CN109697912B - 一种配电网运维实训系统 - Google Patents

一种配电网运维实训系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109697912B
CN109697912B CN201910170395.2A CN201910170395A CN109697912B CN 109697912 B CN109697912 B CN 109697912B CN 201910170395 A CN201910170395 A CN 201910170395A CN 109697912 B CN109697912 B CN 109697912B
Authority
CN
China
Prior art keywords
program
unit
transformer
background computer
voltage
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
Application number
CN201910170395.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109697912A (zh
Inventor
张凌
王峻
王朋超
王长江
周军峰
冯城亮
刘广泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Daxin Technology Co ltd
Original Assignee
Zhengzhou Daxin Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Daxin Technology Co ltd filed Critical Zhengzhou Daxin Technology Co ltd
Priority to CN201910170395.2A priority Critical patent/CN109697912B/zh
Publication of CN109697912A publication Critical patent/CN109697912A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109697912B publication Critical patent/CN109697912B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/18Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
    • G09B23/188Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for motors; for generators; for power supplies; for power distribution

Abstract

本发明公开了一种配电网运维实训系统,包括后台计算机、开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元、台区变单元、程控电压源、程控电流源、故障模拟器;开闭所单元与故障模拟器连接,开闭所单元通过架空线路单元分别与环网柜单元和台区变单元连接,环网柜单元与箱式变单元连接;开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元和台区变单元均与程控电流源连接;开闭所单元、架空线路单元和环网柜单元均与程控电压源连接。程控电压源、程控电流源、故障模拟器均与后台计算机连接;本发明性能稳定、安全可靠、实用性强,使学员在真实环境下进行学习配电网系统。

Description

一种配电网运维实训系统
技术领域
本发明属于培训系统技术领域,具体涉及一种配电网运维实训系统。
背景技术
目前,随着电力体制改革,配电和售电逐步走向市场,优质服务的理念逐渐强化,为了加强配电网络的稳定、高效、安全、经济运行,配网新技术和新设备不断发展,这需要配网从业人员不断地改善思维方式,提高业务素质。
在电力系统中,配电网是电能输送的重要组成部分,配电网包括10KV开闭所、10KV环网柜、10KV架空线路、台区变、箱变。在配电网系统中,配备有用电网调度自动化主站运行工、电网调度自动化主站维护工、配电运行维护工、配电试验检修工、农网配电营业工、开闭所配电运行工、开闭所配电维护工、抄表核算收费工、变电所调试检修员等工作人员,为了保证变电站(所)的安全稳定运行,需要对其进行技术培训。
传统培训系统让学员看到的设备只是较小的仿真系统,和现实系统设备有很大差别,不能深入了解各个设备的性能指标、技术参数、及其系统之间和其他设备的配合和相互关联。在对操作人员进行培训时,通常是进行文字讲解、绘图描述,这种培训方式理论性强但缺乏实际动手能力的训练,使得培训效果不佳;随着多媒体技术的广泛应用,人们通过计算机多媒体辅助手段(比如动画等)进行理论培训,然后到现场观摩,但该培训方式依旧不能进行实际操作,并且现场环境具有实际的电压,对培训而言存在不安全因素。
发明内容
针对上述现有技术中描述的不足,本发明提供一种设计科学、性能稳定、安全可靠、实用性强的配电网运维实训系统,使学员在真实环境下进行学习配电网系统的基本设备,配电网设备正常运行状态下的维护,设备故障时能快速检修,恢复故障后按照真实的配电系统进行标准化操作。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种配电网运维实训系统,包括后台计算机、开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元、台区变单元、程控电压源、程控电流源、故障模拟器;开闭所单元与故障模拟器连接,开闭所单元通过架空线路单元分别与环网柜单元和台区变单元连接,环网柜单元与箱式变单元连接;且开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元和台区变单元均与程控电流源连接;开闭所单元、架空线路单元和环网柜单元均与程控电压源连接。
程控电压源、程控电流源、故障模拟器均与后台计算机连接;后台计算机通过远程终端DTU采集开闭所单元的信息、通过远程终端FTU采集架空线路单元的信息、通过远程终端DTU采集环网柜单元的信息、通过远程终端TTU采集箱式变单元的信息、通过远程终端TTU采集台区变单元的信息。
后台计算机上有主站系统和模拟控制系统,主站系统通过现场安装的配电网远控终端采集来自开闭所、环网柜、箱式变压器等实时数据,并使调度员在后台计算机所在的控制中心遥控现场设备;它包括数据采集、数据处理、设备控制、数据交换与传输、人机界面、图形编辑、报警处理、历史数据处理、事件顺序记录、事故追忆、操作票、打印输出等功能。
模拟控制系统可控制整套配电网运维实训系统的启动、停止、故障设置、各种保护的实现。可以模拟二次回路故障、遥信回路故障、遥控回路故障、线路过流保护、接地故障、相间短路、开关拒合、开关拒分等各类现场出现但不便演示的故障,故障设定通过计算机控制实现,故障恢复可以现场恢复也可以通过后台计算机控制实现。
所述开闭所单元,包括10kV开闭所,10kV开闭所包含进线柜、出线柜、PT柜、所用变柜、联络柜等开闭所中常见配置,柜体采用开闭所中常见柜体,可通过系统模拟开闭所常见故障。
10kV开闭所中进线柜的断路器进线端与程控电压源的输出端连接,当前程控电压源是模拟变电站出线到开闭所;10kV开闭所中电流互感器二次侧与程控电流源的输出端连接;10kV开闭所中高压柜的回路与故障模拟器连接;10kV开闭所中出线柜与架空线路单元的架空线路连接;
程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流,另一方面接收后台机计算机的控制信号模拟单相接地故障、速断保护故障和过流保护故障。
远程终端DTU通过光纤与后台计算机通讯,将采集的开闭所的电压、电流、频率、故障信息、报警信息传输至后台计算机,后台计算机处理后发送控制指令给远程终端DTU实现断路器的合闸和分闸。
所述架空线路单元,包括架空线路、柱上开关和分界开关;柱上开关设在架空线路上,架空线路通过一个柱上开关与环网柜单元连接,架空线路通过分界开关与台区变单元连接;
每个柱上开关和分界开关均分别与一个远程终端FTU连接,每个远程终端FTU均与一个程控电流源的输出端连接;远程终端FTU控制柱上开关和分界开关合闸操作、分闸操作、开关储能,并同时采集柱上开关和分界开关的状态信息以及程控电流源的电流信号,与主站系统配合实现架空线路运行操作、模拟故障、判断与隔离故障。
程控电压源与一个柱上开关连接,模拟变电站出线到架空线路;程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流。
所述台区变,包括台区变压器、0.4kV低压综合配电箱;台区变压器的一次侧与架空线路的分界开关连接,台区变压器的二次侧与0.4kV低压综合配电箱连接,且在台区变压器和0.4kV低压综合配电箱之间的线路上设有远程终端TTU,台区变压器低压电流互感器的二次侧与程控电流源输出端连接;
程控电流源为计量表和远程终端TTU供电并接收后台计算机的控制信号模拟远程抄表和电量核算;远程终端TTU采集电压、电流、功率因数、电量并通过光纤将采集数据传输到后台计算机上,快速发现用户侧故障。
所述环网柜单元,包括环网柜,环网柜的断路器进线端与程控电压源的输出端连接,环网柜的出线与箱变单元连接;且环网柜的电流互感器二次侧与程控电流源的输出端连接;环网柜内远程终端DTU与环网柜内进线开关和出线开关二次回路连接,控制环网柜内进线开关和出线开关;远程终端DTU采集环网柜内进线开关和出线开关状态,并采集电流互感器二次侧电流。
程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流;另一方面接收后台计算机的控制信号模拟环网柜速断、过流、变压器过负荷保护;远程终端TTU通过光纤或以太网与后台计算机通讯并将采集的电力参数传输到后台计算机上。
环网柜由于结构简单,运行可靠,体积小,在目前城市配网中广泛存在,本配电网运维实训系统采用目前主流环网柜。
所述箱变单元,包括箱式变压器,箱式变压器的低压出线电流互感器的二次侧与程控电流源的输出端连接,箱式变压器内远程终端TTU与箱式变压器内计量表连接,采集电能表数据;程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,接收后台计算机的指令输出相应电流;远程终端TTU通过光纤与后台计算机通讯并将采集的采集的电压、电流和频率信息传输至后台计算机上。
箱式变压器由于结构简单,运行可靠,体积小,在目前城市配网中广泛存在,本配电网运维实训系统采用目前主流箱式变压器。
所述程控电压源有三个,分别为程控电压源Ⅰ、程控电压源Ⅱ和程控电压源Ⅲ,程控电压源Ⅰ的三相电压输出接入开闭所进线柜的断路器进线端,模拟变电站出线到开闭所;程控电压源Ⅱ的三相电压输出接入架空线路断路器进线端,模拟变电站出线到架空线路;程控电压源Ⅲ的三相电压输出接入环网柜断路器进线端,模拟变电站出线至环网柜。程控电压源接入380V市电,内部对市电进行隔离,增加漏电保护,输出端接入开闭所或架空线路断路器进线端,可以通过后台计算机控制为配电网系统提供多组电压,电压幅度、频率、相位连续可调。
程控电流源具有多个,直接接入高压柜或低压柜互感器二次侧,为设备提供模拟负荷,通过后台计算机控制可以调节电流大小和相位,可以模拟开闭所或架空线路速断、过流保护,模拟线路潮流分布。
所述故障模拟器,通过光纤或以太网与后台计算机,接收后台计算机的控制指令设置故障,包括电源回路故障、控制回路故障、电流回路故障、电压回路故障、系统连锁回路故障和保护回路故障。并且采用PIC16F877单片机,主要控制继电器吸合,上位机数据处理,实时向量图信号处理和显示时钟信息处理,通过故障模拟器可以设置电流回路、电压回路、控制回路故障。
本发明根据不同需求,提供了10KV开闭所、10KV环网柜、10KV架空线路、台区变、箱变满足不同用户需求的实训系统,直接利用真实的架空线路和真实开闭所柜体系统、真实的环网柜、台区变压器、低压配电箱,在一次回路和二次电路上连接由程控电压源和程控电流源模仿的各种电压和电流,在配电网系统中配置故障设置系统,在后台计算机的控制设定之下,完成各种故障模拟和运行方式,并由学员对开闭所柜体和架空线路进行实际操作和处理,实现了配电网运维实训系统。使学员在真实环境下学习配电系统的相关知识,进行实际演练,按照真实的配电系统进行标准化操作,这样即使到现实的配电系统中,对配电网中电气设备也不再陌生。
故障模拟器能实现的故障设置囊括了所有平时易发生的故障,包括电源回路,控制回路,电流回路,电压回路,系统连锁回路,保护回路等,使学员深入了解、分析,提高排查、解决故障的技能水平,提高应付突发事件的能力,对电网调度自动化主站运行工、电网调度自动化主站维护工、配电运行维护工、配电试验检修工、农网配电营业工、开闭所配电运行工、开闭所配电维护工、抄表核算收费工、变电所调试检修员等相关工种人员的岗位综合业务水平和现场实际操作水平都有较大提升。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:
(1)配电网运维实训系统基本包括了目前城市配网中的所有运行模式和设备。
系统选用设备为目前城市配网中运行的主流设备,系统采用真实的配电网后台监控系统和模拟控制系统相结合,通过模拟系统控制为系统加载电压电流、设置故障,可以在配电网后台监控系统体现,所述的后台监控系统是指后台计算机。在本发明上可以通电演示常见的故障、控制回路故障和现场运行环境,学员可在本发明所公开的系统上进行停送电操作票填写,实际倒闸操作,对装置进行安全检查、功能验收和整组传动;设置和观察各种故障现象等。
(2)本发明可以对配电网中的各个配电单元进行培训。
可以培训开闭所一次设备的更换、检修及试验;二次元器件的更换、保护装置及回路调试、缺陷处理。
可以对架空线路更换绝缘子、修补导线、制作接头和拉线、附件检修和安装、组塔、立杆、架线、基础安装、变台架设等常规停电检修培训功能,以及停电状态下的带电更换绝缘子、更换金具、断接引线等常规带电作业操作培训功能。
对台区变压器低压侧可以进行电能计量的现场装表、换表、校表、负荷监控和管理及远方抄表,电能计量异常和故障查找、分析及处理。
本发明可以对学员进行系统的培训、考核和技能鉴定,使他们了解配电网各种设备之间配合的要求及功能特点、掌握配电系统的基本原理与实际操作技能;学会常见故障的分析与排查方法、提高对突发事件的应急处理能力;全面提高电网调度自动化主站维护工、电网调度自动化厂站端调试检修工、电网调度工、架空线路检修工、输电电缆检修工、配电运行维护工(针对变配电所值班工)、配电电缆检修工、输电线路运行工、抄表核算收费工、智能电网通信工、农网配电等相关工种人员的岗位综合业务水平和现场实际操作水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明开闭所单元的原理框图。
图3是本发明架空线路与台区变单元的原理框图。
图4是本发明环网柜单元和箱变单元的原理框图。
图5是本发明程控电压、电流源的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种配电网运维实训系统,如图1所示,包括后台计算机、开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元、台区变单元、程控电压源、程控电流源、故障模拟器。
后台计算机上有主站系统和模拟控制系统,主站系统通过现场安装的配电网远控终端采集来自开闭所、环网柜、箱式变压器等实时数据,并使调度员在后台计算机所在的控制中心遥控现场设备;它包括数据采集、数据处理、设备控制、数据交换与传输、人机界面、图形编辑、报警处理、历史数据处理、事件顺序记录、事故追忆、操作票、打印输出等功能。
模拟控制系统可控制整套配电网运维实训系统的启动、停止、故障设置、各种保护的实现。可以模拟二次回路故障、遥信回路故障、遥控回路故障、线路过流保护、接地故障、相间短路、开关拒合、开关拒分等各类现场出现但不便演示的故障,故障设定通过计算机控制实现,故障恢复可以现场恢复也可以通过后台计算机控制实现。
所述程控电压源有三个,分别为程控电压源Ⅰ、程控电压源Ⅱ和程控电压源Ⅲ。
而开闭所单元与故障模拟器连接,开闭所单元通过架空线路单元分别与环网柜单元和台区变单元连接,环网柜单元与箱式变单元连接;且开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元和台区变单元均与程控电流源连接;开闭所单元、架空线路单元和环网柜单元均与程控电压源连接。
程控电压源、程控电流源、故障模拟器均与后台计算机连接;后台计算机通过远程终端DTU采集开闭所单元的信息、通过远程终端FTU采集架空线路单元的信息、通过远程终端DTU采集环网柜单元的信息、通过远程终端TTU采集箱式变单元的信息、通过远程终端TTU采集台区变单元的信息。
具体地,所述开闭所单元,如图1和2所示,包括10kV开闭所,10kV开闭所包含进线柜、出线柜、PT柜、所用变柜、联络柜等开闭所中常见配置,柜体采用开闭所中常见柜体,可通过系统模拟开闭所常见故障。
程控电压源Ⅰ的三相电压输出接入10kV开闭所进线柜的断路器进线端,模拟变电站出线到开闭所;10kV开闭所中电流互感器二次侧与程控电流源的三相输出端连接;10kV开闭所中高压柜的回路与故障模拟器连接;10kV开闭所中出线柜与架空线路单元的架空线路连接。
程控电压源Ⅰ和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源Ⅰ和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流,另一方面接收后台机计算机的控制信号模拟单相接地故障、速断保护故障和过流保护故障。
远程终端DTU通过光纤与后台计算机通讯,将采集的开闭所的电压、电流、频率、故障信息、报警信息传输至后台计算机,后台计算机处理后发送控制指令给远程终端DTU实现断路器的合闸和分闸。
所述架空线路单元,如图1和3所示,包括架空线路、柱上开关和分界开关;柱上开关设在架空线路上,且每个柱上开关均与一个远程终端FTU连接,并且各真实柱上开关与各柱上FTU按功能设计要求进行连接。远程终端FTU的电流输入端与程控电流源输出端连接。且架空线路通过分界开关与台区变单元连接;每个分界开关均与一个远程终端FTU连接,远程终端FTU的电流输入端与一个程控电流源输出端连接。
架空线路通过一个柱上开关与环网柜单元连接,程控电压源Ⅱ的三相电压输出接入架空线路断路器进线端进而与一个柱上开关连接,模拟变电站出线到架空线路,可真实反映架空线路上的潮流分布;程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流。
远程终端FTU与柱上开关和分界开关相连,控制柱上开关和分界开关合闸操作、分闸操作、开关储能,同时采集柱上开关和分界开关合闸状态、分闸状态,远程终端FTU还与程控电流源的输出端连接,采集电流信号;与主站系统配合实现架空线路运行操作、模拟故障、判断与隔离故障。
所述台区变,如图1和3所示,包括台区变压器、0.4kV低压综合配电箱;台区变压器的一次侧与架空线路的分界开关连接,台区变压器的二次侧与0.4kV低压综合配电箱连接,且在台区变压器和0.4kV低压综合配电箱之间的线路上设有远程终端TTU,台区变压器低压电流互感器的二次侧与程控电流源输出端连接。
程控电流源为计量表和远程终端TTU供电并接收后台计算机的控制信号模拟远程抄表和电量核算;远程终端TTU采集电压、电流、功率因数、电量并通过光纤将采集数据传输到后台计算机上,快速发现用户侧故障,减少停电时间。
所述环网柜单元,如图1和4所示,包括环网柜,环网柜的断路器进线端与程控电压源Ⅲ的三相电压输出端连接,模拟变电站出线到环网柜;环网柜的出线与箱变单元连接;且环网柜的电流互感器二次侧与程控电流源的输出端连接;环网柜内远程终端DTU与环网柜内进线开关和出线开关二次回路连接,控制环网柜内进线开关和出线开关;远程终端DTU采集环网柜内进线开关和出线开关状态,并采集电流互感器二次侧电流。
程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源Ⅲ和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流;另一方面接收后台计算机的控制信号模拟环网柜速断、过流、变压器过负荷保护;远程终端TTU通过光纤或以太网与后台计算机通讯并将采集的电力参数传输到后台计算机上。
环网柜由于结构简单,运行可靠,体积小,在目前城市配网中广泛存在,本配电网运维实训系统采用目前主流环网柜。
所述箱变单元,如图1和4所示,包括箱式变压器,箱式变压器的低压出线电流互感器的二次侧与程控电流源的输出端连接,箱式变压器内远程终端TTU与箱式变压器内计量表连接,采集电能表数据;程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,接收后台计算机的指令输出相应电流;远程终端TTU通过光纤与后台计算机通讯并将采集的采集的电压、电流和频率信息传输至后台计算机上。
箱式变压器由于结构简单,运行可靠,体积小,在目前城市配网中广泛存在,本配电网运维实训系统采用目前主流箱式变压器。
本发明中程控电压源接入380V市电,内部对市电进行隔离,增加漏电保护,输出端接入开闭所或架空线路断路器进线端,可以通过后台计算机控制为配电网系统提供多组电压,电压幅度、频率、相位连续可调。
程控电流源则具有多个,直接接入高压柜或低压柜互感器二次侧,为设备提供模拟负荷,通过后台计算机控制可以调节电流大小和相位,可以模拟开闭所或架空线路速断、过流保护,模拟线路潮流分布。
程控电压源、程控电流源的原理框图如图5所示,控制器采用78E58单片机为核心,通过监控程序,软硬件结合实施整机控制。主要功能是键盘/显示和接口管理,电压/电流幅度相位调节,三相三线/三相四线,过载保护、输出软启停和远程控制等。
电压电流信号采用数字合成技术:产生满足特定相位关系的三相工频电压及电流正弦波信号。数字波形合成的基本原理:是将正弦函数在0~359.9°(一个周期)的函数值按等节点(N点)进行离散化函数求值。
即:D (I)=sin(360I/N)° (I=1,2,3,…….,N);
再将D(I)按所选用D/A变换器的位数m量化成二进制。
D’(I)=INT[(2℡-1)XD(I)];
然后将D’(I)的数值依次存入EPROM(波形存储器)内,当这些二进制数按一固定频率送入D/A变换器时,D/A的输出端即可得到阶梯正弦波。再通过低通滤波后即可获得所需要的正弦波。
合成波的幅度调制:在CPU控制下,用单电源供电,可方便地获得两路幅值独立可程控地参考电压,分别供给三路电压和电流波形合成器。
功率放大器:信号经过功放电器放大稳幅达到整机指标要求地幅值和容量。同时功放电路对整机各输出量稳定性及整机可靠性起着关键作用,由主体放大电路,输出变换电路及稳幅电路三部分组成。
所述故障模拟器,通过光纤或以太网与后台计算机,接收后台计算机的控制指令设置故障,包括电源回路故障、控制回路故障、电流回路故障、电压回路故障、系统连锁回路故障和保护回路故障。并且采用PIC16F877单片机,主要控制继电器吸合,后台计算机数据处理,实时向量图信号处理和显示时钟信息处理,通过故障模拟器可以设置电流回路、电压回路、控制回路故障。
故障模拟器以继电器控制和数据采集为主要功能,箱内设有75个继电器,其中电压回路21个,电流回路48个,自检回路6个。用十六进制编码将75个继电器统一编码,每个继电器都有相应地数据地址,通过并行控制总线与CPU相连。
模拟器微控制器采用PIC16F877单片机,主要控制继电器吸合,后台计算机数据处理,实时向量图信号处理合显示时钟信息处理。
实时信号由2组互感器完成采集,分别为一组3个电压互感器,一组3个电流互感器,电压互感器可将100V或220V电压转变为1V,电流互感器将5A电流转变为10mA。
实时信号处理控制器采用电能计算芯片CS5460A。此芯片将0.5秒内的信号作200次平均计算,得出用16进制表示的电压平均值,电流平均值以及电能值,再通过CPU将这些数据上传后台计算机。
自检继电器:通过一个小型恒流源提供恒定的60mA电流,再通过后台计算机发出的命令,继电器以不同的组态吸合,完成全部继电器的检测。继电器正常导通时,CPU将检测到3.6V电压,当继电器损坏不能正常导通时,CPU将检测到4.9V电压,并将错误继电器上传后台计算机。
本发明所能实现的功能包括:
(1)配电网数据采集和监控系统(SCADA)功能,具有完备的SCADA功能,主要实现以下功能:数据通信传输功能、数据处理、事件与事故处理及报警、人机会话功能、遥控遥调操作功能、报表处理功能、打印功能、图形编辑功能、应用程序开发接口。
(2)配电网终端运行维护功能。
①FTU/TTU/DTU设备的安装调试实训。
②FTU/TTU/DTU的各种电气功能检测实训。
③FTU/TTU/DTU设备故障检查及参数维护实训。
(3)馈线自动化功能。
①正常运行方式馈线自动化(FA)具有以下功能。数据采集和处理;对各开关设备执行遥控操作,具有防联络开关双侧带电合闸功能,以选择、校验、执行的方式进行;对自动化终端设备定值进行远方调整;根据用户自定义的报警类型,进行遥测量越限报警、开关变位报警、事故信号报警。
②故障定位、隔离和恢复供电功能。
(4)配网配电方案设计审核、配网配电系统运行监视、配网自动化的操作、箱式变电站现场验收(包括变压器容量在250KVA及以下,315KVA~500KVA,630KVA及以上各种容量)、架空线路检修、电缆线路检修、智能电网双向互通、变电保护、送电前检查、客户停送电、用电安全检查、违约用电及窃电查处、异常、故障及事故分析处理指导、反事故演习等配电功能的培训。
(5)一次设备的更换、检修及试验;二次元器件的更换、保护装置及回路调试、缺陷处理;变压器故障处理、变压器巡视、变压器检修;线路故障判断、查找及处理等功能的培训。
(6)电能计量的现场装表、换表、校表、负荷监控和管理及远方抄表,电能计量异常和故障查找、分析及处理。
(7)具备调度和变电运行联合培训的功能,实现正常监视及巡视、倒闸操作、异常及事故处理、反事故演习等培训功能,满足变电站值班员、电力调度员等工种的技能操作培训需求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种配电网运维实训系统,其特征在于:包括后台计算机、开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元、台区变单元、程控电压源、程控电流源、故障模拟器;开闭所单元与故障模拟器连接,开闭所单元通过架空线路单元分别与环网柜单元和台区变单元连接,环网柜单元与箱式变单元连接;且开闭所单元、架空线路单元、环网柜单元、箱式变单元和台区变单元均与程控电流源连接;开闭所单元、架空线路单元和环网柜单元均与程控电压源连接;
程控电压源、程控电流源、故障模拟器均与后台计算机连接;所述程控电压源有三个,分别为程控电压源Ⅰ、程控电压源Ⅱ和程控电压源Ⅲ,程控电压源Ⅰ的三相电压输出接入开闭所进线柜的断路器进线端,模拟变电站出线到开闭所;程控电压源Ⅱ的三相电压输出接入架空线路断路器进线端,模拟变电站出线到架空线路;程控电压源Ⅲ的三相电压输出接入环网柜断路器进线端,模拟变电站出线至环网柜;程控电压源Ⅰ和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流,另一方面接收后台机计算机的控制信号模拟单相接地故障、速断保护故障和过流保护故障;
程控电压源Ⅱ的三相电压输出接入架空线路断路器进线端,模拟变电站出线到架空线路,程控电压源Ⅱ和程控电流源接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流与主站系统配合实现架空线路运行操作、模拟故障、判断与隔离故障;
程控电压源Ⅲ的三相电压输出接入环网柜断路器进线端,模拟变电站出线至环网柜,程控电压源Ⅲ和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流;另一方面接收后台计算机的控制信号模拟环网柜速断、过流、变压器过负荷保护;
所述故障模拟器,通过光纤或以太网与后台计算机,接收后台计算机的控制指令设置故障,包括电源回路故障、控制回路故障、电流回路故障、电压回路故障、系统连锁回路故障和保护回路故障;
后台计算机通过远程终端DTU采集开闭所单元的信息、通过远程终端FTU采集架空线路单元的信息、通过远程终端DTU采集环网柜单元的信息、通过远程终端TTU采集箱式变单元的信息、通过远程终端TTU采集台区变单元的信息。
2.根据权利要求1所述的配电网运维实训系统,其特征在于:所述开闭所单元,包括10kV开闭所;10kV开闭所中进线柜的断路器进线端与程控电压源的输出端连接,模拟变电站出线到10kV开闭所;10kV开闭所中电流互感器二次侧与程控电流源的输出端连接;10kV开闭所中高压柜的回路与故障模拟器连接;10kV开闭所中出线柜与架空线路单元的架空线路连接;
程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流,另一方面接收后台机计算机的控制信号模拟单相接地故障、速断保护故障和过流保护故障;
远程终端DTU通过光纤与后台计算机通讯,将采集的开闭所的电压、电流、频率、故障信息、报警信息传输至后台计算机,后台计算机处理后发送控制指令给远程终端DTU实现断路器的合闸和分闸。
3.根据权利要求1所述的配电网运维实训系统,其特征在于:所述架空线路单元,包括架空线路、柱上开关和分界开关;柱上开关设在架空线路上,架空线路通过一个柱上开关与环网柜单元连接,架空线路通过分界开关与台区变单元连接;
每个柱上开关和分界开关均分别与一个远程终端FTU连接,每个远程终端FTU均与一个程控电流源的输出端连接;远程终端FTU采集柱上开关和分界开关的状态信息以及程控电流源的电流信号;
程控电压源与一个柱上开关连接,模拟变电站出线到架空线路;程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流。
4.根据权利要求1所述的配电网运维实训系统,其特征在于:所述台区变,包括台区变压器、0.4kV低压综合配电箱;台区变压器的一次侧与架空线路的分界开关连接,台区变压器的二次侧与0.4kV低压综合配电箱连接,且在台区变压器和0.4kV低压综合配电箱之间的线路上设有远程终端TTU,台区变压器低压电流互感器的二次侧与程控电流源输出端连接;
程控电流源为计量表和远程终端TTU供电并接收后台计算机的控制信号模拟远程抄表和电量核算;远程终端TTU采集电压、电流、功率因数、电量并通过光纤将采集数据传输到后台计算机上,快速发现用户侧故障。
5.根据权利要求1所述的配电网运维实训系统,其特征在于:所述环网柜单元,包括环网柜,环网柜的断路器进线端与程控电压源的输出端连接,环网柜的出线与箱变单元连接;且环网柜的电流互感器二次侧与程控电流源的输出端连接;环网柜内远程终端DTU与环网柜内进线开关和出线开关二次回路连接,采集环网柜内进线开关和出线开关状态,并采集电流互感器二次侧电流;程控电压源和程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,程控电压源和程控电流源一方面接收后台计算机的控制信号输出相应的电压和电流;另一方面接收后台计算机的控制信号模拟环网柜速断、过流、变压器过负荷保护;远程终端TTU通过光纤或以太网与后台计算机通讯并将采集的电力参数传输到后台计算机上。
6.根据权利要求1所述的配电网运维实训系统,其特征在于:所述箱式变单元,包括箱式变压器,箱式变压器的低压出线电流互感器的二次侧与程控电流源的输出端连接,箱式变压器内远程终端TTU与箱式变压器内计量表连接,采集电能表数据;程控电流源通过光纤或以太网与后台计算机通讯,接收后台计算机的指令输出相应电流;远程终端TTU通过光纤与后台计算机通讯并将采集的采集的电压、电流和频率信息传输至后台计算机上。
CN201910170395.2A 2019-03-07 2019-03-07 一种配电网运维实训系统 Active CN109697912B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910170395.2A CN109697912B (zh) 2019-03-07 2019-03-07 一种配电网运维实训系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910170395.2A CN109697912B (zh) 2019-03-07 2019-03-07 一种配电网运维实训系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109697912A CN109697912A (zh) 2019-04-30
CN109697912B true CN109697912B (zh) 2021-01-29

Family

ID=66235064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910170395.2A Active CN109697912B (zh) 2019-03-07 2019-03-07 一种配电网运维实训系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109697912B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110718132B (zh) * 2019-10-30 2022-06-24 深圳供电局有限公司 一种配网终端巡视故障模拟方法及系统
CN111724661A (zh) * 2020-06-22 2020-09-29 广东电网有限责任公司 配网自动化仿真系统及配电网故障仿真方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202495807U (zh) * 2012-03-26 2012-10-17 天津市三源电力设备制造有限公司 用于配电网络的远程集中测控系统
CN104537936A (zh) * 2015-01-04 2015-04-22 国家电网公司 一种农网低压配电箱的低压台区模拟实训装置
CN108257439A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种适应多种模式的配网自动化培训方法及仿真系统
CN108459184A (zh) * 2018-03-23 2018-08-28 北京润科通用技术有限公司 一种电流故障注入方法及系统
CN108614229A (zh) * 2018-05-25 2018-10-02 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 极限环境下配网线路故障指示器功能检测平台及检测方法
CN108873734A (zh) * 2018-06-26 2018-11-23 国网福建省电力有限公司 一种配电网信息物理联合仿真平台及方法
CN109001591A (zh) * 2018-06-19 2018-12-14 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种10kV配电网一次设备智能运检技术试验平台

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651629B2 (en) * 2012-07-16 2017-05-16 Clemson University Hardware-in-the-loop grid simulator system and method
CN203520719U (zh) * 2013-08-30 2014-04-02 国家电网公司 10kV配电装置真实电压模拟电流闭环全真培训系统
JP2016001280A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 株式会社東芝 電力系統訓練シミュレータ装置
CN204440767U (zh) * 2015-01-04 2015-07-01 国家电网公司 一种智能配电台区模拟装置
CN104882883A (zh) * 2015-06-29 2015-09-02 国家电网公司 10kv配电网系统
US10345358B2 (en) * 2016-04-25 2019-07-09 Qatar University Smart fault detection device to anticipate impending faults in power transformers
CN206194227U (zh) * 2016-09-18 2017-05-24 国家电网公司 一种高供低计模拟装置
CN207249937U (zh) * 2017-06-15 2018-04-17 杭州易休特科技有限公司 一种配网设备局放故障实训装置
CN208271415U (zh) * 2017-12-21 2018-12-21 国网浙江省电力公司培训中心 全能型供电所综合技能培训装置
CN207868871U (zh) * 2018-03-01 2018-09-14 中国人民解放军火箭军工程大学 一种国防工程供电系统的智能控制模拟装置
CN108984749A (zh) * 2018-07-17 2018-12-11 贵州师范大学 一种基于gis的电力系统地理接线图绘制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202495807U (zh) * 2012-03-26 2012-10-17 天津市三源电力设备制造有限公司 用于配电网络的远程集中测控系统
CN104537936A (zh) * 2015-01-04 2015-04-22 国家电网公司 一种农网低压配电箱的低压台区模拟实训装置
CN108257439A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种适应多种模式的配网自动化培训方法及仿真系统
CN108459184A (zh) * 2018-03-23 2018-08-28 北京润科通用技术有限公司 一种电流故障注入方法及系统
CN108614229A (zh) * 2018-05-25 2018-10-02 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 极限环境下配网线路故障指示器功能检测平台及检测方法
CN109001591A (zh) * 2018-06-19 2018-12-14 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种10kV配电网一次设备智能运检技术试验平台
CN108873734A (zh) * 2018-06-26 2018-11-23 国网福建省电力有限公司 一种配电网信息物理联合仿真平台及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Advances in real-time simulation for power distribution systems;Racinder Veenugopal 等;《2011 International Conference on Energy, Automation and Signal》;20120109;1-6 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109697912A (zh) 2019-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101739877B (zh) 一种10kv典型客户配电室仿真实训系统
CN101409008B (zh) 配电网监控管理远程抄表一体化系统
WO2017166735A1 (zh) 110kV链式供电模式下的电网自愈系统及其自愈逻辑
CN109697912B (zh) 一种配电网运维实训系统
CN103023149A (zh) 一种基于iec61850标准的智能配电终端及智能配电系统
CN102290865A (zh) 智能变电站一体化智能单元
CN202159106U (zh) 一种智能电网自愈控制技术的智能测试仪
CN105513449A (zh) 一种用于电网调控一体化仿真培训系统的综合评价方法
CN103607042A (zh) 面向城郊长架空线路故障指示器的配电网故障处理方法
CN205354423U (zh) 智能变电站仿真培训系统
CN201374500Y (zh) 智能配电柜
CN202034825U (zh) 中压开关智能综合装置
CN204103594U (zh) 中低压配电智能终端
CN107181321B (zh) 一种基于电网拓扑结构实现快速拉荷的方法
CN201576285U (zh) 10kv典型客户配电室仿真实训系统
Englert et al. IEC 61850 substation to control center communication—Status and practical experiences from projects
CN211375862U (zh) 一种低压智能台区故障仿真培训装置
CN202103489U (zh) 智能农网配电监测系统
CN105489080A (zh) 计量系统仿真平台
CN202444321U (zh) 一种高压开关柜智能监控装置
CN204258115U (zh) 10kV智能型高低压预装式变电站
CN204947719U (zh) 一种具有远程监控功能的自动低压断路器控制装置
CN204389604U (zh) 智能变电站小电流接地选线装置的网络测试仪
CN201584101U (zh) 高电压技术实训场
CN210465560U (zh) 智能电力运维采集终端测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant