制其通断；

第五电缆线损故障模拟单元5包括三相负载R13，所述三相负载R13分别与第五线损模拟支路的相线U、V、W连接，第五线损模拟支路通过串联的控制开关KM6和控制开关KM7控制其通断，所述三相负载R13设置在控制开关KM6与控制开关KM7之间。

本实施例的5条线损模拟支路用于分别模拟5种致使线损的情况：

①电网规划不合理，电源原理负荷中心，长距离输电使损耗升高，或应线路布局不合理，近电远供，迂回供电，供电半径过长等原因使损耗升高；

②线路老化，缺陷严重，瓷件污秽等原因引起绝缘等级降低，阻抗、泄露增大，损耗升高；

③自然环境障碍，树支等障碍导致输电线短路而使损耗升高；

④房屋障碍，输电线错误的搭在了房屋上导致输电线短路而使损耗升高；

⑤用户违章窃电而引起的损耗。

所述高压计量模拟实训装置的进线端与高压电源模拟装置的出线端连接，高压计量模拟实训装置的出线端与线损模拟实训装置的进线端连接，所述线损模拟实训装置的出线端与模拟变压器的进线端连接；参见图4，所述高压计量模拟实训装置包括第一电能表、进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述第一电能表采用相应的测量接线方式与高压计量模拟实训装置的模拟电力输送线路连接，用于检测整个系统的用电量情况；所述第一电能表用于将检测的整个系统的用电量情况传递给计算机；所述第一电能表为三相三线表，可以采用三相三线经TA、TV接入式或三相三线经TA接入式等；优选地，第一电能表采用三相三线经TA、TV接入式。

所述无功补偿模拟实训装置位于模拟变压器的出线端，集中计量模拟实训装置位于无功补偿模拟实训装置的出线端与农网居民模拟实训装置之间；参见图9，所述集中计量模拟实训装置包括第二电能表、进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述第二电能表采用相应的测量接线方式接入集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路，用于检测农网居民用户群的用电量情况；所述第二电能表用于将采集的农网居民用户群的用电量传递给计算机；所述第二电能表为三相四线表，可以采用三相四线直接接入式或三相四线经TA接入式；优选地，第二电能表采用三相四线经TA接入式。所述集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路上串联有二级漏电保护器；所述集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路的各相线上分别串联有空气开关；

参见图10，所述第二电能表与集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路或/和互感器二次侧之间设有二次侧阻抗变换故障模拟实训电路；所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制二次侧阻抗变换故障模拟实训电路的控制开关的闭合或断开，控制二次侧阻抗进行变换；所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路设置在电度表接线盒内，所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路包括第一控制开关和第二控制开关，电度表接线盒的各个进线端与对应的出线端之间分别设置有并联的由第一控制开关和第二控制开关分别控制通断的两条线路，其中一条线路上串联有电阻。

参见图11，所述农网居民模拟实训装置包括进线端接线端子以及至少一个单相表，所述单相表的进线端与进线端接线端子连接，所述单相表的出线端设有至少一个负载，所述负载通过漏电保护器或空气开关控制；所述进线端接线端子与负载之间设有三级漏电保护器；各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机；所述进线端接线端子与负载之间的线路上设有用户用电线损实训模块，所述用户用电线损实训模块包括用于模拟用户违章用电的第一用户用电线损故障模拟单元6，以及用于模拟用户违章窃电的第二用户用电线损故障模拟单元7，以及用于模拟用户输电线漏电的第三用户用电线损故障模拟单元8；所述第一用户用电线损故障模拟单元6包括用户违章用电故障模拟负载，所述用户违章用电故障模拟负载的两端经控制开关（继电器或接触器）或漏电保护器或空气开关分别与零线、火线连接；所述第二用户用电线损故障模拟单元7包括用户违章窃电故障模拟负载，所述用户违章窃电故障模拟负载的两端经控制开关（继电器或接触器）或漏电保护器或空气开关分别与零线、火线连接，所述第三用户用电线损故障模拟单元8包括多个控制开关，控制开关KA2串联在火线或/和零线上，用于分别控制负载与进线端接线端子之间的火线或/和零线的通电或断电，控制开关KA1与电阻Ｒ1串联后与串联在火线上的控制开关KA2并联；控制开关KA3与电阻Ｒ2串联后与串联在零线上控制开关KA2并联，用于模拟负载与进线端接线端子之间的用户输电线漏电故障。

各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机，优选地，各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给采集器，通过采集器将各农网居民用户的用电量直接传递给计算机或经集中器传递给计算机；集中计量模拟实训装置还设有集中器，所述第二电能表与集中器连接，所述集中器与计算机连接，优选地，所述第二电能表用于将采集的农网居民用户群的用电量经集中器传递给计算机。

优选地，所述第一电能表通过RS485\USB转换器与计算机连接。电能表、控制模块与计算机都是利用RS485通讯线连接，所有最后连在计算机上时要用RS485\USB的转换器。

装表接电实训区分为两个实训柜，分别为集中计量模拟实训柜和农网居民模拟实训柜，本实施例农网居民模拟实训柜可模拟出3家农网居民用户用电情况，每家农网居民用户配备一个表计，实时监控居民用电量，第一家用户还配备了一个采集器，收集3家用户的用电量并发送给集中计量模拟实训柜，通过其里面的集中器和表计，最后通过RS485通讯传给计算机。集中计量模拟实训柜和农网居民计量模拟实训柜两台计量模拟实训柜仿真模拟220V计量柜布局形式，是为电力行业低压计量人员、用电检查人员进行技能培训和技术鉴定考核而设计的。可以模拟三相四线有功、无功电能表的现场常见各种接线方式。还可作为低压计量装置进行装表接电工作的接线工艺、导线选择、电表选择的试验计量培训装置。适合电力计量部门的职工培训或电力学校的学员进行仿真教学等。该计量培训装置是从事于低压用电有关人员进行职业技能培训、考核和职业技能鉴定的理想设备。

参见图3，所述高压电源模拟装置包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上沿进线端到出线端方向依次串联有空气开关QS1、一级漏电保护器QF1、隔离变压器TM1，位于隔离变压器TM1出线端的模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N上分别设有交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6，交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈一端分别经中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6与交流接触器的供电电源一端连接，交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈另一端均与交流接触器的供电电源另一端连接。位于隔离变压器TM1出线端的模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N上分别设有热继电器FR1、FR2、FR3、FR4，热继电器FR1的常闭触点与交流接触器KM3的线圈串联，热继电器FR2的常闭触点与交流接触器KM4的线圈串联，热继电器FR3的常闭触点与交流接触器KM5的线圈串联。热继电器FR4的常闭触点分别与交流接触器KM6的线圈串联。中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈与控制模块连接，控制模块用于控制中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈的通电或断电。所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈的通电或断电。交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的常开触点与控制模块连接，用于将模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N的通断状态发送给控制模块，通过控制模块上传给计算机。交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈与交流接触器的供电电源之间设有急停按钮。高压电源模拟装置还包括三相电压表PV1，三相电压表PV1的一端分别与模拟电力输送线路的相线U、V、W连接，三相电压表PV1的另一端均与模拟电力输送线路的零线连接。

所述高压电源模拟装置还包括安全指示灯HL1、预备指示灯HL2、运行指示灯HL3，安全指示灯HL1的一端经中间继电器KA1的常闭触点与空气开关QS1进线端的模拟电力输送线路的相线U连接，安全指示灯HL1的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接，中间继电器KA1的线圈的一端与空气开关QS1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，中间继电器KA1的线圈的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接；预备指示灯HL2的一端经中间继电器KA2的常闭触点与漏电保护器QF1进线端的模拟电力输送线路的相线U连接，预备指示灯HL2的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接，中间继电器KA2的线圈的一端与漏电保护器QF1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，中间继电器KA2的线圈的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接；运行指示灯HL3的一端与漏电保护器QF1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，运行指示灯HL3的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接。

参见图6，所述模拟变压器包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上串联有控制开关；优选地，该控制开关采用高压继电器KA1-3，比接触器的触点绝缘好些。所述模拟变压器内还设有变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块中的一种或多种。所述控制开关、变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制模拟电力输送线路上串联的控制开关以及变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块中控制开关的通电或断电。变压器容量测试用实训模块用于模拟多种模拟变压器容量，改变容量大小让其与负荷不匹配，用于模拟变压器端线损故障；

参见图13，所述模拟变压器的进线端设有安措装置，所述安措装置包括控制模块与跌落保险模块，所述跌落保险模块设置在模拟变压器的进线端，所述跌落保险模块内的传感器开关与控制模块连接，用于检测跌落保险的关断状态；所述控制模块与计算机连接，用于将检测到的跌落保险的关断状态传递给计算机。传感器开关SQ1-SQ3的一端与正极V1+连接， 另一端与控制模块的输入端连接。

变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块分别与申请号为201710459672.2 的发明专利公开的变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块结构相同。本发明的模拟变压器的结构可以与申请号为201710459672.2 的发明专利公开的模拟变压器实训装置的结构相同，也可以作小的修改，如去掉进线端接线端子与出线端接线端子之间串联的通电试验用变压器。

参见图8，所述无功补偿模拟实训装置包括无功补偿器、补偿电容器、投切接触器、进线接线端子、出线接线端子以及连接在进线接线端子与出线接线端子之间的模拟电力输送线路，所述补偿电容器通过投切接触器与模拟电力输送线路连接，形成补偿电路；所述无功补偿器的电流采样接入端IS1、IS2分别与模拟电力输送线路的相线Ｕ上设有的电流互感器TA1连接，所述无功补偿器的电压采样接入端US、US1、US2分别与模拟电力输送线路的相线U、V、W连接，所述无功补偿器的输出端与投切接触器连接，用于控制投切接触器线圈的通电或断电；所述无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧之间设有电流互感器线损实训模块，所述电流互感器线损实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制电流互感器线损实训模块的控制开关的闭合或断开，控制电流互感器线损故障设置，电流互感器二次侧线损变化后导致无功补偿器的功率因数变化。电流互感器线损实训模块包括至少一个电阻和控制开关，每个电阻对应一个控制开关，各电阻与对应的控制开关串联后并联在无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧连接的线路上。本实施例电流互感器线损实训模块电阻R1、电阻R2、电阻R3、控制开关KA1、控制开关KA2、控制开关KA3，电阻R1与控制开关KA1串联后并联在无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧连接的线路上；电阻R2与控制开关KA2串联后并联在无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧连接的线路上；电阻R3与控制开关KA3串联后并联在无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧连接的线路上。当控制开关KA1、KA2、KA3中的任一开关闭合时，功率因数都会增加，增加多少根据实际需要设置电阻R1、R2、R3的阻值。

所述无功补偿器的电压采样接入端与模拟电力输送线路之间设有电压采样相序实训模块，所述电压采样相序实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制电压采样相序实训模块的控制开关的闭合或断开，控制无功补偿器电压采样相序变化。所述电压采样相序实训模块包括继电器KA4、KA5、KA6，无功补偿器的接线端子US与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA4的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA4的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA4的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA4的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线W连接，继电器KA5的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA5的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA5的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA5的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线V连接，继电器KA6的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA6的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线W连接，继电器KA6的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA6的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线V连接。通过控制继电器KA4、KA5、KA6可以实现采样3种电压采样相序，如电压采样BC相、电压采样AB相以及电压采样AC相。

所述投切接触器的线圈一端与无功补偿器的输出端连接，投切接触器的线圈另一端通过投切接触器线圈实训模块与模拟电力输送线路的相线、零线连接，所述投切接触器线圈实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制投切接触器线圈实训模块的控制开关的闭合或断开，控制投切接触器线圈连接相线或零线。本实施例投切接触器线圈实训模块包括控制开关KA9、KA10，控制开关KA9、KA10的一端与投切接触器线圈一端连接，投切接触器线圈另一端与无功补偿器的输出端连接。控制开关KA9的另一端与零线连接，控制开关KA10的另一端与相线连接。控制开关KA10为常开触点，KA10与KA11串联，KA9、KA11为常闭触点。

所述无功补偿模拟实训装置还设有采样CT安装位置实训模块，所述采样CT安装位置实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制采样CT安装位置实训模块的控制开关的闭合或断开，控制电流互感器安装在补偿电路前或安装在补偿电路后。所述采样CT安装位置实训模块包括控制开关KM1、KM2、KM3、KM4，所述控制开关KM1、KM4串联在无功补偿模拟实训装置的模拟电力输送线路上，电流互感器、补偿电路位于控制开关KM1与控制开关KM4之间，控制开关KM1位于进线接线端子与电流互感器之间，控制开关KM4位于出线接线端子与补偿电路之间，控制开关KM2的一端与控制开关KM1连接进线接线端子的一端连接，控制开关KM2的另一端与控制开关KM4连接补偿电路的一端连接，控制开关KM3的一端与控制开关KM4连接出线接线端子的一端连接，控制开关KM3的另一端与控制开关KM4靠近电流互感器的一端连接。当开启KM1和KM4后，电流互感器位于在补偿电路前；开启KM2和KM3后电流互感器位于补偿电路后；这两组控制同时只能开启一组。当然，采样CT安装位置实训模块还可以在补偿电路的前后两端均设置电流互感器，通过控制开关控制接入，如申请号为201510077331.X的发明专利公开的结构，只是不必在相线U、V、W上都设置电流互感器，而只在相线U上设置。

优选地，所述高压电源模拟装置的进线端与模拟电压源之间设有双授权装置；所述集中计量模拟实训装置与农网居民模拟实训装置之间设有双授权装置；所述双授权装置设有电源转换器、控制模块、请求输入装置、提示装置，以及用于与供电电源连接的电源输入接口和用于与高压电源模拟装置进线端连接的电源输出接口，所述电源输入接口与电源输出接口之间的模拟电力输送线路上串联有第一电源控制开关、第二电源控制开关，所述第一电源控制开关位于电源输入接口与第二电源控制开关之间；所述电源转换器用于为控制模块提供电源；所述请求输入装置用于采集操作人员的上电请求、断电请求，并传递给控制模块；所述控制模块用于分别发送请求上电、断电信号给第一管理平台、第二管理平台，所述第一管理平台用于接收双授权管理装置上传的请求上电、断电信号，并下发授权上电、断电指令给双授权管理装置的控制模块，所述控制模块用于接收第一管理平台下发的授权上电、断电指令，控制第一电源控制开关闭合、断开，并通过提示装置提醒；所述第二管理平台用于接收双授权管理装置上传的请求上电、断电信号，并下发授权上电、断电指令给双授权管理装置的控制模块，所述控制模块用于接收第二管理平台下发的授权上电、断电指令，控制第二电源控制开关闭合、断开，并通过提示装置提醒。本发明的双授权装置与申请号为201710392178.9的发明专利公开的双授权管理装置的结构相同。

参见图12，将从模拟变压器出线到农网居民模拟实训装置之间的线路定义为低压系统，所述配网线损仿真培训系统包括一个高压电源模拟装置、一个高压计量模拟实训装置和多台模拟变压器、多个线损模拟实训装置以及多个分别连接在各个模拟变压器出线端的低压系统，多台模拟变压器的进线端分别与多个线损模拟实训装置的出线端一一对应连接，多个线损模拟实训装置串联或并联。多个线损模拟实训装置并联时，多个线损模拟实训装置的进线端均与高压计量模拟实训装置的出线端连接；多个线损模拟实训装置串联时，多个线损模拟实训装置与高压计量模拟实训装置串联。本实施例的线损模拟实训装置设置为4个，高压计量模拟实训装置的出线端与第一个线损模拟实训装置的进线端连接，第一个线损模拟实训装置的出线端与第二个线损模拟实训装置的进线端连接，第二个线损模拟实训装置的出线端与第三个线损模拟实训装置的进线端连接，第三个线损模拟实训装置的出线端与第四个线损模拟实训装置的进线端连接。

计算机能够对每一台设备进行故障设置，也能够解除故障设置，且能够同时对所有设备设置不同故障。

表1-主要技术参数表

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本实施例可以模拟出3种不同的负载，分别为冰箱、空调、电饭锅，通过4种不同的表计来进行抄表，4种表计分别为晓晨表计、东软表计、RS485通讯表计、载波+RS485通讯表计。在相同情况下，利用不同类型的表计来读取数据并进行对比。

本发明所有的通过控制模块控制的控制开关都可以为继电器或接触器，具体使用哪种根据实际需要设置。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种配网线损仿真培训系统，其特征在于：包括模拟变压器以及设置在模拟变压器进线侧并用于控制模拟电压源输出供电的高压电源模拟装置，以及设置在模拟变压器出线侧并用于模拟农网居民用电情况的农网居民模拟实训装置，所述高压电源模拟装置的进线端连接模拟电压源，所述高压电源模拟装置的出线端与模拟变压器的进线端之间设有用于监测整个系统的用电量情况的高压计量模拟实训装置以及用于控制模拟出多种电缆线损故障的线损模拟实训装置，所述模拟变压器的出线端与农网居民模拟实训装置之间设有无功补偿模拟实训装置以及用于监测农网居民用户群的用电量情况的集中计量模拟实训装置；

高压电源模拟装置、双授权系统装置、安措装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置、农网居民模拟实训装置、集中计量模拟实训装置、高压计量模拟实训装置均与计算机连接，所述高压计量模拟实训装置用于将采集的整个系统的用电量情况传递给计算机，所述集中计量模拟实训装置用于将采集的农网居民用户群的用电量情况传递给计算机，所述农网居民模拟实训装置用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机，所述计算机还用于分别下发控制指令信号给高压电源模拟装置、双授权系统装置、安措装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置内的控制模块，通过高压电源模拟装置、线损模拟实训装置、模拟变压器 、无功补偿模拟实训装置内的控制模块分别控制各个控制开关的闭合或断开；所述控制开关采用继电器或接触器；

所述线损模拟实训装置包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上串联有控制开关KM1，所述控制开关KM1的两端并联有多条线损模拟支路，各线损模拟支路上分别设有用于模拟不同电缆线损故障的电缆线损实训模块，各线损模拟支路上还设有用于控制该线损模拟支路通断的控制开关；所述控制开关与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制控制开关的通电或断电；

所述电缆线损实训模块包括用于模拟电网规划不合理的第一电缆线损故障模拟单元以及用于模拟线路老化的第二电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟自然环境障碍的第三电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟房屋障碍的第四电缆线损故障模拟单元，以及用于模拟违章窃电的第五电缆线损故障模拟单元；

所述高压计量模拟实训装置的进线端与高压电源模拟装置的出线端连接，高压计量模拟实训装置的出线端与线损模拟实训装置的进线端连接，所述线损模拟实训装置的出线端与模拟变压器的进线端连接；

所述无功补偿模拟实训装置位于模拟变压器的出线端，集中计量模拟实训装置位于无功补偿模拟实训装置的出线端与农网居民模拟实训装置之间；

所述高压电源模拟装置的进线端与模拟电压源之间设有双授权装置；所述集中计量模拟实训装置与农网居民模拟实训装置之间设有双授权装置。

2.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：还包括用于模拟各种接地电阻阻值的接地电阻模拟实训装置，所述接地电阻模拟实训装置包括多个并联的电阻，各电阻的一端用于与模拟变压器的接地端子PE连接，各电阻的另一端接地，每个电阻对应一个控制开关，各个电阻分别与对应的控制开关串联，通过控制开关控制各电阻接入模拟变压器的接地端子PE与地之间，所述控制开关与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制控制开关的通电或断电。

3.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：

所述第一电缆线损故障模拟单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1、电阻R2、电阻R3分别串联在第一线损模拟支路的相线U、V、W上，第一线损模拟支路通过控制开关KM2控制其通断；

第二电缆线损故障模拟单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R6，电阻R4、电阻R5、电阻R6分别串联在第二线损模拟支路的相线U、V、W上，第二线损模拟支路通过控制开关KM3控制其通断；

第三电缆线损故障模拟单元包括电阻R7、电阻R8、电阻R9，电阻R7的一端与第三线损模拟支路的相线U连接，电阻R7另一端与第三线损模拟支路的相线V连接；电阻R8的一端与第三线损模拟支路的相线V连接，电阻R8另一端与第三线损模拟支路的相线W连接；电阻R9的一端与第三线损模拟支路的相线U连接，电阻R9另一端与第三线损模拟支路的相线W连接；第三电缆线损故障模拟单元还包括控制开关KA1、控制开关KA2、控制开关KA3，控制开关KA1与电阻R7串联，控制开关KA2与电阻R8串联，控制开关KA3与电阻R9串联；第三线损模拟支路通过控制开关KM4控制其通断；

第四电缆线损故障模拟单元包括电阻R10、电阻R11、电阻R12，电阻R10的一端与第四线损模拟支路的相线U连接，电阻R10另一端与第四线损模拟支路的相线V连接；电阻R11的一端与第四线损模拟支路的相线V连接，电阻R11另一端与第四线损模拟支路的相线W连接；电阻R12的一端与第四线损模拟支路的相线U连接，电阻R12另一端与第四线损模拟支路的相线W连接；第四电缆线损故障模拟单元还包括控制开关KA4、控制开关KA5、控制开关KA6，控制开关KA4与电阻R10串联，控制开关KA5与电阻R11串联，控制开关KA6与电阻R12串联；第四线损模拟支路通过控制开关KM5控制其通断；

第五电缆线损故障模拟单元包括三相负载R13，所述三相负载R13分别与第五线损模拟支路的相线U、V、W连接，第五线损模拟支路通过串联的控制开关KM6和控制开关KM7控制其通断，所述三相负载R13设置在控制开关KM6与控制开关KM7之间。

4.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：所述高压计量模拟实训装置包括第一电能表、进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述第一电能表采用相应的测量接线方式与高压计量模拟实训装置的模拟电力输送线路连接，用于检测整个系统的用电量情况；所述第一电能表用于将检测的整个系统的用电量情况传递给计算机；所述第一电能表为三相三线表，采用三相三线经TA、TV接入式接入高压计量模拟实训装置的模拟电力输送线路；

所述集中计量模拟实训装置包括第二电能表、进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述第二电能表采用相应的测量接线方式与集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路连接，用于检测农网居民用户群的用电量情况；所述第二电能表用于将采集的农网居民用户群的用电量传递给计算机；所述第二电能表为三相四线表，采用三相四线经TA接入式接入集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路；所述集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路上串联有二级漏电保护器；所述集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路的各相线上分别串联有空气开关；所述第二电能表与集中计量模拟实训装置的模拟电力输送线路或/和互感器二次侧之间设有二次侧阻抗变换故障模拟实训电路；所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制二次侧阻抗变换故障模拟实训电路的控制开关的闭合或断开，控制二次侧阻抗进行变换；所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路设置在电度表接线盒内，所述二次侧阻抗变换故障模拟实训电路包括第一控制开关和第二控制开关，电度表接线盒的各个进线端与对应的出线端之间分别设置有并联的由第一控制开关和第二控制开关分别控制通断的两条线路，其中一条线路上串联有电阻；

所述农网居民模拟实训装置包括进线端接线端子以及至少一个单相表，所述单相表的进线端与进线端接线端子连接，所述单相表的出线端设有至少一个负载，所述负载通过漏电保护器或空气开关控制；所述进线端接线端子与负载之间设有三级漏电保护器；各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给计算机；所述进线端接线端子与负载之间的线路上设有用户用电线损实训模块，所述用户用电线损实训模块包括用于模拟用户违章用电的第一用户用电线损故障模拟单元，以及用于模拟用户违章窃电的第二用户用电线损故障模拟单元，以及用于模拟用户输电线漏电的第三用户用电线损故障模拟单元；所述第一用户用电线损故障模拟单元包括用户违章用电故障模拟负载，所述用户违章用电故障模拟负载的两端经控制开关或漏电保护器或空气开关分别与零线、火线连接；所述第二用户用电线损故障模拟单元包括用户违章窃电故障模拟负载，所述用户违章窃电故障模拟负载的两端经控制开关或漏电保护器或空气开关分别与零线、火线连接，所述第三用户用电线损故障模拟单元包括多个控制开关，控制开关KA2串联在火线或/和零线上，用于分别控制负载与进线端接线端子之间的火线或/和零线的通电或断电，控制开关KA1与电阻Ｒ1串联后与串联在火线上的控制开关KA2并联；控制开关KA3与电阻Ｒ2串联后与串联在零线上控制开关KA2并联，用于模拟负载与进线端接线端子之间的用户输电线漏电故障；

所述集中计量模拟实训装置还设有集中器，所述第二电能表与集中器连接，所述集中器与计算机连接，所述第二电能表用于将采集的农网居民用户群的用电量经集中器传递给计算机；所述农网居民模拟实训装置还设有采集器，各单相表用于将采集的农网居民用户的用电量传递给采集器，通过采集器将各农网居民用户的用电量直接传递给计算机或经集中器传递给计算机。

5.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：所述高压电源模拟装置包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上沿进线端到出线端方向依次串联有空气开关QS1、一级漏电保护器QF1、隔离变压器TM1，位于隔离变压器TM1出线端的模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N上分别设有交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6，交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈一端分别经中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6与交流接触器的供电电源一端连接，交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈另一端均与交流接触器的供电电源另一端连接；位于隔离变压器TM1出线端的模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N上分别设有热继电器FR1、FR2、FR3、FR4，热继电器FR1的常闭触点与交流接触器KM3的线圈串联，热继电器FR2的常闭触点与交流接触器KM4的线圈串联，热继电器FR3的常闭触点与交流接触器KM5的线圈串联，热继电器FR4的常闭触点分别与交流接触器KM6的线圈串联；中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈与控制模块连接，控制模块用于控制中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈的通电或断电；所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制中间继电器KA3、KA4、KA5、KA6的线圈的通电或断电；交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的常开触点与控制模块连接，用于将模拟电力输送线路的四条线路U、V、W、N的通断状态发送给控制模块，通过控制模块上传给计算机；交流接触器KM3、KM4、KM5、KM6的线圈与交流接触器的供电电源之间设有急停按钮；高压电源模拟装置还包括三相电压表PV1，三相电压表PV1的一端分别与模拟电力输送线路的相线U、V、W连接，三相电压表PV1的另一端均与模拟电力输送线路的零线连接；

所述高压电源模拟装置还包括安全指示灯HL1、预备指示灯HL2、运行指示灯HL3，安全指示灯HL1的一端经中间继电器KA1的常闭触点与空气开关QS1进线端的模拟电力输送线路的相线U连接，安全指示灯HL1的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接，中间继电器KA1的线圈的一端与空气开关QS1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，中间继电器KA1的线圈的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接；预备指示灯HL2的一端经中间继电器KA2的常闭触点与漏电保护器QF1进线端的模拟电力输送线路的相线U连接，预备指示灯HL2的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接，中间继电器KA2的线圈的一端与漏电保护器QF1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，中间继电器KA2的线圈的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接；运行指示灯HL3的一端与漏电保护器QF1出线端的模拟电力输送线路的相线U连接，运行指示灯HL3的另一端与模拟电力输送线路的零线N连接。

6.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：所述模拟变压器包括进线端接线端子、出线端接线端子以及连接在进线端接线端子与出线端接线端子之间的模拟电力输送线路，所述模拟电力输送线路上串联有控制开关；所述模拟变压器内还设有变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块中的一种或多种；所述控制开关、变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，并控制模拟电力输送线路上串联的控制开关以及变压器容量测试用实训模块、变压器绝缘电阻测试用实训模块、变压器损耗测试用实训模块、变压器变比测试用模块、变压器直流电阻测试用模块中控制开关的通电或断电；变压器容量测试用实训模块用于模拟多种模拟变压器容量，改变容量大小让其与负荷不匹配，用于模拟变压器端线损故障；

所述模拟变压器的进线端设有安措装置，所述安措装置包括控制模块与跌落保险模块，所述跌落保险模块设置在模拟变压器的进线端，所述跌落保险模块内的传感器开关与控制模块连接，用于检测跌落保险的关断状态；所述控制模块与计算机连接，用于将检测到的跌落保险的关断状态传递给计算机。

7.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：所述无功补偿模拟实训装置包括无功补偿器、补偿电容器、投切接触器、进线接线端子、出线接线端子以及连接在进线接线端子与出线接线端子之间的模拟电力输送线路，所述补偿电容器通过投切接触器与模拟电力输送线路连接，形成补偿电路；所述无功补偿器的电流采样接入端IS1、IS2分别与模拟电力输送线路的相线上设有的电流互感器TA1连接，所述无功补偿器的电压采样接入端US、US1、US2分别与模拟电力输送线路的相线U、V、W连接，所述无功补偿器的输出端与投切接触器连接，用于控制投切接触器线圈的通电或断电；所述无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧之间设有电流互感器线损实训模块，所述电流互感器线损实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制电流互感器线损实训模块的控制开关的闭合或断开，控制电流互感器二次侧线损变化后导致无功补偿器的功率因数变化；电流互感器线损实训模块包括至少一个电阻和控制开关，每个电阻对应一个控制开关，各电阻与对应的控制开关串联后并联在无功补偿器的电流采样接入端与电流互感器TA1的二次侧连接的线路上；所述无功补偿器的电压采样接入端与模拟电力输送线路之间设有电压采样相序实训模块，所述电压采样相序实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制电压采样相序实训模块的控制开关的闭合或断开，控制无功补偿器电压采样相序变化；所述电压采样相序实训模块包括继电器KA4、KA5、KA6，无功补偿器的接线端子US与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA4的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA4的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA4的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA4的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线W连接，继电器KA5的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA5的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线U连接，继电器KA5的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA5的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线V连接，继电器KA6的第一常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US2连接，继电器KA6的第一常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线W连接，继电器KA6的第二常开触点的一端与无功补偿器的接线端子US1连接，继电器KA6的第二常开触点的另一端与模拟电力输送线路的相线V连接；

所述投切接触器的线圈一端与无功补偿器的输出端连接，投切接触器的线圈另一端通过投切接触器线圈实训模块与模拟电力输送线路的相线、零线连接，所述投切接触器线圈实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制投切接触器线圈实训模块的控制开关的闭合或断开，控制投切接触器线圈连接相线或零线；所述无功补偿模拟实训装置还设有采样CT安装位置实训模块，所述采样CT安装位置实训模块与控制模块连接，所述控制模块与计算机连接，用于接收计算机的指令信号，控制采样CT安装位置实训模块的控制开关的闭合或断开，控制电流互感器安装在补偿电路前或安装在补偿电路后；所述采样CT安装位置实训模块包括控制开关KM1、KM2、KM3、KM4，所述控制开关KM1、KM4串联在无功补偿模拟实训装置的模拟电力输送线路上，电流互感器、补偿电路位于控制开关KM1与控制开关KM4之间，控制开关KM1位于进线接线端子与电流互感器之间，控制开关KM4位于出线接线端子与补偿电路之间，控制开关KM2的一端与控制开关KM1连接进线接线端子的一端连接，控制开关KM2的另一端与控制开关KM4连接补偿电路的一端连接，控制开关KM3的一端与控制开关KM4连接出线接线端子的一端连接，控制开关KM3的另一端与控制开关KM4靠近电流互感器的一端连接。

8.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：所述双授权装置设有电源转换器、控制模块、请求输入装置、提示装置，以及用于与供电电源连接的电源输入接口和用于与高压电源模拟装置进线端连接的电源输出接口，所述电源输入接口与电源输出接口之间的模拟电力输送线路上串联有第一电源控制开关、第二电源控制开关，所述第一电源控制开关位于电源输入接口与第二电源控制开关之间；所述电源转换器用于为控制模块提供电源；所述请求输入装置用于采集操作人员的上电请求、断电请求，并传递给控制模块；所述控制模块用于分别发送请求上电、断电信号给第一管理平台、第二管理平台，所述第一管理平台用于接收双授权管理装置上传的请求上电、断电信号，并下发授权上电、断电指令给双授权管理装置的控制模块，所述控制模块用于接收第一管理平台下发的授权上电、断电指令，控制第一电源控制开关闭合、断开，并通过提示装置提醒；所述第二管理平台用于接收双授权管理装置上传的请求上电、断电信号，并下发授权上电、断电指令给双授权管理装置的控制模块，所述控制模块用于接收第二管理平台下发的授权上电、断电指令，控制第二电源控制开关闭合、断开，并通过提示装置提醒。

9.根据权利要求1所述的配网线损仿真培训系统，其特征在于：将从模拟变压器出线到农网居民模拟实训装置之间的线路定义为低压系统，所述配网线损仿真培训系统包括一个高压电源模拟装置、一个高压计量模拟实训装置和多台模拟变压器、多个线损模拟实训装置以及多个分别连接在各个模拟变压器出线端的低压系统，多台模拟变压器的进线端分别与多个线损模拟实训装置的出线端一一对应连接，多个线损模拟实训装置串联或并联；多个线损模拟实训装置并联时，多个线损模拟实训装置的进线端均与高压计量模拟实训装置的出线端连接；多个线损模拟实训装置串联时，多个线损模拟实训装置与高压计量模拟实训装置串联。