CN214226181U - 一种供电故障排查实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于供电技术培训领域，特别涉及一种供电故障排查实训系统。系统包括控制模块、串户故障模拟模块、电流故障模拟模块、电压故障模拟模块和故障输出测量模块；所述控制模块用于控制三个故障模拟模块工作模拟产生相应的故障；所述故障输出测量模块用于测量所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块模拟相应的故障时的供电输出情况。本实用新型实施例中提供的供电故障排查实训系统能够培训维护人员根据供电输出情况分析故障类型与供电输出之间的关系，从而快速地了解供电故障类型与供电输出之间的对应关系，以便于在实际供电故障处理中能够快速的确定故障类型，快速的实现供电故障排查。

Description

一种供电故障排查实训系统

技术领域

本实用新型属于供电技术培训领域，特别涉及一种供电故障排查实训系统。

背景技术

供电领域中，通常会遇到各种各类的供电故障，比如供电电流或者电压不正常，或者发生电能表“串户”现象等，通常情况下，供电故障发生的时候需要停电测试，检修人员经验不足的情况下难以快速准确的确定故障发生的原因。比如所说的电能表“串户”是一个极具普遍性的质量问题，“串户”可能是安装时接线造成的错误，也可能是安装完毕后填写名字造成的错误，这类直接影响供电关系的常见问题若不及时处理或处理不当，就有可能造成损害电网计量优质服务水平和客户满意度的事件发生。

随着供电技术的发展以及客户要求的提高，对维护人员的能力素质提出了更高要求，但是现有技术中通常通过断电测试排查的方式既影响用户正常用电，故障排查的效率又低。为了适应新变化、新要求，急需针对供电过程中容易出现的故障对维护人员进行培训，明确其故障的类型以及对应的现象、具体原因、排查方法及解决措施，全面提升员工运维能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种供电故障排查实训系统，从而克服现有技术通过断电测试排查故障的方式既影响用户正常用电，故障排查的效率又低的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种供电故障排查实训系统，包括控制模块、串户故障模拟模块、电流故障模拟模块、电压故障模拟模块和故障输出测量模块；

所述控制模块分别与所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块、所述电压故障模拟模块和所述故障输出测量模块连接，用于控制三个故障模拟模块工作模拟产生相应的故障；

所述串户故障模拟模块与电源连接，用于模拟供电串户故障；

所述电流故障模拟模块与电源连接，用于模拟供电电流故障；

所述电压故障模拟模块与电源连接，用于模拟供电电压故障；

所述故障输出测量模块分别与所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块连接，用于测量所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块模拟相应的故障时的供电输出情况。

优选的，上述技术方案中，还包括：

电源分配与保护模块，所述电源分配与保护模块分别与所述控制模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块连接，用于在所述控制模块的控制下向所述电流故障模拟模块和所述电压故障模拟模块分配电源。

优选的，上述技术方案中，所述电流故障模拟模块包括相互连接的电流回路相序与分断控制单元和电流回路相角控制单元，所述电流回路相序与分断控制单元和所述电源分配与保护模块连接，所述电流回路相序与分断控制单元和所述电流回路相角控制单元分别与所述控制模块连接；

所述电流回路相序与分断控制单元用于在所述控制模块的控制下模拟电流断路故障；

所述电流回路相角控制单元用于控制所述电流故障模拟模块输出电流的相位角，以控制所述电流故障模拟模块的输出功率。

优选的，上述技术方案中，所述电流故障模拟模块还包括升流与极性控制单元，所述升流与极性控制单元与所述电流回路相角控制单元连接，用于控制所述电流故障模拟模块输出电流的大小和/或极性。

优选的，上述技术方案中，所述串户故障模拟模块包括：

至少两个电能表，所述电能表之间并联接入电源；

继电器控制矩阵，所述继电器控制矩阵输入端连接电源，输出端分别连接所述电能表，所述继电器控制矩阵用于切换电流输入路线，改变输入所述电能表的电流，以模拟供电串户故障。

优选的，上述技术方案中，所述串户故障模拟模块还包括：

限流电阻，所述限流电阻设置在所述继电器控制矩阵的输入端，用于限制输入所述继电器控制矩阵的电流大小。

优选的，上述技术方案中，所述串户故障模拟模块还包括：

升流器，所述升流器设置在所述电流电阻与所述继电器控制矩阵输入端之间，用于调整输入所述继电器控制矩阵的电流大小。

优选的，上述技术方案中，所述串户故障模拟模块还包括：

断路保护单元，所述断路保护单元设置在所述继电器控制矩阵的输入端与电源之间，用于断路保护。

优选的，上述技术方案中，还包括：

RS485切换控制单元，所述RS485切换控制单元与所述控制模块连接，用于模拟RS485接线断开和反接故障；和/或

台区切换控制单元，所述台区切换控制单元与所述控制模块连接，用于通过设置两个台区集中器内的测量点档案参数模拟设置跨台区故障。

与现有的技术相比，本实用新型实施例中提供的供电故障排查实训系统通过控制模块控制各个故障模拟模块模拟供电常见故障类型，通过故障输出测量模块测量对应各种故障类型下的供电输出情况，根据供电输出情况就可以分析故障类型与供电输出之间的关系，从而使得维护人员能够快速地了解供电故障类型与供电输出之间的对应关系，以便于维护人员在实际供电故障处理中能够快速的确定故障类型，进而快速的实现供电故障排查，本系统能够达到良好的供电故障排查培训目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的一种供电故障排查实训系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例中提供的串户故障模拟模块的电路原理示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的继电器控制矩阵的电路原理示意图。

主要附图标记说明：

100、控制模块；200、串户故障模拟模块；210、电能表；220、继电器控制矩阵；230、限流电阻；240、升流器；250、断路保护单元；260、总开关；300、电流故障模拟模块；310、电流回路相序与分断控制单元；320、电流回路相角控制单元；330、升流与极性控制单元；400、电压故障模拟模块；500、故障输出测量模块；600、电源分配与保护模块；700、RS485切换控制单元；800、台区切换控制单元。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

实施例1

如图1所示，为本实用新型实施例中提供的一种供电故障排查实训系统的结构框图。为实现上述目的，本实用新型提供了一种供电故障排查实训系统，包括控制模块100、串户故障模拟模块200、电流故障模拟模块300、电压故障模拟模块400和故障输出测量模块500；

控制模块100分别与串户故障模拟模块200、电流故障模拟模块300、电压故障模拟模块400和故障输出测量模块500连接，用于控制三个故障模拟模块工作模拟产生相应的故障；

串户故障模拟模块200与电源连接，用于模拟供电串户故障；

电流故障模拟模块300与电源连接，用于模拟供电电流故障；

电压故障模拟模块400与电源连接，用于模拟供电电压故障；

故障输出测量模块500分别与串户故障模拟模块200、电流故障模拟模块300以及电压故障模拟模块400连接，用于测量串户故障模拟模块200、电流故障模拟模块300以及电压故障模拟模块400模拟相应的故障时的供电输出情况。

其中，控制模块100可以是MCU(微控制单元)、单片机或者其他本领域中常用的控制模块，主要以实现本实用新型实施例中的控制功能为主，并且其具体的控制程序本领域技术人员也可以根据上述描述以及结合本领域技术人员的基本编程能力进行实现，在此不进一步的描述。具体地，本实用新型实施例中可以优选MCU作为控制模块的具体实现设备，对于MCU的具体型号类型本领域技术人员可以根据实际情况从市场中进行选择，在此不进一步的展开描述。

其中，串户故障模拟模块200主要是通过利用电能表串户的原理来模拟串户故障的，电能表串户的原理主要是在安装电能表时，指定电能表的输出接线与对应用户接线错误，串到另外一家的进线端了，造成用户计量混乱。所以，本实用新型实施例中的串户故障模拟模块主要是通过模拟电能表之间接线错误的情况下来模拟串户故障的，其具体的电路设计本领域技术人员可以根据上述描述进一步进行设计。

其中，电流故障模拟模块300和电压故障模拟模块400主要是分别通过改变供电电路中的电流和电压来模拟电流和电压故障的，可以是模拟提高或降低电流、电压的情形，具体的改变电路中的电流和电压的实现方式在本领域中属于常规操作，比如可以是串联或者并联负载的方式，在此不进一步的展开描述。

其中，故障输出模拟模块500主要是用来测量供电电路的输出情况的，所以可以是包括具有单独或者同时测量电路电压、电流功能的测量设备，比如常用的万能表、电流表、电压表等，其具体的类型和型号本领域技术人员可以根据需要从市场上进行选择，在此不进一步的展开描述。

在本实用新型实施例中，供电故障排查实训系统还包括：

电源分配与保护模块600，电源分配与保护模块600分别与控制模块100、电流故障模拟模块300以及电压故障模拟模块400连接，用于在控制模块100的控制下向电流故障模拟模块300和电压故障模拟模块400分配电源。

具体地，电源分配与保护模块600主要为系统提供单三相电源，并根据系统不同表位分配单三相电源，同时具备较强的保护功能，在错误操作情况下，可以有效保护系统安全。具体实现时，可以通过电源分配器和电路安全保护装置(断路器或者安全开关等)的组合进行设计，在此不进一步的展开描述。

在本实用新型实施例中，电流故障模拟模块300包括相互连接的电流回路相序与分断控制单元310和电流回路相角控制单元320，电流回路相序与分断控制单元310和电源分配与保护模块600连接，电流回路相序与分断控制单元310和电流回路相角控制单元320分别与控制模块100连接；

电流回路相序与分断控制单元310用于在控制模块100的控制下模拟电流断路故障；

电流回路相角控制单元320用于控制电流故障模拟模块300输出电流的相位角，以控制电流故障模拟模块300的输出功率。

其中，电流回路相序与分断控制单元310在本实用新型实施例中主要以控制电路回路断路进行模拟电流故障为例，但是在其他实施例中本领域技术人员可以根据需要设置更多的电流故障类型，如前面所述的提高电流或者降低电流等，在此不进一步展开描述。并且，电流回路相序与分断控制单元在进行相序控制的时候，主要是改变三相电流的各个相线的连接方向，具体的电路在此不进一步的展开描述和示意。

其中，电流回路相角控制单元320控制电路输出电流相位角的原理主要是通过串联电容器或者电感器以及其他的方式实现，在此不进一步的描述更多实现方式，本领域技术人员可以结合现有技术中常用的相角控制原理进行实现。

在本实用新型实施例中，电流故障模拟模块300还包括升流与极性控制单元330，升流与极性控制单元330与电流回路相角控制单元320连接，用于控制电流故障模拟模块300输出电流的大小和/或极性。

其中，对于电流极性的控制，升流与极性控制单元330可以是采用常用的电容耦合法、变压器耦合法等方式进行实现，现有技术中极性改变的具体电路设计多种多样，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择和简单设计，在此不进一步的展开示意和描述。

在本实用新型实施例中，如图2中所示，为本实用新型实施例中提供的串户故障模拟模块的电路原理示意图，串户故障模拟模块200包括：

至少两个电能表210，电能表210之间并联接入电源；

继电器控制矩阵220，继电器控制矩阵220输入端连接电源，输出端分别连接电能表210，继电器控制矩阵220用于切换电流输入路线，改变输入电能表210的电流，以模拟供电串户故障。

电能表串户的原理如前面所述，在此不重复描述。其中，继电器控制矩阵220主要是通过若干个继电器进行阵列组合，形成能够灵活改变电流方向的开关控制模块。具体地，如图3所示，为本实用新型实施例中提供的继电器控制矩阵的结构示意图，其中，继电器控制矩阵中的继电器数量可以是电能表的n阶矩阵所含有的元素个数的数量，比如具有n个电能表时，继电器控制矩阵可以是由n*n矩阵排列的继电器组成。进一步的，本实用新型实施例中图3所示的继电器控制矩阵可以包括1、3、5和2、4、6两组端口，其分别对应图2所示的继电器控制矩阵的端口，本领域技术人员可以结合进行理解。

在本实用新型实施例中，串户故障模拟模块200还包括：

限流电阻230，限流电阻230设置在继电器控制矩阵220的输入端，用于限制输入继电器控制矩阵220的电流大小。

在本实用新型实施例中，串户故障模拟模块200还包括：

升流器240，升流器240设置在电流电阻230与继电器控制矩阵220输入端之间，用于调整输入继电器控制矩阵220的电流大小。其中，升流器也就是大电流干式变压器，大电流发生器是根据电力部门和工矿企业在电气设备试验如：各种开关，电流互感器和其它电器设备作电流负载试验及温升试验而专门设计制造的专用设备，本领域现有技术中有很多升流器产品，在此不进一步对其进行展开描述，本领域技术人员可以根据实际情况直接从市场上选择或者定制。

在本实用新型实施例中，串户故障模拟模块200还包括：

断路保护单元250，断路保护单元250设置在继电器控制矩阵220的输入端与电源之间，用于断路保护。断路保护单元250可以是断路器或者其他断路开关，主要起到保护作用。

具体地，串户故障模拟模块200中，其可以包括总开关260、n个电能表210、继电器控制矩阵220、n个断路器(断路保护单元250)、升流器240、n个限流电阻230；对应的，继电器控制矩阵220包括n个输入端、n个输出端；每个限流电阻230对应连接1个断路器；每个断路器对应连接继电器控制矩阵220的1个输入端；继电器控制矩阵220的每个输出端对应连接1个电能表210；三相四线电源输入至总开关后，总开关的零线分别与n个电能表的零线连接；总开关260的对应相线分别与对应相的电能表210的电流输入端连接，与之并联的输出电压经过对应限流电阻230接入升流器240二次端子的极性端，升流器240二次端子的非极性端分别经对应断路器连接至继电器控制矩阵220的对应输入端，继电器控制矩阵220的n个输出端分别与n个电能表210的电流输出端连接。其中，继电器控制矩阵220包括n*n个继电器，每n个继电器连接至同一个输入端，每n个继电器连接至同一个输出端。

进一步的，需要模拟串户故障时，通过控制模块100控制继电器控制矩阵220中的继电器通断，然后改变电能表的供电输入情况，然后通过故障输出测量模块500测量电能表的输出情况，分析串户和非串户情况之间的区别，从而能够了解到出现串户情况对应的电能表的状态，从而达到培训的目的。

另外，本实用新型实施例中提供的供电故障排查实训系统还包括：

RS485切换控制单元700，RS485切换控制单元700与控制模块100连接，用于模拟RS485接线断开和反接故障；和/或

台区切换控制单元800，台区切换控制单元800与控制模块100连接，用于通过设置两个台区集中器内的测量点档案参数模拟设置跨台区故障。

其中，考虑到电能表可能会存在通讯接线错误的情况，因而设置RS485切换控制单元700模拟通讯错误的情况，避免抄表或者电能表在使用的时候发生串户故障，影响正常供电用电。台区切换控制单元800则是为了培训维护人员了解在发生台区相互“串区”发生干扰的情况下会出现的具体表现，本领域技术人员可以根据实际情况选择设置。

此外，本系统可以通过外界接口连接外部计算机设备进行数据反馈便于进行故障分析；系统外部电源可以直接输入到电源分配与保护模块，然后在控制模块的控制下进行分配，也可以是直接输入到各个故障模拟模块中进行供电，在此不进一步展开描述。

与现有的技术相比，本实用新型实施例中提供的供电故障排查实训系统通过控制模块100控制各个故障模拟模块模拟供电常见故障类型，通过故障输出测量模块500测量对应各种故障类型下的供电输出情况，根据供电输出情况就可以分析故障类型与供电输出之间的关系，从而使得维护人员能够快速地了解供电故障类型与供电输出之间的对应关系，以便于维护人员在实际供电故障处理中能够快速的确定故障类型，进而快速的实现供电故障排查，本系统能够达到良好的供电故障排查培训目的。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种供电故障排查实训系统，其特征在于，包括控制模块、串户故障模拟模块、电流故障模拟模块、电压故障模拟模块和故障输出测量模块；

所述控制模块分别与所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块、所述电压故障模拟模块和所述故障输出测量模块连接，用于控制三个故障模拟模块工作模拟产生相应的故障；

所述串户故障模拟模块与电源连接，用于模拟供电串户故障；

所述电流故障模拟模块与电源连接，用于模拟供电电流故障；

所述电压故障模拟模块与电源连接，用于模拟供电电压故障；

所述故障输出测量模块分别与所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块连接，用于测量所述串户故障模拟模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块模拟相应的故障时的供电输出情况。

2.根据权利要求1所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，还包括：

电源分配与保护模块，所述电源分配与保护模块分别与所述控制模块、所述电流故障模拟模块以及所述电压故障模拟模块连接，用于在所述控制模块的控制下向所述电流故障模拟模块和所述电压故障模拟模块分配电源。

3.根据权利要求2所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，所述电流故障模拟模块包括相互连接的电流回路相序与分断控制单元和电流回路相角控制单元，所述电流回路相序与分断控制单元和所述电源分配与保护模块连接，所述电流回路相序与分断控制单元和所述电流回路相角控制单元分别与所述控制模块连接；

所述电流回路相序与分断控制单元用于在所述控制模块的控制下模拟电流断路故障；

所述电流回路相角控制单元用于控制所述电流故障模拟模块输出电流的相位角，以控制所述电流故障模拟模块的输出功率。

4.根据权利要求3所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，所述电流故障模拟模块还包括升流与极性控制单元，所述升流与极性控制单元与所述电流回路相角控制单元连接，用于控制所述电流故障模拟模块输出电流的大小和/或极性。

5.根据权利要求1所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，所述串户故障模拟模块包括：

至少两个电能表，所述电能表之间并联接入电源；

继电器控制矩阵，所述继电器控制矩阵输入端连接电源，输出端分别连接所述电能表，所述继电器控制矩阵用于切换电流输入路线，改变输入所述电能表的电流，以模拟供电串户故障。

6.根据权利要求5所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，所述串户故障模拟模块还包括：

限流电阻，所述限流电阻设置在所述继电器控制矩阵的输入端，用于限制输入所述继电器控制矩阵的电流大小。

7.根据权利要求6所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，所述串户故障模拟模块还包括：

升流器，所述升流器设置在所述限流电阻与所述继电器控制矩阵输入端之间，用于调整输入所述继电器控制矩阵的电流大小。

8.根据权利要求5所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，所述串户故障模拟模块还包括：

断路保护单元，所述断路保护单元设置在所述继电器控制矩阵的输入端与电源之间，用于断路保护。

9.根据权利要求1所述的供电故障排查实训系统，其特征在于，还包括：

RS485切换控制单元，所述 RS485 切换控制单元与所述控制模块连接，用于模拟RS485 接线断开和反接故障；和/或

台区切换控制单元，所述台区切换控制单元与所述控制模块连接，用于通过设置两个台区集中器内的测量点档案参数模拟设置跨台区故障。

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