CN206877529U - 一种互感器故障模拟实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种互感器故障模拟实训装置，包括柜体，所述柜体顶部设置有模拟电压互感器和模拟电流互感器，所述柜体内部设置有故障模拟控制模块、故障设置单元、绝缘电阻模拟单元和以太网通信模块；所述故障模拟控制模块包括单片机、故障模拟继电器组驱动器和故障模拟继电器组；外界PC机通过所述以太网通信模块依次连接所述单片机和所述故障模拟继电器组驱动器，所述故障模拟继电器组驱动器通过所述故障模拟继电器组分别连接所述故障设置单元和所述绝缘电阻模拟单元。

Description

一种互感器故障模拟实训装置

技术领域

本实用新型涉及电力培训教学领域，具体的说，涉及了一种互感器故障模拟实训装置。

背景技术

互感器是电力系统中重要的电气设备，随着互感器应用范围的不断扩大和电网对互感器提出的新要求，制造互感器的新材料、新工艺不断出现，互感器的电压等级和准确度等级逐渐增高，功能不断增强和细分，互感器的品种越来越多，所以掌握互感器交接试验、互感器的安装和检修等技能，对于从事互感器安装与运行维护工作的人员是很有必要的。因此加强对从事互感器安装与运维检修人员进行技能培训，使他们掌握相应的互感器运行和检修技能尤为重要。

由于目前还未出现比较成熟的互感器极性判别及绝缘电阻实训装置，导致相关的培训难以开展，因而急需要一种互感器故障模拟实训装置，能够模拟互感器在交接试验中常见的各种现象，让学员在实训中通过电气参数的变化准确地对设备状态进行判别，同时通过相应的仪器仪表测量对故障原因进行确定，进而拿出排除故障的方法，对于保证互感器正常运行能起到事半功倍的效果。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强的互感器故障模拟实训装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种互感器故障模拟实训装置，包括柜体，所述柜体顶部设置有模拟电压互感器和模拟电流互感器，所述柜体内部设置有故障模拟控制模块、故障设置单元、绝缘电阻模拟单元和以太网通信模块，所述故障模拟控制模块包括单片机、故障模拟继电器组驱动器和故障模拟继电器组；外界PC机通过所述以太网通信模块依次连接所述单片机和所述故障模拟继电器组驱动器，所述故障模拟继电器组驱动器通过所述故障模拟继电器组分别连接所述故障设置单元和所述绝缘电阻模拟单元。

基于上述，所述故障模拟继电器组包括断路故障模拟继电器组、短路故障模拟继电器组和极性故障模拟继电器组。

基于上述，所述故障设置单元包括短路故障模拟继电器组触点K1、断路故障模拟继电器组触点K2、断路故障模拟继电器组触点K3和极性故障模拟继电器组触点K4，所述短路故障模拟继电器组触点K1的两端分别连接所述断路故障模拟继电器组触点K2的一端和所述断路故障模拟继电器组触点K3的一端，所述断路故障模拟继电器组触点K2的另一端和所述K3的另一端分别连接所述极性故障模拟继电器组触点的两端。

基于上述，所述绝缘电阻模拟单元包括电压互感器绝缘电阻模拟单元和电流互感器绝缘电阻模拟单元，

所述电压互感器绝缘电阻单元包括短路故障模拟继电器组触点K5、短路故障模拟继电器组触点K6、短路故障模拟继电器组触点K7和电阻模拟模块，所述模拟电压互感器的初级绕组依次通过所述短路故障模拟继电器组触点K5、所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K7连接所述模拟电压互感器的二次绕组，所述短路故障模拟继电器组触点K6并联在所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K7两端，所述电阻模拟模块还连接所述模拟电压互感器的外壳；

所述电流互感器绝缘电阻单元包括短路故障模拟继电器组触点K8、短路故障模拟继电器组触点K9、短路故障模拟继电器组触点K10、短路故障模拟继电器组触点K11、短路故障模拟继电器组触点K12和电阻模拟模块，所述模拟电流互感器的初级绕组依次通过所述短路故障模拟继电器组触点K8、所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K11连接所述模拟电流互感器的两个二次绕组，所述短路故障模拟继电器组触点K10并联在所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K11两端；所述短路故障模拟继电器组触点K12并联在所述模拟电流互感器的一个二次绕组间，所述短路故障模拟继电器组触点K12通过所述短路故障模拟继电器组触点K9连接所述短路故障模拟继电器组触点K8和所述短路故障模拟继电器组触点K10的中间连接处，所述电阻模拟模块还连接所述模拟电流互感器的外壳。

基于上述，所述电阻模拟模块包括若干个依次串联的电阻，每一个电阻两端均并联一个短路故障模拟继电器组触点。

基于上述，若干个电阻的阻值均不相同。

基于上述，所述柜体上还设置有启动按钮、复位按钮、停止按钮、五孔墙壁插座、直流充电开关、电源接线孔、接地端子、电源总空开和网络插座。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过外界PC端、故障模拟控制器、故障设置单元、模拟绝缘电阻单元等的设备，真实模拟了互感器不同的极性设置和绝缘电阻的阻值变化，保证了学员的培训质量，提高了学员的专业技能水平，具有设计科学、实用性强的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构主视示意图。

图2是本实用新型的结构左视示意图。

图3是本实用新型的结构右视示意图。

图4是本实用新型的原理框图。

图5是本实用新型中故障模拟控制模块的部分电路图。

图6是本实用新型中故障设置单元和绝缘电阻模拟单元的连接示意图。

图7是本实用新型中模拟电压互感器的故障模拟电路图。

图8是本实用新型中模拟电流互感器的故障模拟电路图。

图中：1.柜体；2.五孔墙壁插座；3.10kV仿真电压互感器；4.10kV电流互感器；5.复位按钮；6.启动按钮；7.停止按钮；8.直流充电开关；9.电源接线孔；10.接地端子；11.电源总空开；12.网络插座。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种互感器故障模拟实训装置，包括柜体1，所述柜体1顶部设置有模拟电压互感器和模拟电流互感器，优选的，所述模拟电压互感器为10kV仿真电压互感器3，所述模拟电流互感器为10kV仿真电流互感器4；所述10kV仿真电压互感器3和所述10kV仿真电流互感器4具有与真实的10kV电压互感器或10kV电流互感器相同的电路结构、逻辑关系和外部表象。

如图2和图3所示，所述柜体1侧壁上设置有启动按钮6、复位按钮5、停止按钮7、五孔墙壁插座2、直流充电开关8、电源接线孔9、接地端子10、电源总空开11和网络插座12；

如图4所示，所述柜体1内部设置有故障模拟控制模块、故障设置单元、绝缘电阻模拟单元和以太网通信模块，外界PC机通过所述以太网通信模块与所述故障模拟控制模块通信连接，所述故障模拟控制模块分别连接所述故障设置单元和所述绝缘电阻模拟单元。

如图5所示为所述故障模拟继电器组驱动器模拟控制模块的电路图。所述故障模拟控制模块包括单片机、故障模拟继电器组驱动器和故障模拟继电器组，所述故障模拟继电器组包括断路故障模拟继电器组、短路故障模拟继电器组和极性故障模拟继电器组；所述外界PC机通过所述以太网通信模块依次连接所述单片机和所述故障模拟继电器组驱动器，所述故障模拟继电器组驱动器通过所述故障模拟继电器组连接所述故障设置单元和所述绝缘电阻模拟单元。

使用时，所述故障模拟继电器组通过所述网络插座12和485方式与外界PC机连接，接收所述外界PC机发出的故障模拟指令，并通过所述故障模拟继电器组驱动器驱动所述故障模拟继电器组的动作，使所述故障模拟继电器组触点闭合或断开，以实现各种故障和模拟电阻的设置和恢复。

如图6所示，所述故障设置单元分别串联在所述模拟电压互感器的初级电路、所述模拟电压互感器的次级电路、所述模拟电流互感器的初级电路和所述模拟电流互感器的两个次级电路中；

所述绝缘电阻模拟单元并联在所述模拟电压互感器的初级电路和所述模拟电压互感器的次级电路之间，所述绝缘电阻模拟单元还并联在所述模拟电流互感器的初级电路和所述模拟电流互感器的次级电路之间，所述绝缘电阻模拟单元还分别通过所述模拟电压互感器的外壳和所述模拟电流互感器的外壳接地。

本实用新型的工作原理为：所述外界PC机通过所述以太网通信模块向所述故障模拟控制模块发送互感器故障设置指令，所述故障模拟控制模块根据所述互感器故障设置指令控制所述故障设置单元和所述绝缘电阻模拟单元设置互感器的故障和电阻值，从而实现了互感器极性判别、断路故障、短路故障的模拟和绝缘电阻阻值的调节，组合形式多样化，保证了学员的培训质量，提高了学员的专业技能水平。

具体的，所述故障模拟控制模块包括单片机、故障模拟继电器组驱动器和故障模拟继电器组，所述外界PC机通过所述以太网通信模块依次连接所述单片机和所述故障模拟继电器组驱动器，所述故障模拟继电器组驱动器通过所述故障模拟继电器组的控制电路连接所述故障设置单元。优选的，所述故障模拟继电器组包括断路故障模拟继电器组、短路故障模拟继电器组和极性故障模拟继电器组。

具体的，如图7和图8所示，所述故障设置单元包括短路故障模拟继电器组触点K1、断路故障模拟继电器组触点K2、断路故障模拟继电器组触点K3和极性故障模拟继电器组触点K4，所述短路故障模拟继电器组触点K1、所述断路故障模拟继电器组触点K2、所述断路故障模拟继电器组触点K3和所述极性故障模拟继电器组触点K4分别与所述故障模拟继电器组的控制电路连接，在所述故障模拟继电器组的控制电路的控制下闭合或断开。

优选的，所述短路故障模拟继电器组触点K1、所述断路故障模拟继电器组触点K2和所述断路故障模拟继电器组触点K3均为常开触点，所述极性故障模拟继电器组触点K4为由常开触点和常闭触点组成的组合触点。

所述短路故障模拟继电器组触点K1的两端还分别连接有所述断路故障模拟继电器组触点K2的一端和所述断路故障模拟继电器组触点K3的一端，所述极性故障模拟继电器组触点的两端分别连接所述断路故障模拟继电器组触点K2的另一端和所述K3的另一端。

使用时分别在所述模拟电压互感器的初级电路、所述模拟电压互感器的次级电路、所述模拟电流互感器的初级电路和所述模拟电流互感器的两个次级电路中设置所述故障设置单元，通过控制所述短路故障模拟继电器组触点K1的开合实现所述模拟电压互感器或所述模拟电流互感器的短路故障模拟；通过控制所述断路故障模拟继电器组触点K2和所述断路故障模拟继电器组触点的开合实现所述模拟电压互感器或所述模拟电流互感器的断路故障模拟；通过控制所述极性故障模拟继电器组触点K4的开合实现所述模拟电压互感器或所述模拟电流互感器故障模拟。

具体的，如图7和图8所示，所述绝缘电阻模拟单元包括电压互感器绝缘电阻模拟单元和电流互感器绝缘电阻模拟单元，

所述电压互感器绝缘电阻单元包括短路故障模拟继电器组触点K5、短路故障模拟继电器组触点K6、短路故障模拟继电器组触点K7和电阻模拟模块，所述模拟电压互感器的初级绕组依次通过所述短路故障模拟继电器组触点K5、所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K7连接所述模拟电压互感器的二次绕组，所述短路故障模拟继电器组触点K6并联在所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K7两端，所述电阻模拟模块还连接所述模拟电压互感器的外壳。

具体的，当所述短路故障模拟继电器触点K5和所述模拟电压互感器初级侧的短路故障模拟继电器触点K1均闭合，所述短路故障模拟继电器组触点K6和所述短路故障模拟继电器组触点K7均断开时，所述模拟电压互感器的二级绕组和初级绕组均被短路，所述模拟电压互感器的初级接线端子直接通过所述电阻模拟模块接地。

当所述短路故障模拟继电器触点K5、所述短路故障模拟继电器组触点K6、所述模拟电压互感器初级侧的短路故障模拟继电器触点K1和所述模拟电压互感器二级侧的短路故障模拟继电器触点K1均闭合，所述短路故障模拟继电器组触点K7断开时，所述模拟电压互感器的初级绕组和二级绕组直接被短路，所述模拟电压互感器的初级接线端子直接连通所述模拟电压互感器的二级接线端子。

当所述短路故障模拟继电器触点K6和所述模拟电压互感器二级侧的短路故障模拟继电器触点K1均闭合，所述短路故障模拟继电器组触点K5和所述短路故障模拟继电器组触点K7均断开时，所述模拟电压互感器的二级绕组通过所述电阻模拟模块接地。

当所述短路故障模拟继电器触点K7和所述模拟电压互感器二级侧的短路故障模拟继电器触点K1均闭合，所述短路故障模拟继电器组触点K5和所述短路故障模拟继电器组触点K6均断开时，所述模拟电压互感器的二级绕组直接接地。

优选的，所述电阻模拟模块包括若干个依次串联的电阻，每一个电阻两端均并联一个短路故障模拟继电器组触点，且若干个电阻的阻值均不相同。在本实施例中，所述电阻模拟模块包括6个依次串联的电阻，且这6个电阻的阻值依次为100M欧姆、200M欧姆、300M欧姆、400M欧姆、600M欧姆、800M欧姆。控制与所述电阻并联的短路故障模拟继电器组触点的开合即可模拟不同一次绕组对二次绕组及外壳、各二次绕组间及其对外壳的绝缘电阻值，组合变化多样。

所述电流互感器绝缘电阻单元的工作原理与所述电压互感器绝缘电阻单元相同，具体的，所述电流互感器绝缘电阻单元包括短路故障模拟继电器组触点K8、短路故障模拟继电器组触点K9、短路故障模拟继电器组触点K10、短路故障模拟继电器组触点K11、短路故障模拟继电器组触点K12和电阻模拟模块，所述模拟电流互感器的初级绕组依次通过所述短路故障模拟继电器组触点K8、所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K11连接所述模拟电流互感器的两个二次绕组，所述短路故障模拟继电器组触点K10并联在所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K11两端；所述短路故障模拟继电器组触点K12并联在所述模拟电流互感器的一个二次绕组间，所述短路故障模拟继电器组触点K12通过所述短路故障模拟继电器组触点K9连接所述短路故障模拟继电器组触点K8和所述短路故障模拟继电器组触点K10的中间连接处，所述电阻模拟模块还连接所述模拟电流互感器的外壳。

通过所述短路故障模拟继电器组触点K8、所述短路故障模拟继电器组触点K9、所述短路故障模拟继电器组触点K10、所述短路故障模拟继电器组触点K11、所述短路故障模拟继电器组触点K12、所述电阻模拟模块、所述短路故障模拟继电器组触点K1、所述断路故障模拟继电器组触点K2、所述断路故障模拟继电器组触点K3和所述极性故障模拟继电器组触点K4之间的开合来实现所述模拟电压互感器和所述电流互感器初级绕组或二级绕组的短路、断线或极性错误等故障以及对不同电阻的仿真。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：包括柜体，所述柜体顶部设置有模拟电压互感器和模拟电流互感器，所述柜体内部设置有故障模拟控制模块、故障设置单元、绝缘电阻模拟单元和以太网通信模块；

所述故障模拟控制模块包括单片机、故障模拟继电器组驱动器和故障模拟继电器组；

外界PC机通过所述以太网通信模块依次连接所述单片机和所述故障模拟继电器组驱动器，所述故障模拟继电器组驱动器通过所述故障模拟继电器组分别连接所述故障设置单元和所述绝缘电阻模拟单元。

2.根据权利要求1所述的一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：所述故障模拟继电器组包括断路故障模拟继电器组、短路故障模拟继电器组和极性故障模拟继电器组。

3.根据权利要求2所述的一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：所述故障设置单元包括短路故障模拟继电器组触点K1、断路故障模拟继电器组触点K2、断路故障模拟继电器组触点K3和极性故障模拟继电器组触点K4；

所述短路故障模拟继电器组触点K1的两端分别连接所述断路故障模拟继电器组触点K2的一端和所述断路故障模拟继电器组触点K3的一端，所述断路故障模拟继电器组触点K2的另一端和所述K3的另一端分别连接所述极性故障模拟继电器组触点的两端。

4.根据权利要求3所述的一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：所述绝缘电阻模拟单元包括电压互感器绝缘电阻模拟单元和电流互感器绝缘电阻模拟单元，

所述电压互感器绝缘电阻单元包括短路故障模拟继电器组触点K5、短路故障模拟继电器组触点K6、短路故障模拟继电器组触点K7和电阻模拟模块，所述模拟电压互感器的初级绕组依次通过所述短路故障模拟继电器组触点K5、所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K7连接所述模拟电压互感器的二次绕组，所述短路故障模拟继电器组触点K6并联在所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K7两端，所述电阻模拟模块还连接所述模拟电压互感器的外壳；

所述电流互感器绝缘电阻单元包括短路故障模拟继电器组触点K8、短路故障模拟继电器组触点K9、短路故障模拟继电器组触点K10、短路故障模拟继电器组触点K11、短路故障模拟继电器组触点K12和电阻模拟模块，所述模拟电流互感器的初级绕组依次通过所述短路故障模拟继电器组触点K8、所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K11连接所述模拟电流互感器的两个二次绕组，所述短路故障模拟继电器组触点K10并联在所述电阻模拟模块和所述短路故障模拟继电器组触点K11两端；所述短路故障模拟继电器组触点K12并联在所述模拟电流互感器的一个二次绕组间，所述短路故障模拟继电器组触点K12通过所述短路故障模拟继电器组触点K9连接所述短路故障模拟继电器组触点K8和所述短路故障模拟继电器组触点K10的中间连接处，所述电阻模拟模块还连接所述模拟电流互感器的外壳。

5.根据权利要求4所述的一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：所述电阻模拟模块包括若干个依次串联的电阻，每一个电阻两端均并联一个短路故障模拟继电器组触点。

6.根据权利要求5所述的一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：若干个电阻的阻值均不相同。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种互感器故障模拟实训装置，其特征在于：所述柜体上还设置有启动按钮、复位按钮、停止按钮、五孔墙壁插座、直流充电开关、电源接线孔、接地端子、电源总空开和网络插座。