专利名称：二次回路检修实训系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及二次回路检修实训系统，属于电力行业二次回路检修培训设备技术领域。
背景技术：
电力系统二次设备及其回路实现了对一次设备的监测、控制、调节和保护，能够反映一次设备的运行工况。当一次设备出现异常或发生故障时，又能够迅速发出信号，并快速切除故障设备，因此，二次设备及其回路是电力系统安全、稳定、经济运行的重要保证，是变电站不可缺少的重要组成部分。目前市场上常见的电力系统二次设备及其回路只能适用于现场操作，并且由于其体积庞大，比较笨重，不方便搬进实验室进行培训教学，在对于操作人员进行培训时，传统的培训方式通常是进行文字讲解、绘图描述，这种培训方式理论性强但缺乏实际动手能力的训练，使得培训效果不佳。随着多媒体技术的广泛应用，人们通过计算机多媒体辅助手段进行理论培训，然后到现场观摩，但该培训方式依旧不能进行实际操作，并且现场环境具有实际的高电压，对培训而言存在不安全因素。为了解决上述问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
实用新型内容本实用新型的目的是提供二次回路检修实训系统，用以解决现有的电力系统二次设备及其回路操作人员的培训方式效果不佳且不安全的问题。本实用新型为解决上述技术问题而提供二次回路检修实训系统，该实训系统包括三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜中的至少两个或多个以及通过交换机与之对应通信连接的后台计算机，所述变压器冷却回路培训柜中设有变压器冷却风机及其控制回路，所述分相断路器弹簧操作机构培训柜内设有分相断路器弹簧操作机构及其控制回路，所述三相断路器弹簧操作机构培训柜内设有三相断路器弹簧操作机构及其控制回路，所述分相断路器液压操作机构培训柜内设有分相断路器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断路器控制回路，所述隔离刀闸电动操作机构培训柜内设有隔离刀闸、隔离刀闸操作机构和与其控制连接的隔离刀闸控制回路，所述的三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜内都均设有对应的故障模拟器，所述的每个故障模拟器包括一组故障设置继电器及其控制回路，所述每组故障设置继电器的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在所述各个培训柜内的相应控制回路中，用于模拟设定故障。所述每组故障设置继电器的控制回路都包括单片机和驱动电路，所述单片机的相应端口通过通讯转换器与交换机通信连接，并通过所述驱动电路与所述故障设置继电器对应连接，单片机根据接收到的所述后台计算机的指令驱动相应故障设置继电器动作。所述分相断路器弹簧操作机构的控制回路包括就地合闸控制回路、A相分/合闸控制回路、B相分/合闸控制回路，在所述各控制回路中分别串联有一个分相断路器不能就地合闸故障点、A相不能分/合闸故障点和B相不能分/合闸故障点。所述三相断路器弹簧操作机构控制回路包括储能电机回路和储能电机控制回路，在所述储能电机回路和储能电机控制回路中分别串联有一个或多个储能电机不能运行故障点和一个储能电机控制回路断线故障点。所述的变压器冷却风机控制回路包括风机启动控制支路，该风机控制支路上串接有相应继电器阵列触点形成风机启动故障点。所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路，合闸低油压闭锁、低气压闭锁和住分闸低油压闭锁控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点。所述隔离刀闸控制回路需模拟故障的控制支路包括刀闸分、合闸控制支路及外部闭锁控制支路和刀闸电机控制支路，各控制支路中分别串联有一个对应的故障设置继电器的触点。所述的三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜内均设有语音计时器模块，所述语音计时器模块通过交换机与相应的后台计算机通讯连接，用于学员培训考试时的语音报时。所述的三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜内均设有保护模块，该保护模块由分相过流保护电路、总漏保护电路和装置启/停按钮组成，用于人身保护和设备安全。本实用新型的有益效果是:本实用新型通过故障模拟器，对每个培训柜中的相应控制回路设置通过后台计算机控制的在真实运行中的常见故障点，故障模拟器与后台计算机通讯连接，只需在后台计算机上进行进行操作和设置“故障”，故障模拟器接收后台计算机的故障设置命令，通过相应的故障设置继电器的断开或者接通，控制设置“故障”的对应支路，达到模拟故障的效果。该培训装置能够真实的模拟电力系统二次设备及其回路的正常运行状态及故障状态，让学员进行分析、查找并排除，通过模拟真实的二次设备及其回路，学员能够亲自动手操作，理论与实际相结合，达到了较好的培训效果。
图1是本实用新型二次回路检修实训系统的结构框图；图2-1为本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜原理框图；图2-2为本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜原理图；图2-3为本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜结构图；图2-4为本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜中故障模拟器电路原理图；图2-5为本实用新型CJ2电动刀闸操作机构原理图；图2-6为本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜整体电路图；[0023]图2-7为本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜一次系统模拟图；图3-1为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜原理框图；图3-2为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜原理图；图3-3为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜结构图；图3-4为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜中故障模拟器电路图；图3-5为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜分、合闸原理图；图3-6为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜闭锁部分原理图；图3-7为本实用新型分相断路器液压操作机构培训柜储能部分原理图；图3-8为本实用新型分相操作箱原理图；图4-1是本实用新型三相断路器弹簧操作机构培训装置柜体结构图；图4-2是本实用新型三相断路器弹簧操作机构培训柜体的实训系统原理框图；图4-3是本实用新型三相断路器弹簧操作机构培训柜具体电路原理图；图4-4是本实用新型三相断路器弹簧操作机构培训柜中故障模拟装置及故障设置回路原理图；图4-5是本实用新型三相断路器弹簧操作机构培训柜中三相断路器弹簧操作机构培训装置合、分闸回路；图4-6是本实用新型三相断路器弹簧操作机构培训柜中三相断路器弹簧操作机构培训装置储能及信号回路；图5-1是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体结构图；图5-2是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体原理框图；图5-3是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体电路原理图；图5-4是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体故障模拟装置及故障设置回路原理图；图5-5是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体中分相断路器弹簧操作机构培训装置合闸控制回路；图5-6是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体中分相断路器弹簧操作机构培训装置分闸I控制回路；图5-7是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体中分相断路器弹簧操作机构培训装置分闸2控制回路；图5-8是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体中分相断路器弹簧操作机构培训装置SF6总闭锁控制回路；图5-9是本实用新型分相断路器弹簧操作机构培训柜体中分相断路器弹簧操作机构培训装置储能电机和马达控制回路；图6-1是本实用新型变压器冷却回路培训柜体的结构图；图6-2是本实用新型变压器冷却回路培训柜中故障模拟器部分原理图；图6-3是本实用新型变压器冷却回路培训柜体电源及控制部分原理图；图6-4是本实用新型变压器冷却回路培训柜系统图。
具体实施方式
[0051]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的说明。本实用新型的二次回路检修实训系统包括三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜中的至少两个或多个以及通过交换机与之对应通信连接的后台计算机，这里我们以五台培训柜组成的实训系统为例来进行说明，如图1所示，三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜连接到交换机的相应端口，与这五个培训柜相对应的学员计算机连接到相应的交换机端口，该交换机上还连接有教练员计算机，该教练员计算机可以连接到这个五个培训柜中的任何一个。本实用新型隔离刀闸电动操作机构培训柜原理及结构，由图2-1、2_2和2-3可知，该隔离刀闸电动操作机构培训柜中设置有故障模拟器、隔离刀闸、隔离刀闸操作机构和与其控制连接的隔离刀闸控制回路，隔离刀闸操作机构包括CJ2电动刀闸操作机构2-9和与之控制连接的中间继电器，隔离刀闸控制回路包括隔离刀闸电动操作机构一次系统2-2(如图2-7所示)、隔离刀闸电机2-8及与隔离刀闸电机控制连接的隔离刀闸电机控制电路2-6和保护电路2-7，故障模拟器包括一组故障设置继电器及与其控制连接的继电器控制电路，故障模拟器通过通信线路与后台计算机连接，用于根据接收的后台计算机发出的故障设置指令控制相应故障设置继电器的动作，各故障设置继电器的触点分别通过串联或并联的方式连接在隔离刀闸控制回路需模拟故障的控制支路中，用于模拟设定故障。另外，本实用新型的隔离刀闸控制回路上还设有分合闸指示灯2-5 ;培训柜体中还设有凝露控制器、培训柜内照明设备和语音计时器2-1，凝露控制器用于对环境温度和湿度的控制，防止柜体内产生凝露；柜内照明设备用于在光线不足的情况下进行照明；语音计时器与后台计算机通信连接，语音计时器用于采集隔离刀闸电动操作机构的工作状态和学员考试时的计时和语音报时。培训柜体上设有用于控制就地及远端切换的转换开关，即图2-3中的就地-远方转换开关2-4。该培训装置使用的三相交流电源为三相四线制，四条线都穿过漏电保护装置的总漏检测线圈连接到电源开关，漏电保护装置包括顺次连接的总空气开关、电流互感器和总漏电检测线圈，总漏电检测线圈的输出端通过一个交流电源开关2-3给培训柜体内设备供电。后台计算机由市电供电，通过通讯转换器WT-TX02与培训柜体中的故障模拟器WT-CHl5A及语音计时器以RS485方式通信连接。如图2-4所示为隔离刀闸电动操作机构培训柜中故障模拟器的电路图，通过485方式与后台计算机连接，接受计算机发出的故障模拟指令，执行后输出到各个控制回路，这是一种继电器控制设备，采用单片机控制继电器方式实现各种功能的切换，用于实现控制回路常见故障的设置。故障模拟器包括单片机及由单片机控制的一组故障设置继电器dll-d21，故障设置继电器的触点设置于隔离刀闸控制回路的对应故障点处；单片机通过移位寄存器和驱动器将信号送给故障设置继电器，控制故障设置继电器动作，使触点闭合或者断开，来完成故障设置和恢复。接入三相交流电源并且检查无误后，合上装置总电源，按下漏电保护装置上的“启动”按钮或者点击PC软件“启动”，装置启动，交流侧电源电源到故障模拟器(WT-CH15)与CJ2电动刀闸操作机构模块，故障模拟器单片机开始工作，同时CJ2电动刀闸操作机构开始工作，待使用完毕后，按下“停止”按钮或者点击PC软件“停止”，装置停止工作，然后把总电源断开。如图2-5所示，IG刀闸合闸时，按动一次模拟屏盘上IG合闸按钮或者通过就地按动合闸按钮，进行合闸，电机带动减速箱控制本体转动拐臂完成合闸操作。IG刀闸分闸时，按动一次模拟屏盘上IG分闸按钮或者通过就地按动分闸按钮，进行分闸，电机带动减速箱控制本体转动拐臂完成分闸操作。如图2-6所示为隔离刀闸电动操作机构培训装置整体系统图，图中设置了故障dl3-d21。其余故障点设置原理同dll、dl2相同，均由后台计算机控制单片机进而控制故障设置继电器的动作，从而控制相应回路的接通或断开，表I中列出了各个故障点的故障现象和故障原因。表I
权利要求1.二次回路检修实训系统，其特征在于:该实训系统包括三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜中的至少两个或多个以及通过交换机与之对应通信连接的后台计算机，所述变压器冷却回路培训柜中设有变压器冷却风机及其控制回路，所述分相断路器弹簧操作机构培训柜内设有分相断路器弹簧操作机构及其控制回路，所述三相断路器弹簧操作机构培训柜内设有三相断路器弹簧操作机构及其控制回路，所述分相断路器液压操作机构培训柜内设有分相断路器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断路器控制回路，所述隔离刀闸电动操作机构培训柜内设有隔离刀闸、隔离刀闸操作机构和与其控制连接的隔离刀闸控制回路，所述的三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜内都均设有对应的故障模拟器，所述的每个故障模拟器包括一组故障设置继电器及其控制回路，所述每组故障设置继电器的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在所述各个培训柜内的相应控制回路中，用于模拟设定故障。
2.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述每组故障设置继电器的控制回路都包 括单片机和驱动电路，所述单片机的相应端口通过通讯转换器与交换机通信连接，并通过所述驱动电路与所述故障设置继电器对应连接，单片机根据接收到的所述后台计算机的指令驱动相应故障设置继电器动作。
3.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述分相断路器弹簧操作机构的控制回路包括就地合闸控制回路、A相分/合闸控制回路、B相分/合闸控制回路，在所述各控制回路中分别串联有一个分相断路器不能就地合闸故障点、A相不能分/合闸故障点和B相不能分/合闸故障点。
4.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述三相断路器弹簧操作机构控制回路包括储能电机回路和储能电机控制回路，在所述储能电机回路和储能电机控制回路中分别串联有一个储能电机不能运行故障点和一个储能电机控制回路断线故障点。
5.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述的变压器冷却风机控制回路包括风机启动控制支路，该风机控制支路上串接有相应继电器阵列触点形成风机启动故障点。
6.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述分相断路器控制回路需模拟故障的控制支路还包括合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路，合闸低油压闭锁、低气压闭锁和主分闸低油压闭锁控制支路中分别并联有一个对应的故障设置继电器的触点。
7.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述隔离刀闸控制回路需模拟故障的控制支路包括刀闸分、合闸控制支路及外部闭锁控制支路和刀闸电机控制支路，各控制支路中分别串联有一个对应的故障设置继电器的触点。
8.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述的三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜内均设有语音计时器模块，所述语音计时器模块通过交换机与相应的后台计算机通讯连接，用于学员培训考试时的语音报时。
9.根据权利要求1所述的二次回路检修实训系统，其特征在于:所述的三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜内均设有保护模块，该保护模块由分相过流保护电路、总漏保护电路和装置启/停按钮组成，用于人身保护和设备安全。
专利摘要本实用新型涉及二次回路检修实训系统，属于电力行业二次回路检修培训设备技术领域。该实训系统包括三相断路器弹簧操作机构培训柜、分相断路器液压操作机构培训柜、分相断路器弹簧操作机构培训柜、隔离刀闸电动操作机构培训柜和变压器冷却回路培训柜中的至少两个或多个以及通过交换机与之对应通信连接的后台计算机。通过故障模拟器，对每个培训柜中的相应控制回路设置通过后台计算机控制的在真实运行中的常见故障，该实训系统能够真实的模拟电力系统二次设备及其回路正常运行状态及故障状态，让学员进行分析、查找并排除，通过模拟真实的二次设备及其回路，学员能够亲自动手操作，理论与实际相结合，达到了较好的培训效果。
文档编号G09B23/18GK203026024SQ20132003163
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月21日 优先权日2012年11月22日
发明者支长义, 罗福书, 吴斌兵, 宋庆烁, 杨克, 王庆, 罗强, 薛明现, 闫明春 申请人:国家电网公司, 江西省电力公司培训中心, 郑州万特电气有限公司