CN203366568U

CN203366568U - 一种低压故障排除程控模拟装置

Info

Publication number: CN203366568U
Application number: CN 201320396491
Authority: CN
Inventors: 赵颖; 王晨; 王雪山; 黄友莉; 侯晓静
Original assignee: BEIJING BEIYANXING ELECTRIC POWER INSTRUMENTS Co Ltd
Current assignee: BEIJING BEIYANXING ELECTRIC POWER INSTRUMENTS Co Ltd
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-04

Abstract

本实用新型涉及一种低压故障排除程控模拟装置，其包括：故障设置箱，用于模拟错误接线状态并设置故障；三相供电模块；三相计量电路模块，用于进行低压侧电流互感器、三相四线有功和无功电能表联合接线的故障查找；电压指示表和电流指示表；无功功率补偿电路模块，用于提高电网的功率因数；单相计量及照明电路模块，用于实现单相电能表直接接入式的安装和检修以及照明灯具的安装和检修；电动机控制模块，包括电动机正反转控制电路、电动机Y-△启动控制电路和单相总漏电开关电路。本实用新型的低压故障排除程控模拟装置使用安全、操作便捷、功能全面，是一种集培训学习、理论验证、实际操作、考核考试于一体的多功能实训设备。

Description

一种低压故障排除程控模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种程控模拟装置，具体涉及一种应用于低压配电领域的故障排除程控模拟装置。

背景技术

电工或低压配电抢修工作人员在低压现场时，可能会遇到出现各种各样的接线错误和故障，而这些接线错误和故障会影响到工作生产人员安全、电能损耗或设备损害等一系列的重大损失。如何更好的避免和及时熟练的纠正故障错误对于供电系统的电工或低压配电抢修工作人员来说，无论是在岗人员、培训人员还是在校学习人员，都是必须解决的现实问题。

该问题通常解决的办法有两种，一是在运行现场实地解决，二是利用极为简单的结构装置，进行岗前模拟培训。就第一种方法而言，由于现场的局限性（不安全性、快速性），决定了不可能进行反复、完整的练习，就第二种方法而言，结构装置简单，培训内容不全面，并且接线后需要人工检查，通电运行困难较大，既不安全又费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用安全、操作便捷、功能全面的低压故障排除程控模拟装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种低压故障排除程控模拟装置，其包括：

故障设置箱，用于模拟错误接线状态并设置故障；

三相供电模块，采用隔离变压器进行供电；

三相计量电路模块，连接所述故障设置箱，包含三相四线联合接线盒、电流互感器以及三相四线有功和无功电能表，用于进行低压侧电流互感器、三相四线有功和无功电能表联合接线的故障查找；

电压指示表和电流指示表，连接于所述三相供电模块和所述三相计量电路模块之间，用于显示不同相别的电压值和电流值，其电路的接线部分连接至所述故障设置箱；

无功功率补偿电路模块，连接所述三相计量电路模块和所述故障设置箱，用于提高电网的功率因数；

单相计量及照明电路模块，连接所述无功功率补偿电路模块和所述故障设置箱，用于实现单相电能表直接接入式的安装和检修以及照明灯具的安装和检修；

电动机控制模块，连接所述无功功率补偿电路模块和所述故障设置箱，包括电动机正反转控制电路、电动机Y-△启动控制电路和单相总漏电开关电路。

进一步地，所述故障设置箱包括单片机，分别连接该单片机的键盘单元、显示单元、通信单元、过载报警电路和继电器控制单元，以及连接该继电器控制单元的磁保持继电器阵列。

进一步地，所述单片机的型号为C8051F130，所述继电器控制单元的型号为CPLDEPM7192SQC160-10N。

进一步地，所述三相供电模块采用的隔离变压器为三只，容量均为1KVA。

进一步地，所述单相计量及照明电路模块包含微型断路器、启辉器、镇流器、照明灯具、开关和插座。

进一步地，所述照明灯具包括节能灯、白炽灯和日光灯。

进一步地，所述电动机控制模块包含热过载继电器。

进一步地，还包括一上位机，与所述故障设置箱连接，并通过RS485通信方式程序控制所述故障设置箱。

进一步地，还包括定时计时器，与所述上位机连接。

进一步地，还包括语音提示器，与所述上位机连接。

本实用新型的低压故障排除程控模拟装置，具有人身安全保护、可程控、定时计时、语音提示、图形化界面等功能，是一种集培训学习、理论验证、实际操作、考核考试于一体的多功能实训设备，其最大的特点是使用安全和操作便捷、功能全面，能够模拟实际接线中经常出现的88种错误接线状态。该装置能满足电工考核鉴定中的装表接电实训项目需要，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，适用于各劳动职业技能鉴定部门、供电系统基层单位，以及电力培训部门、大中专、技校、职校等。

附图说明

图1是实施例中低压故障排除程控模拟装置的组成示意图。

图2是实施例中故障设置箱的组成示意图。

图3是实施例中三相四线有功电能表的示意图。

图4是实施例中单相照明电路的示意图。

图5为实施例中三相异步电动机Y-△降压启动控制电路的示意图。

图6为实施例中三相异步电动机正反转控制电路的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本实用新型做进一步说明。

图1是本实施例的低压故障排除程控模拟装置100的组成示意图，包括故障设置箱101、三相供电模块（隔离变压器）102、三相计量电路模块103、电压指示表和电流指示表104、无功功率补偿电路模块（无功功率补偿控制部分）105、单相计量及照明电路模块106、电动机控制模块107（包括星/三角三相电动机启动控制部分、正反转三相电动机启动控制部分等）、定时计时器108、语音提示器109以及上位机110。下面说明各部分的设施方案：

A.故障设置箱101

作用：通过故障设置箱101设置故障，由学员或考生在装置操作面上进行测量和故障排除操作，可以通过RS485通信方式与上位机110通信，或用本地键盘控制故障设置箱。

实施：图2是故障设置箱101的组成示意图，包括单片机1011以及分别与其连接的键盘单元1012、显示单元1013、通信单元1014、过载报警电路1015、继电器控制单元1016，以及连接继电器控制单元的磁保持继电器阵列1017。其中单片机1011采用C8051F130，继电器控制单元1016为CPLD（复杂可编程逻辑器件），具体型号为CPLD EPM7192SQC160-10N。通过单片机1011推动CPLD，再通过CPLD推动BH3023（继电器的驱动电路，图中未示出）来控制直流12V贝斯特BST-902-10A磁保持继电器阵列1017，通过程序控制继电器1017的切合状态，模拟错误接线方式。可由上位机110通过通信单元1014采用RS485通信方式程序控制故障设置箱101。也可通过与单片机1011相连的键盘单元1012，由操作者任意手动控制故障设置箱模拟错误接线状态。

B.三相供电模块102

为了保证人员和设备安全，该模块采用三只1KVA容量的隔离变压器给设备供电。

C.三相计量电路模块103

该模块连接故障设置箱101，主要进行低压侧电流互感器、接入式三相四线有功和无功电能表联合接线的培训和故障查找。该模块主要包含三相四线联合接线盒、电流互感器以及三相四线有功和无功电能表。其中三相四线有功电能表如图3所示，可设置在整个装置的中部位置，采用互感器式，完全仿真配电中低压电能计量。后门用户部分采用单相电子式多功能表。

D.电压指示表和电流指示表104

电压指示表和电流指示表104连接于三相供电模块102和所述三相计量电路模块103之间，用于显示不同相别的电压值、电流值，其中电压采用并联方式，电流采用电流互感器采样。该两个指示表的电路的接线部分连接至故障设置箱101，可设置多种故障。

E.无功功率补偿电路模块105

该模块连接三相计量电路模块103，是在电子供电系统中提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。其控制电路的接线部分连接至故障设置箱101，可设置多种故障。该无功功率补偿电路模块包含电容投切电路，通过电容切换接触器切换电容。可以从市场上采购补偿器，再配上补偿电容器、交流接触器、电流互感器、导线等组成该无功功率补偿电路模块。

F.单相计量及照明电路模块106

该模块连接无功功率补偿电路模块105，用于实现单相电能表直接接入式的安装和检修，照明灯具如节能灯、白炽灯、日光灯等的安装和检修，以及上下楼梯灯的控制等。主要包含微型断路器、启辉器、镇流器、各种照明灯具（节能灯、白炽灯、日光灯等）、开关、插座等，其控制电路的接线部分连接至故障设置箱101，可设置多种故障。

图4为单相照明电路的示意图，涵盖了日光灯、节能灯、单联单控开关、单联双控开关和插座等元器件，可以进行插座、日光灯、白炽灯、楼梯照明开关等实验多个实验项目。

G..电动机控制模块107

电动机控制模块107主要包括电动机正反转控制电路、电动机Y-△启动控制电路和单相总漏电开关电路，在具体实施时，各电路之间用灰色虚线隔开，便于学员掌握。这些电路涵盖了电动机控制等常见的元器件，分别是启动、停止按钮，交流接触器，热过载继电器，时间继电器以及Y-△运行指示灯，实现了电机的自锁控制和Y-△降压启动控制，同时热过载继电器也保护了电动机。多数的故障点在此。在具体实施时，电容器和电动机可放在机柜底部，避免了人或物碰到导致损坏，同时通过设置观察窗可观察到电机的运行情况，观察窗设在操作面板下面。

其中，星/三角三相电动机启动控制部分用于实现电机Y-△降压启动控制，同时热过载继电器也保护了电动机。图5为三相异步电动机Y-△降压启动控制电路的示意图，其中SB-按钮；KM-交流接触器；KT-时间继电器；FS—热过载继电器；FU-熔断式保险；FR-三相电机保护器；QF-微型断路器；KXX-故障设置点。如该图所示，主要包含微型断路器，按钮开关，交流接触器，时间继电器，热继电器，保险，指示灯等低压元器件。控制电路的接线部分连接至故障设置箱，可设置多种故障。

其中，正反转三相电动机启动控制部分用于实现了电机正、反转控制，同时热过载继电器也保护了电动机。图6为三相异步电动机正反转控制电路的示意图，主要包含微型断路器，按钮开关，交流接触器，热过载继电器，保险，指示灯等低压元器件。控制电路的接线部分连接至故障设置箱，可设置多种故障。

H.定时计时器108：定时计时器108用于显示当前的系统时间或当设置练习考试时间后进行倒计时，以提醒操作者，方便练习考试。具体实施时，可采用独立单片机，连接在装置的RS485总线上与故障设置箱和上位机连接，接收上位机指令完成授时、倒计时、显示功能。

I.语音提示器109：语音提示器109用于考试时进行语音提示，如考试开始、考试还有5分钟、考试结束等，用于提醒操作者，方便练习考试。具体实施时，可采用独立单片机，连接在装置RS485总线上与故障设置箱和上位机连接，接收上位机指令辅助以语音芯片、喇叭完成语音提示。

下面列表说明利用上述低压故障排除程控模拟装置进行故障模拟的具体实例，如表1所示：

表1.故障模拟列表

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围，本实用新型的保护范围应以权利要求所述为准。

Claims

1.一种低压故障排除程控模拟装置，其特征在于，包括：

故障设置箱，用于模拟错误接线状态并设置故障；

三相供电模块，采用隔离变压器进行供电；

2.如权利要求1所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：所述故障设置箱包括单片机，分别连接该单片机的键盘单元、显示单元、通信单元、过载报警电路和继电器控制单元，以及连接该继电器控制单元的磁保持继电器阵列。

3.如权利要求2所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：所述单片机的型号为C8051F130，所述继电器控制单元的型号为CPLD EPM7192SQC160-10N。

4.如权利要求1所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：所述三相供电模块采用的隔离变压器为三只，容量均为1KVA。

5.如权利要求1所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：所述单相计量及照明电路模块包含微型断路器、启辉器、镇流器、照明灯具、开关和插座。

6.如权利要求5所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：所述照明灯具包括节能灯、白炽灯和日光灯。

7.如权利要求1所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：所述电动机控制模块包含热过载继电器。

8.如权利要求1所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：还包括一上位机，与所述故障设置箱连接，并通过RS485通信方式程序控制所述故障设置箱。

9.如权利要求8所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：还包括定时计时器，与所述上位机连接。

10.如权利要求8或9所述的低压故障排除程控模拟装置，其特征在于：还包括语音提示器，与所述上位机连接。