电力故障模拟设备的制作方法

本发明涉及电力系统领域，特别涉及电力故障模拟设备。

背景技术：

随着国民经济的迅速发展，为了满足日益增长的电能需求，电力系统也在进行技术的更新换代，在电力系统中建设智能电网已经成为社会进步的趋势。

在建设智能电网的过程中，单、三相智能电能表已经得到广泛的应用，局限于目前电工的技术水平，上述单、三相智能电能表的维护基本上是由厂家进行。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

由于单、三相智能电能表的用量越来越大，如果全部由厂家进行日常维护，会严重影响单、三相智能电能表的推广利用。但是目前的电力维护人员由于没有参加过对智能电能表的维修培训，因此不能顺利的对智能电能表进行维护。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本发明提供了用于对电力维护人员进行维护培训的电力故障模拟设备，所述电力故障模拟设备，包括：

与程控电源连接的电网运行故障模拟器，以及与所述电网运行故障模拟器相连的仿真智能电能表，在所述程控电源与所述电网运行故障模拟器之间设置有互感组件；通过有线线缆与所述程控电源、所述电网运行故障模拟器、所述仿真智能电能表连接的通讯转换控制箱；通过无线网络与所述通讯转换控制箱连接的控制主机；

所述电力故障模拟设备放置在防水壳体中，在防水壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体通过铰接件铰接，在上壳体与下壳体接触的截面设有双层密封胶条，在防水壳体表面上设有充气孔；在防水壳体内设有用于承载控制主机和电源的基座，以及用于收纳信号收发器、继电器控制器、继电器矩阵电路的凹槽。

可选的，所述互感元件包括电压互感器和电流互感器。

可选的，在所述控制主机与所述通讯转换控制箱之间，还设置有通讯转换模块。

可选的，所述有线线缆采用RS232或RS485接口。

可选的，所述控制主机将故障指令通过所述无线网络发送至所述通讯转换控制箱，所述通讯转换控制箱根据所述故障指令解析出故障信息，并将所述故障信息通过所述有线线缆发送至所述程控电源、所述电网运行故障模拟器、所述仿真智能电能表处；

所述程控电源根据所述故障信息输出不同类型的故障电压信号和故障电流信号；

所述电网运行故障模拟器接收所述故障电压信号和所述故障电流信号，结合所述故障信息，产生不同类型的典型电网故障示例信号；

所述仿真智能电流表接收所述典型电网故障示例信号，结合所述故障信息，产生故障电压数据和故障电流数据。

可选的，所述控制主机通过所述通讯转换控制箱获取所述故障电压信号和所述故障电流信号，与所述故障指令进行核对；

所述控制主机通过所述通讯转换控制箱获取所述典型电网故障示例信号，与所述故障指令进行核对；

所述控制主机通过所述通讯转换控制箱获取所述故障电压数据和所述故障电流数据，与所述故障指令进行核对。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过通讯转换控制箱获取控制主机发送的用于产生预设故障的指令数据，将指令数据通过有线线缆发送至具体呈现故障的程控电源/电网运行故障模拟器/仿真智能电能表，并且还可以对沉陷故障的三个部件进行故障核对，以便于提高本实训装置的可用性，最终提高使用本实训装置的培训人员的技能水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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是本发明提供的电力故障模拟设备的结构示意图；

图2是本发明提供的电力故障模拟设备的详细结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了电力故障模拟设备，如图1所示，所述电力故障模拟设备，包括：

与程控电源连接的电网运行故障模拟器，以及与所述电网运行故障模拟器相连的仿真智能电能表，在所述程控电源与所述电网运行故障模拟器之间设置有互感组件；通过有线线缆与所述程控电源、所述电网运行故障模拟器、所述仿真智能电能表连接的通讯转换控制箱；通过无线网络与所述通讯转换控制箱连接的控制主机；所述电力故障模拟设备放置在防水壳体中，在防水壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体通过铰接件铰接，在上壳体与下壳体接触的截面设有双层密封胶条，在防水壳体表面上设有充气孔；

在防水壳体内设有用于承载控制主机和电源的基座，以及用于收纳信号收发器、继电器控制器、继电器矩阵电路的凹槽。

在实施中，程控电源与电网运行故障模拟器相连，实现对电网运行故障模拟器的供电，电网运行故障模拟器与仿真智能电能表相连。在程控电源与电网运行故障模拟器之间还设置有互感组件。

通讯转换控制箱的一端通过无线网路与控制主机通讯，另一端则通过有线线缆同时与程控电源、电网运行故障模拟器、以及仿真智能电能表连接，以便根据接收到的通讯主机发送的用于产生故障的指令数据，针对性的对程控电源、电网运行故障模拟器、以及仿真智能电能表进行控制，使得三者能够产生与指令数据对应的故障，实现本实训装置对智能电网张可能会发生的故障的模拟。

在本实施例附图中，为了区分有线线缆和无线网络两种传输形式，使用实线表示有线线缆，使用虚线表示无线网络，特此说明。

为了提高该故障模拟设备对恶劣条件的适应能力，便于电力维护人员在室外条件下使用该电力故障模拟设备，特地为电力故障模拟设备设计了防水壳体，除了在防水壳体的上壳体和下壳体接触的截面设有双层密封胶条实现防水效果外，在防水壳体上还设有充气孔，该充气孔用于当上壳体和下壳体密封后，通过外界的高压充气设备向防水壳体内充气，提高防水壳体内的气压，这样使得外界的液体更加难以进入防水壳体内部，提高了防水壳体的气密性。

可选的，所述互感元件包括电压互感器和电流互感器。

在实施中，程控电源的输出端分别通过电压互感器和电流互感器为电网运行故障模拟器进行供电。

由于在电网运行故障模拟器后端连接的仿真智能电能表为虚负荷电源，因此程控电源对仿真智能电能表提供的为虚负荷电流，并且该虚负荷电流为程控电源接收控制主机通过通讯转换控制箱发送的指令数据生成的。

可选的，在所述控制主机与所述通讯转换控制箱之间，还设置有通讯转换模块。

在实施中，如图2所示，通讯转换模块与控制主机之间通过无线网络连接，以便于扩大与控制主机通讯的范围。并且该通讯转换模块还通过有线线缆与通讯转换控制箱连接，从而将控制主机发送的指令数据转换为串行数据，并将串行数据通过有线线缆传输至通讯转换控制箱，以便于后者进行指令数据的分发处理。

可选的，所述有线线缆采用RS232或RS485接口。

在实施中，为了实现不同部件之间的数据通讯，在本模拟装置中的有线线缆使用基于RS232标准的接口。而为了进一步实现不同部件之间的联网功能，还适应性的在部分部件之间使用基于RS485标准的接口，这样在实现点对点通信的同时，还可以实现联网功能，从而提高本模拟装置的使用范围。

本申请提出的电力故障模拟设备的具体流程为：

控制主机通过无线网络向通讯转换控制箱发送用于生成预设故障的指令数据，通讯转换控制箱对指令数据进行解析获取到具体的故障信息，根据故障信息中生成故障对象的不同，将故障信息针对性的通过RS485有线线缆发送至程控电源、电网运行故障模拟器、仿真智能电能表中的至少一个，以便于三者在接收到故障信息后，程控电源可以输出不同类型的故障电压信号以及故障电流信号，电网运行故障模拟器在接收到程控电源输出的故障电压信号和/或故障电流信号后，结合故障信息，产生不同类型的典型电网故障示例信号。而仿真智能电能表根据电网运行故障模拟器传输的典型故障示例信号后，结合故障信息，产生具体的故障电压数据以及故障电流数据，用于实现单项模拟故障、三相三线下的模拟故障以及三相四线下的模拟故障，从而令培训人员能够根据产生的具体故障，完成故障排查工作，实现对智能电网故障模拟模拟，提现本实训装置的意义。

在实际使用中，仿真智能电能表能够仿真故障包括：

单项模拟故障：失压、失流、掉电、功率反。

三相三线下的模拟故障：A相断相、C相断相、A相功率反、C相功率反、A相失压、C相失压、全失压、A相电流失流、C相电流失流、A相电流断流、C相电流断、掉电、电压错相序、电流错相序。

三相四线下的模拟故障：A相断相、B相断相、C相断相、A相功率反、B相功率反、C相功率反、A相失压、B相失压、C相失压、全失压、A相电流失流、B相电流失流、C相电流失流、A相电流断流、B相电流断流、C相电流断、掉电、电压错相序、电流错相序。

上述过程中，指令数据的流向为控制主机→通讯转换控制箱→程控电源/电网运行故障模拟器/仿真智能电能表，体现的是具体故障生成的过程，其实本实训装置还可以完成故障核对工作，该工作的具体流程为：

通讯故障控制箱从程控电源处获取故障电压信号和故障电流信号，从电网运行故障模拟器处获取典型电网故障示例信号，从仿真智能电能表处获取故障电压数据和故障电流数据，并将获取到的故障电压信号和故障电流信号、典型电网故障示例信号、故障电压数据和故障电流数据传输至控制主机处，以便于控制主机将接收到的对象与发出的指令数据进行核对，确保程控电源、电网运行故障模拟器和仿真智能电能表呈现出的故障与控制主机包含在指令数据中的预设故障是一致的，从而保证了本实训装置向培训人员展示出的对智能电网模拟的故障是有效的，最终提高了培训人员的技能水平。

上述核对流程中，信号流向为程控电源/电网运行故障模拟器/仿真智能电能表→通讯转换控制箱→控制主机，体现的是故障核对的过程。

本发明提供了电力故障模拟设备，包括与程控电源连接的电网运行故障模拟器，以及与电网运行故障模拟器相连的仿真智能电能表，在程控电源与电网运行故障模拟器之间设置有互感组件；通过有线线缆与程控电源、电网运行故障模拟器、仿真智能电能表连接的通讯转换控制箱；通过无线网络与通讯转换控制箱连接的控制主机。通过通讯转换控制箱获取控制主机发送的用于产生预设故障的指令数据，将指令数据通过有线线缆发送至具体呈现故障的程控电源/电网运行故障模拟器/仿真智能电能表，并且还可以对沉陷故障的三个部件进行故障核对，以便于提高本实训装置的可用性，最终提高使用本实训装置的培训人员的技能水平。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。