相对介损及电容量检测教学系统的制作方法

本发明涉及相对介损及电容量检测教学系统。

背景技术：

在电网中运行的高压电气设备，当其内部存在因制造不良、老化及外力破坏等因素造成的绝缘缺陷时，就会造成设备故障或绝缘事故，严重影响到电网的正常运行。为防止此类重大安全事故的发生，目前采用的传统做法是在设备投运后，定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但停电预防性试验的试验条件与运行状态相差较大，介损试验通常是在10kV电压下试验，不能正确诊断出高压设备在运行情况下的绝缘状况，更难以发现在两次预防性试验间隔之间发生的缺陷，这将直接影响到预防性试验的试验效果。

随着国民经济的发展，全社会对电力供应的可靠性和减少停电时间的要求越来越高；电力系统规模的逐渐发展壮大，传统的定期停电预防性试验由于存在费时、费力及试验效果不理想等诸多弊端而越来越不能满足电网安全、可靠和高效运行的要求，因此对电气设备运行状态下的检测情况，实现状态检修已经成为未来高压设备试验的必然发展方向。近年来，电气设备的带电检测项目在国家电网公司各级单位陆续开展，对项目试验人员的要求也越来越高，急需规范化培训，因此针对该试验项目的实训室建设也迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对目前规范化培训的要求而提供一种相对介损及电容量检测教学系统，该相对介损及电容量检测教学系统集成化程度高、部件少、外部接线简洁，用户无需变动任何测试线，只需在操作台前就可完成教学任务。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来是实现：

相对介损及电容量检测教学系统，包括教学操作台，所述教学操作台包括机柜和设置在机柜上的工作台面，在所述机柜内设置有工控计算机、电源控制箱和电动调压器，设置在工作台面上的操作控制箱、液晶显示器和操作键盘、鼠标、麦克风，另外该相对介损及电容量检测教学系统还包括两台试验变压器、三套模拟损耗器、A相电流互感器或电压互感器、B相电流互感器或电压互感器、C相电流互感器或电压互感器、相对介损及电容量检测仪；

所述操作控制箱上设置有左侧操作控制面板、右侧操作控制面板；

所述左侧操作控制面板上设置有总电源开关、电源指示灯、工控计算机启动按钮开关以及试验状态显示屏；

所述右侧操作控制面板上设置有两套用以显示试验变压器输出电压的仪表、用以控制电动调压器的供电电源按钮开关、用以快速切断电动调压器的供电电源的紧急停止按钮、用以升高电动调压器输出电压的升压按钮、用以降低电动调压器输出电压的降压按钮、用以实现电动调压器输出电压归零的归零按钮和用以给相对介损及电容量检测仪供电的AC220V电源插座；

所述电源控制箱中的总电源空气开关的输入端连接AC380V三相四线交流电源，该电源控制箱输出一路AC380V交流电压，六路220V交流电压；一路AC380V交流电压给三相变频电源供电，第一路220V交流电压通过电源指示灯连接所述总电源开关的输入端，所述总电源开关的输出端通过所述工控计算机启动按钮开关连接工控计算机的电源输入端；第二路220V交流电压连接至用以给相对介损及电容量检测仪供电的AC220V电源插座；第三路220V交流电压通过所述用以控制电动调压器的供电电源按钮开关、用以快速切断电动调压器的供电电源的紧急停止按钮连接到所述电动调压器的电源输入端；第四路220V交流电压连接其它电源插座用于备用，第五路220V交流电压连接其它电源插座用于备用，第六路220V交流电压连接其它电源插座用于备用；所述电动调压器输出两路调压电压，两路调压电压分别连接两台试验变压器的初级；其中在一台试验变压器的次级上并联有由A相电流互感器或电压互感器与一个套模拟损耗器串联形成的A相试验回路和由C相电流互感器或电压互感器与一个套模拟损耗器串联形成的C相试验回路,在另外一台试验变压器的次级上并联有由B相电流互感器或电压互感器与一个套模拟损耗器串 联形成的B相试验回路；

所述工控计算机的控制信号输出端连接所述电动调压器的控制信号输入端；所述用以升高电动调压器输出电压的升压按钮、用以降低电动调压器输出电压的降压按钮、用以实现电动调压器输出电压归零的归零按钮、液晶显示器、操作键盘、鼠标、麦克风与工控计算机相应的通讯端口连接；两套用以显示试验变压器输出电压的仪表并联在试验变压器A和B的次级上；

所述相对介损及电容量检测仪的电源输入端通过带有插头的电源线连接至所述用以给相对介损及电容量检测仪供电的AC220V电源插座，所述相对介损及电容量检测仪的检测信号输出端连接至所述工控计算机对应的通讯端口上；所述相对介损及电容量检测仪的检测端通过检测线连接到三套模拟损耗器的检测端，两台试验变压器的一端接地。

在本发明的一个优选实施例中，所述模拟损耗器为申请人出品的BS11模拟损耗器，三套模拟损耗器之间通讯连接并且分别与工控计算机相应的供电端口和通讯端口连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述相对介损及电容量检测教学系统设置一个模拟现场环境的教室内，所述教室被分隔成一个教学区域和一个学员操作区域，在学员操作区域内设置有一个安全围栏区域，所述教学操作台设置在教学区域内，两台试验变压器设置在所述学员操作区域的安全围栏区域内，所述A相电流互感器或电压互感器、B相电流互感器或电压互感器、C相电流互感器或电压互感器各自通过安装柱安装在所述学员操作区域内且位于所述安全围栏区域外，三套模拟损耗器分别固定在三个安装柱上；在学员操作区域内设置有学员操作台，学员操作台位于所述安全围栏区域外，所述相对介损及电容量检测仪安装在所述学员操作台上。

在本发明的一个优选实施例中，在所述操作控制箱上设置有警示灯，所述警示灯与所述工控计算机对应的端口连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述安全围栏区域周边设置有电子完全围栏，所述电子安全围栏与所述工控计算机相应的端口连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述教室内的学员操作区域的墙壁上设置有监控摄像头，所述监控摄像头与所述工控计算机对应的端口连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述教室内的学员操作区域的墙壁上设置有由警示安全灯和音响设备组成的声光报警系统，所述警示安全灯和音响设备与所述工控计算机对应的端口连接。

本发明通过模拟带电现场环境，为学员与导师提供了一套完善的相对介损及电容量检测教学系统，该相对介损及电容量检测教学系统集成化程度高、部件少、外部接线简洁，用户无需变动任何测试线，只需在操作台前就可完成教学任务。

附图说明

图1为本发明的平面布置图。

图2为本发明的教学操作台外观示意图。

图3为本发明的电动调压器、两台试验变压器和A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器以及三套模拟损耗器之间的接线示意图。

图4为本发明的模拟损耗器的外型示意图。

具体实施方式

参见图1，整个相对介损及电容量检测教学系统设置一个模拟现场环境的教室100内，整个教室100被分隔两个区域，一个为教学区域110，另外一个为学员操作区域120，教学区域110与学员操作区域120之间采用透明玻璃130隔开。在教学区域110与学员操作区域120之间以及学员操作区域120内设置有安全通道140。

整个相对介损及电容量检测教学系统的教学操作台300设置在教学区域110内。在学员操作区域120内采用电子安全围栏121围成一个安全围栏区域122，相对介损及电容量检测教学系统的两台试验变压器A和B设置在安全围栏区域122内。

在安全围栏区域122外的学员操作区域120内间隔设置有三根安装柱151、152、153，在三根安装柱151、152、153分别安装有A相电流互感器CT1、B相电流互感器CT3和C相电流互感器CT2，三套模拟损耗器410、420、430分别固定在三个安装柱151、152、153上。

结合参见图3，A相电流互感器CT1与模拟损耗器410串联形成的A相相对介损及电容量试验回路和C相电流互感器CT2与模拟损耗器420串联形成的C相相对介损及电容量试验回路共同并联在试验变压器A的次级上，B相电流互感器CT3与模拟损耗器430串联形成的B相相对介损及电容量试验回路并联在试验变压器B的次级上。

在学员操作区域120内设置有学员操作台160，相对介损及电容量检测仪500安装在学员操作台160上。

参见图2，教学操作台300包括机柜310和设置在机柜310上的工作台面320，在机柜310内设置有工控计算机330、电源控制箱340和电动调压器350，在工作台面320上设置有操作控制箱360、液晶显示器370和操作键盘381、鼠标382、麦克风383。

操作控制箱360上设置有左侧操作控制面板361和右侧操作控制面板362以及警示灯363。

在左侧操作控制面板361上设置有总电源开关361a、电源指示灯361b、工控计算机启动按钮开关361c以及用于显示试验时的试验状态的试验状态显示屏361d。

在右侧操作控制面板362上设置有用以显示试验变压器输出电压的仪表362a、362b、用以控制电动调压器350的供电电源按钮开关362c、用以快速切断电动调压器350的供电电源的紧急停止按钮362d、用以升高电动调压器350输出电压的升压按钮362e、用以降低电动调压器350输出电压的降压按钮362f、用以实现电动调压器350输出电压归零的归零按钮362g和用以给相对介损及电容量检测仪供电的AC220V电源插座362h。

电源控制箱340型号为KZ-7，用于本发明相对介损及电容量检测教学系统供电控制和用电安全保障。电源控制箱340中的总电源空气开关341的输入端连接AC380V三相四线制交流电源。

该电源控制箱340输出六路220V交流电压和一路380V交流电压。

一路AC380V交流电压给三相变频电源供电。

第一路220V交流电压通过电源指示灯361b连接总电源开关361a的输入端，总电源开关361a的输出端通过工控计算机启动按钮开关361c连接工控 计算机330的电源输入端。

第二路220V交流电压连接至用以给相对介损及电容量检测仪供电的AC220V电源插座362h。

第三路220V交流电压通过用以控制电动调压器350的供电电源按钮开关362c、用以快速切断电动调压器350的供电电源的紧急停止按钮362d连接到电动调压器350的电源输入端。

第四路220V交流电压连接其它电源插座用于备用。

第五路220V交流电压连接其它电源插座用于备用。

第六路220V交流电压连接其它电源插座用于备用。

电动调压器350的型号为KSKA-E-5kV，额定容量为5kV,输入电压220V，频率50Hz，相数为两相，调压电压0-250V,输出电流20A。

参见图3，该电动调压器350两路调压电压分别连接两台试验变压器A和B的初级。两台试验变压器A和B的额定容量为10kVA,输出电压100kV,输入电压1-250V，相数为单向，结构形式为充气式。

三套模拟损耗器410、420、430的型号均为本申请人出品的型号为BS11模拟损耗器，额定工作环境温度为0～40℃，额定工作环境湿度为30％～80％，额定信号频率为50Hz，工作电源为DC12V,输入电流范围100μA～10mA,模拟介损调节范围0～50％，模拟介损误差±(1％读数+0.0002)，输入阻抗＜10Ω。

参照图4所示，三套模拟损耗器410、420、430上分别设置有用于显示介损值等信息的显示器411、用于控制介损值上调左按钮412、用于与操控台后面板通讯和供电的右航空插座413、用于与其他模拟损耗器通讯和供电的左航空插座414、用于控制介损值下调的右按钮415和用于末端屏蔽线的引入和引出的防水接头。

工控计算机330的控制信号输出端连接到电动调压器350的控制信号输入端，以控制电动调压器350进行调压。

用以升高电动调压器350输出电压的升压按钮362e、用以降低电动调压器350输出电压的降压按钮362f、用以实现电动调压器350输出电压归零的归零按钮362g、液晶显示器370和操作键盘381、鼠标382、麦克风383与工控计算机330相应的通讯端口连接；两套用以显示试验变压器输出电压的仪 表362a、362b分别并联在试验变压器A和B的次级上。

相对介损及电容量检测仪500的电源输入端通过带有插头的电源线连接至用以给相对介损及电容量检测仪供电的AC220V电源插座362h上，以获取电源。

相对介损及电容量检测仪500的检测信号输出端连接至工控计算机300对应的通讯端口上，检测端通过检测线连接到三套模拟损耗器410、420、430的检测端上，三套模拟损耗器410、420、430之间通讯连接并且分别与工控计算机330相应的供电端口和通讯端口连接。

操作控制箱360上的警示灯363与工控计算机330对应的端口连接。教学时闪烁。

电子安全围栏121与工控计算机330相应的端口连接当有人闯入安全围栏区域122内时，电子安全围栏121会将所检测到信号传送至工控计算机330，工控计算机330将发出警报。

在教室100的学员操作区域120的墙壁上设置有监控摄像头170，该监控摄像头170与工控计算机330对应的端口连接，这样教学老师就可以通过液晶显示屏370观察到学员的操作学习情况，及时予以纠正。另外在教室100的学员操作区域120的墙壁上设置有由警示安全灯180和音响设备190组成的声光报警系统，警示安全灯180和音响设备190与工控计算机330对应的端口连接，这样教学老师就可以通过麦克风383给学员发出操作培训指令。

本发明的相对介损及电容量检测教学系统集成化程度高、部件少，外部接线简洁，用户无需变动任何测试线，只需要在教学操作台300就可以完成教学任务。

本发明由教学操作台300集中控制两台试验变压器A和B升压和降压，操纵方便。

本发明的模拟介质损耗器采用模拟损耗的原理，其本身消耗的功率极小，可以实现0-50％的介损值的模拟，在教学中可以模拟现场被试品可能遇到的各种缺陷情况，还原现场的真实性。所有的模拟介损损耗器由教学操作台300程控，老师可以通过教学操作台300改变所有的模拟介损损耗器的介损值。