CN109360475A - 一种环网柜模拟装置 - Google Patents

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陈永往
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李泽强
吴金灿
许小冬
吴友耿
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Abstract

本发明提供一种环网柜模拟装置，包括电气模拟单元、按键单元、控制单元、上位机、通信单元、告警单元和显示单元。本发明模拟环网柜内各类开关的动作以及对环网柜的远程控制，通过实际演示对操作人员的安全操作进行培训，有效提高培训效果。

Description

一种环网柜模拟装置
技术领域
本发明涉及一种环网柜模拟装置。
背景技术
由于环网柜具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点，使其在城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业配电站以及箱式变电站中的应用越来越广泛。为保障安全，对环网柜内断路器、负荷开关和接地开关的操作，需要符合电气“五防”规定，因此新员工入场前应进行对应的培训与演示，但若直接对环网柜进行操作，则会导致负荷供电中断，影响用户的正常使用，因此很难通过实际操作达到培训与演示的目的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种环网柜模拟装置，模拟环网柜内各类开关的动作以及对环网柜的远程控制，通过实际演示对操作人员的安全操作进行培训，有效提高培训效果。
本发明通过以下技术方案实现：
一种环网柜模拟装置，包括电气模拟单元、按键单元、控制单元、上位机、通信单元、告警单元和显示单元；
电气模拟单元包括由多个继电器模拟的进线间隔和馈线间隔，按键单元分别与各继电器连接以控制其动作；
控制单元分别与按键单元和告警单元连接、与电气模拟单元双向连接，用于采集按键单元的按键信息和各继电器的状态信息，并根据该按键信息和状态信息判断按键单元的按键动作是否符合电气五防规定，若是，控制单元控制该按键信息对应的继电器动作，否则，控制单元控制告警单元告警；
显示单元与控制单元连接以指示各继电器、进线间隔和馈线间隔的状态；
上位机通过通信单元与控制单元双向通信连接，以通过控制单元获取并存储按键单元的按键信息、各继电器的状态信息和动作信息，并向控制单元发送命令以控制各继电器动作。
进一步的，所述电气模拟单元还包括电源、母线和负载，所述多个继电器包括第一至第五继电器，第一至第三继电器模拟所述进线间隔，第四和第五继电器模拟所述馈线间隔，第一继电器分别与电源、第二和第三继电器连接，母线分别与第三、第五继电器连接，第五继电器还与第四继电器和负载连接，第一至第五继电器分别与所述控制单元连接。
进一步的，所述显示单元包括分别与控制单元连接的第一至第五LED灯组和LCD液晶屏，第一至第五LED灯组分别用于指示第一至第五继电器的状态，LCD液晶屏用于显示各继电器的状态信息和动作信息。
进一步的，所述电气模拟单元还包括间隔控制回路，间隔控制回路包括三极管和信号采集装置，三极管集电极接直流电源，所述按键单元与三极管基极连接以控制三极管导通或者断开，所述显示单元还包括第六LED灯和第七LED灯，第六LED灯连接在三极管集电极与基极之间，三极管发射极通过双工位开关与第七LED灯一端或者信号采集装置连接，第七LED灯另一端接地，双工位开关为第二继电器或者第四继电器，信号采集装置与控制单元连接，控制单元根据信号采集装置采集的信号控制所述告警单元告警。
进一步的，所述按键单元包括分别与第一至第五继电器连接的第一至第五按键和与所述三极管基极连接的第六按键。
进一步的，所述控制单元包括单片机、PLC或者MCU。
进一步的，所述告警单元包括分别与所述控制单元连接的语音模块和蜂鸣器。
进一步的，所述通信单元包括WiFi通信模块或者GSM通信模块。
进一步的，所述第一至第五继电器均具有辅助触点，所述控制单元与辅助触点连接以通过采集辅助触点的状态来获取对应继电器的状态信息。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过继电器模拟环网柜内部开关，按键单元则分别与各继电器连接，培训时，操作人员通过对按键单元进行操作来控制相应继电器的动作，控制单元则采集按键单元的按键信息、各继电器的状态信息，并根据该按键信息和状态信息判断按键单元的按键动作是否符合电气五防规定，若是，控制的安远控制该按键信息对应的继电器动作，否则，控制单元控制告警单元告警，如此能够通过实际演示对操作人员的安全操作进行培训；显示单元则用于指示各继电器、进线间隔和馈线间隔的状态，使操作人员直观地观察到环网柜内部情况；上位机通过通信单元与控制单元双向通信连接，使操作人员可模拟对环网柜的远程操作；本发明能够有效提高培训效果，使操作人员被培训后能够安全地操作实际环网柜。
2、电气模拟单元的第一继电器模拟进线负荷开关、第二继电器模拟进线接地开关、第三继电器模拟断路器、第五继电器模拟馈线负荷开关、第四继电器模拟馈线接地开关，且还设置了电源、母线和负载，更加贴合实际环网柜，从而能够进一步提高培训效果。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明电气模拟单元的原理框图。
图3为本发明间隔控制回路的原理图。
其中，1、电气模拟单元；11、电源；12、母线；13、负载；14、第一继电器；15、第二继电器；16、第三继电器；17、第四继电器；18、第五继电器；19、间隔控制回路；191、信号采集装置；110、双工位开关；2、按键单元；21、第一按键；22、第二按键；23、第三按键；24、第四按键；25、第五按键；26、第六按键；3、控制单元；4、上位机；5、通信单元；6、告警单元；61、语音模块；62、蜂鸣器；7、显示单元。
具体实施方式
如图1至图3所示，环网柜模拟装置包括电气模拟单元1、按键单元2、控制单元3、上位机4、通信单元5、告警单元6和显示单元7；电气模拟单元1包括由五个继电器模拟的进线间隔和馈线间隔，按键单元2分别与各继电器连接以控制其动作；控制单元3分别与按键单元2和告警单元6连接、与电气模拟单元1双向连接，用于采集按键单元2的按键信息、采集各继电器的状态信息，并根据该按键信息和状态信息判断按键单元2的按键动作是否符合电气五防规定，若是，控制单元3控制该按键信息对应的继电器动作，否则，控制单元3控制告警单元6告警；显示单元7与控制单元3连接以指示各继电器、进线间隔和馈线间隔的状态；上位机4通过通信单元5与控制单元3双向通信连接，以通过控制单元3获取并存储按键单元2的按键信息、各继电器的状态信息和动作信息，并向控制单元3发送命令以控制各继电器动作。上位机4向控制单元3发送命令以控制各继电器动作，能够实现对环网柜的远程控制。
电气模拟单元1还包括电源11、母线12、负载13和间隔控制回路19，五个继电器包括第一继电器14、第二继电器15、第三继电器16、第四继电器17和第五继电器18，第一继电器14模拟进线负荷开关、第二继电器15模拟进线接地开关、第三继电器16模拟断路器、第四继电器17模拟馈线接地开关、第五继电器18模拟馈线负荷开关，第一继电器14、第二继电器15、第三继电器16形成进线间隔，第四继电器17和第五继电器18形成馈线间隔，第一继电器14分别与电源11、第二继电器15和第三继电器16连接，母线12分别与第三继电器16、第五继电器18连接，第五继电器18还与第四继电器17和负载13连接，第一继电器14、第二继电器15、第三继电器16、第四继电器17和第五继电器18分别与控制单元3连接，具体的，各继电器均具有辅助触点，控制单元3与辅助触点连接以通过采集辅助触点的状态来获取对应继电器的状态信息，具体获取过程为现有技术。
显示单元7包括分别与控制单元3连接的第一至第五LED灯组、LCD液晶屏、第六LED灯D1和第七LED灯D2，第一至第五LED灯组分别用于指示第一继电器14、第二继电器15、第三继电器16、第四继电器17和第五继电器18的状态，具体的，第一至第五LED灯组均包括红色LED灯和绿色LED灯，红色LED灯在对应的继电器闭合时点亮，绿色LED灯在对应的继电器断开时点亮。LCD液晶屏用于显示各继电器的状态信息和动作信息。在本实施例中，控制单元3为单片机，单片机根据继电器状态控制相应的LED灯是否点亮为现有技术。
间隔控制回路19适用于进线间隔和馈线间隔，间隔控制回路19包括三极管Q和信号采集装置191，三极管Q集电极接5V直流电源，按键单元2还与三极管Q基极连接以控制三极管Q导通或者断开，第六LED灯D1连接在三极管Q集电极与基极之间，三极管Q发射极通过双工位开关110与第七LED灯D2一端或者信号采集装置191连接，第七LED灯D2另一端接地，双工位开关110为第二继电器15或者第四继电器17，信号采集装置191与控制单元3连接，控制单元3根据信号采集装置191采集的信号控制告警单元6告警。第二继电器15和第五继电器18均为双工位继电器。信号采集装置191为现有技术。
按键单元2包括分别与第一继电器14、第二继电器15、第三继电器16、第四继电器17和第五继电器18连接的第一按键21、第二按键22、第三按键23、第四按键24和第五按键25，以及与三极管Q基极连接的第六按键26。第六按键26按下时，表示间隔(进线间隔或者馈线间隔)打开，否则表示间隔未打开，当间隔打开时，若双工位开关110与第七LED灯D2连接，则表示间隔接地，如此即可对间隔进行排查、检修等操作，否则表示间隔未接地，告警单元6告警以提醒操作人员不可对间隔进行操作。
在本实施例中，五防规定包括如下判断逻辑：当进线间隔或者馈线间隔打开时，不可对第一按键21、第二按键22、第三按键23、第四按键24和第五按键25进行操作；断电时，先操作第三按键23以断开模拟断路器的第三继电器16，再操作其他按键以断开其他继电器；上电时，先操作第一按键21、第五按键25以闭合模拟进线负荷开关和馈线负荷开关的第一继电器14和第五继电器18，再操作第三按键23以闭合模拟断路器的第三继电器16。
告警单元6包括分别与控制单元3连接的语音模块61和蜂鸣器62，语音模块61为现有技术，其中预录有提示语音。
通信单元5包括WiFi通信模块或者GSM通信模块。WiFi通信模块和GSM通信模块均为现有技术。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种环网柜模拟装置，其特征在于：包括电气模拟单元、按键单元、控制单元、上位机、通信单元、告警单元和显示单元；
电气模拟单元包括由多个继电器模拟的进线间隔和馈线间隔，按键单元分别与各继电器连接以控制其动作；
控制单元分别与按键单元和告警单元连接、与电气模拟单元双向连接，用于采集按键单元的按键信息和各继电器的状态信息，并根据该按键信息和状态信息判断按键单元的按键动作是否符合电气五防规定，若是，控制单元控制该按键信息对应的继电器动作，否则，控制单元控制告警单元告警；
显示单元与控制单元连接以指示各继电器、进线间隔和馈线间隔的状态；
上位机通过通信单元与控制单元双向通信连接，以通过控制单元获取并存储按键单元的按键信息、各继电器的状态信息和动作信息，并向控制单元发送命令以控制各继电器动作。
2.根据权利要求1所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述电气模拟单元还包括电源、母线和负载，所述多个继电器包括第一至第五继电器，第一至第三继电器模拟所述进线间隔，第四和第五继电器模拟所述馈线间隔，第一继电器分别与电源、第二和第三继电器连接，母线分别与第三、第五继电器连接，第五继电器还与第四继电器和负载连接，第一至第五继电器分别与所述控制单元连接。
3.根据权利要求2所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述显示单元包括分别与控制单元连接的第一至第五LED灯组和LCD液晶屏，第一至第五LED灯组分别用于指示第一至第五继电器的状态，LCD液晶屏用于显示各继电器的状态信息和动作信息。
4.根据权利要求3所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述电气模拟单元还包括间隔控制回路，间隔控制回路包括三极管和信号采集装置，三极管集电极接直流电源，所述按键单元与三极管基极连接以控制三极管导通或者断开，所述显示单元还包括第六LED灯和第七LED灯，第六LED灯连接在三极管集电极与基极之间，三极管发射极通过双工位开关与第七LED灯一端或者信号采集装置连接，第七LED灯另一端接地，双工位开关为第二继电器或者第四继电器，信号采集装置与控制单元连接，控制单元根据信号采集装置采集的信号控制所述告警单元告警。
5.根据权利要求4所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述按键单元包括分别与第一至第五继电器连接的第一至第五按键和与所述三极管基极连接的第六按键。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述控制单元包括单片机、PLC或者MCU。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述告警单元包括分别与所述控制单元连接的语音模块和蜂鸣器。
8.根据权利要求1-5任一所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述通信单元包括WiFi通信模块或者GSM通信模块。
9.根据权利要求2-5任一所述的一种环网柜模拟装置，其特征在于：所述第一至第五继电器均具有辅助触点，所述控制单元与辅助触点连接以通过采集辅助触点的状态来获取对应继电器的状态信息。
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