CN202736378U - 低压故障排除实训装置 - Google Patents

Abstract

一种低压故障排除实训装置，其仿真外形与实际设备一致，并集合现场常见控制回路，如分合闸回路、无功自动补偿回路、三相计量回路、单相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转回路、单相照明回路等，可设置照明电路、动力电路中的各类常见故障，包括83种单项故障，以及多种故障的组合，并能通过计算机或故障设置箱进行远程或本地的故障设置和清除。适用于各劳动职业技能鉴定部门、供电系统基层单位，电力培训部门、大中专、技校、职校的电工、电拖专业教学与实训，柜体结构简洁，可靠性好。

Description

低压故障排除实训装置

技术领域

本实用新型涉及一种程控模拟仿真系统，尤其涉及程控模拟仿真系统在电力部门低压故障排除培训及考核中的应用。

背景技术

低压故障排除实训装置(以下简称装置)，是根据国家劳动和社会保障部颁布的《农网配电营业工国家职业标准》中相关技术要求，以劳动和社会保障部颁发的“工人技术等级标准”和“职业技能鉴定规范”中相关条款为设计依据，应用当前先进的电子网络技术而开发的集培训学习、理论验证、实操能力、考核鉴定于一体的多功能实训设备。但目前的培训设备仅将理论知识融合在一种装置中来进行培训及考核，可实现的培训内容较为单一，而且装置与现场的实际设备相差很远，即便学员能熟练使用培训装置，也依旧需要费很长时间来熟悉现场设备，对工作的顺利开展有着一定的阻碍。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种低压故障排除实训装置，包括监视仪表、按钮、指示灯、分合闸回路、无功自动补偿回路、三相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转自锁与互锁回路，以及相序转换模块、单相计量回路和单向照明回路；

所述分合闸回路与监视仪表、上述其他回路、按钮和指示灯连接；所述三相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转自锁与互锁回路、单相计量回路和单向照明回路与相序转换模块连接。

本实用新型装置设置4层面板，上面板设置监视仪表和无功自动补偿装置，所述按钮、指示灯设置于中面板，所述分合闸回路、三相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转自锁与互锁回路和无功自动补偿控制回路设置于内面板，所述无功自动补偿装置和无功自动补偿控制回路通过继电器连接，组成无功自动补偿回路；所述相序转换模块、单向照明回路和单相计量回路设置于后面板。

上面板模拟电业局配电柜上的监视仪表，回路封装后的外形与现场设备完全相同，所述监视仪表包括三个电流表和一个电压表，电流表用来监视三相电网电流，电压表用来显示电压。

在所述上面板还设置有一个电压指示切换开关，电压指示切换开关用来切换电压表指示线电压，以实现一个电压表可以监测三相电网的相间电压的目的。

在所述中面板分布着各类指示灯和按钮，包括合闸按钮、分闸按钮、合闸指示灯、分闸指示灯等，这些指示灯分别对应着电机反转、正传、Y型启动、△型启动、补偿回路和照明回路，按钮则控制电机的启动、正转、反转和停止，其中停止按钮有两个，分别负责三相四线电机和三相三线电机的停止。

所述三相用户的电能计量回路包括一块三相四线无功电能表和一块三相四线有功电能表（额定电流为5A）、断路器、显示互感器和接线盒，采用显示互感器与电能表配合使用的方式，完全仿真配电中低压电能计量。

所述电动机正反转自锁与互锁回路，电动机Y-△启动控制回路，以及单相供电回路之间有灰色虚线隔开，与中面板的按钮和指示灯配合使用，便于学员掌握。在进行无功自动补偿、电动机控制等常见操作时，通过合闸、分闸按钮对上述回路中的交流接触器、电容切换接触器进行控制，可实现电机的自锁和Y-△降压启动，同时依靠热过载继电器，时间继电器以及Y-△运行指示灯，进行状况提醒，以及保护电动机。

所述相序切换模块为一转换开关，控制、转换单相回路取自三相中的某一相。

所述单相计量回路采用单相电子式多功能表来计量电能。

在所述后面板还设有微型断路器、保险丝、刀开关、各种灯管及灯开关、插座等。

本实用新型装置与计算机和故障设置箱连接，可通过计算机进行远程设置及清除故障，也可通过障设置箱里的按键进行手动设置及清除故障。

本装置在分合闸回路还设置有定时计时器和语音提示器，具备设定实训时间定时报警、提前提醒后切断电源的功能。

本实用新型的有益效果表现为：装置层次分明，布局合理，仿真外形与实际设备一致，并集合现场常见控制回路，如分合闸回路、无功自动补偿控制回路、三相计量回路、单相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转回路、单相照明回路等，可设置照明回路、动力回路中的各类常见故障，包括83种单项故障，以及多种故障的组合，并能实现远程或本地故障设置及清除，以及定时和语音提醒。

本实用新型的装置适用于各劳动职业技能鉴定部门、供电系统基层单位，电力培训部门、大中专、技校、职校的电工、电拖专业教学与实训。具有模拟现场功能强，故障设置方便，柜体结构简洁，可靠性好等特点，能满足电工考核鉴定中的电力拖动控制与照明回路的实训项目需要，同时也可应用于农村供电所和配电抢修中心工作人员日常技术训练，能更好的对学员进行培训及考核。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型后面板回路分布示意图；

图3为本实用新型内面板三相异步电动机Y-△启动回路；

图4为本实用新型内面板三相异步电动机正反转回路；

图5为本实用新型无功自动补偿回路的电路图；

图6为本实用新型剩余电流保护器保护电机安全的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的装置为一个柜体，包括电源总开关、电能表、隔离互感器、剩余电流保护器、刀开关、计量互感器、断路器、继电器、显示互感器、无功自动补偿装置、出线总开关、出线1、出线2、出线3。其中出线1模拟Y-△启动回路，出线2模拟电机正反转回路，出线3模拟单相照明回路。

电源总开关采用三相四线断路器，配备漏电保护器，为柜体总开关。

隔离互感器，采用中性点不接地方式，有效的保护装置误操作时所产生的触电或接地对人员所产生的伤害。

剩余电流保护器，具有在回路出现剩余电流、欠压、过压、过电流、短路等情况时对回路进行保护的功能，还有缺相、电源侧断零保护以及自动重合闸、剩余电流显示、动作状态指示等实用功能，能很好的保证装置的安全性。

刀开关为旋转式开关，学员进行故障排除或故障恢复时，必须断开此刀开关，保证学员安全。

计量互感器，采用5A/5A电流互感器，模拟低压互感器的计量方式。

断路器采用多功能断路器，具有电动操作和手动操作功能。无功自动补偿控制回路中设置有断路器，并与计量互感器连接。当线路功率因数低于供电局规定的功率因数时，通过计量互感器的计量结果，无功自动补偿装置自动计算线路功率因数，自动投切内面板的补偿电容，保证总回路的功率因数维持在设定的标准范围内；显示互感器与电能表连接，显示当前总回路的状况，包括电流值和电压值。

如图2所示，本实用新型后面板控制回路涵盖PJ1单相电能表、QK1刀开关、QF2微型断路器、FU6保险、XS插座、EL1楼道照明灯、EL2白炽灯、RT3日光灯，本控制回路在图1中K_X（K₁₁、K₁₂、K₁₃、......）处设置故障点，模拟单相电能表故障、插座无电、楼道照明回路控制故障、白炽灯故障、日光灯启动故障等。

如图3所示，本实用新型三相异步电动机Y-△降压启动回路涵盖内面板上的FU7保险、FR1热继电器、FS1电机保护器、KM1、KM2、KM3继电器、KT1时间继电器、M1电机，和中面板的SB1启动按钮、SB2停止按钮、HL1星形启动指示灯、HL2角形运行指示灯。本控制回路模拟三相异步电机Y-△降压启动，当按下SB1启动按钮时，KM1、KM2、KT1得电，电机M1以星形启动，当经过KT1设定的时间后，KM2失电，KM1、KM3得电，电机M1以角形运行。本控制回路在图2中K_X（K₁₁、K₁₂、K₁₃、......）处设置故障点，模拟电机M1启动故障以及星型启动转角形运行时故障及运行指示故障。

如图4所示，本实用新型三相异步电动机正反转回路涵盖内面板的FU9保险丝、FS2电机保护器、KM4、KM5继电器、FR2热继电器、M2电机，和中面板的SB3正转按钮、SB4反转按钮、HL3正转指示灯、HL4反转指示灯。本控制回路模拟三相异步电动机正反转，当按下SB3后KM4继电器得电，电机M2正转，当按下SB4后KM5继电器得电，电机M2反转，按下SB5后KM4、KM5失电，电机M2停止。本控制回路在图3中K_X（K₁₁、K₁₂、K₁₃、......）处设置故障点，模拟电机M2正反转以及运行指示故障。

如图5所示，本实用新型无功自动补偿回路包括上面板的P1无功自动补偿装置和内面板的无功自动补偿控制回路，无功自动补偿控制回路包括KM6、KM7继电器，FR3热继电器、C1、C2电容组。无功自动补偿装置的功率因数表用来指示用户电网的负载平均有功功率对视在功率的比值，该数理想值为l，但实际用户的动力回路中，会出现滞后的偏离。通常用三相电力电容进行补偿，来提高功率因数，它的控制部分主要作用是补偿用户负载电网中的无功部分，本实用新型的无功自动补偿回路模拟现场自动投切电容柜功能，进行无功自动补偿，无功自动补偿装置通过US1、US2采用电压信号，IS1、IS2采用电流信号，通过采样电压信号及电流信号计算功率因数，当功率因数低于设定功率因数时，UK1闭合，KM6得电，电容组C1投入回路使用，通过投切电容使用户回路中的功率因数总控制在滞后0.9-l的范围内。

如图6所示，本实用新型具有自我保护功能。当电动机运行时，电压表和电流表对电压和电流进行取样，并将数据传输至内面板的微处理器，当出现过流、断相、堵转和短路等情况时，微处理器发出分闸指令，剩余电流保护器分闸，将所在的回路断开，从而保证整个回路的安全。

再以交流电机自锁控制实验为例作进一步说明。

交流电机自锁故障的仿真实验步骤如下：

1.通电前检查装置以及使用测试仪表是否完好，并熟悉系统原理图；

2.检查确认无误后，接通装置三相四线电源，合上装置后门上部的总电源空开；

3.大约20秒后剩余电流保护装置自动合闸电源即可接通；

4.打开计算机，双击打开S17低压排故装置软件；

5.进入主界面，设置故障点K32，开始培训或考试；

6.学员一次观察各个回路，记录各个回路的现象，按下正转按钮，电机M2正转，但是马上停止，电机正转不能自锁，电机M2反转正常；

7.装置断电（需切断柜体上部刀开关QS），首先验电，悬挂指示牌，根据原理图利用万用表查找故障点，KM7的自锁辅助触头与线路断开；

8.学员排除故障后，必须经指导教师检查和允许，方可接通电源。

上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种低压故障排除实训装置，其特征在于，包括监视仪表、按钮、指示灯、分合闸回路、无功自动补偿回路、三相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转自锁与互锁回路，以及相序转换模块、单相计量回路和单向照明回路；

所述分合闸回路与监视仪表、上述其他回路、按钮和指示灯连接；所述三相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转自锁与互锁回路、单相计量回路和单向照明回路与相序转换模块连接。

2.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，所述装置设置4层面板，上面板设置监视仪表和无功自动补偿装置，所述按钮、指示灯设置于中面板，所述分合闸回路、三相计量回路、电机Y-△启动回路、电机正反转自锁与互锁回路和无功自动补偿控制回路设置于内面板，所述无功自动补偿装置和无功自动补偿控制回路通过继电器连接，组成无功自动补偿回路；所述相序转换模块、单向照明回路和单相计量回路设置于后面板。

3.如权利要求1或2所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，所述三相用户的电能计量回路包括一块三相四线无功电能表和一块三相四线有功电能表，与显示互感器配合使用。

4.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，所述监视仪表包括电流表和电压表。

5.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，所述单相计量回路采用单相电子式多功能表来计量电能。

6.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，该装置与计算机连接，通过计算机进行远程设置及清除故障。

7.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，该装置与故障设置箱连接，通过障设置箱里的按键进行手动设置及清除故障。

8.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，该装置在分合闸回路还设置有剩余电流保护器。

9.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，该装置在分合闸回路还设置有定时计时器和语音提示器。

10.如权利要求1所述的低压故障排除实训装置，其特征在于，整个装置为一柜体。

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