一种配变台区负荷切割培训系统的制作方法

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种配变台区负荷切割培训系统。

背景技术：

由于低压配变(配电变压器)台区集中抄表自动化系统的大量投入运行需要大量的运行维护人员，但同时现场经常会出现配变台区负荷切割故障的现象，现场人员由于技术水平的原因导致无法及时判断解决该类问题。

由于目前还未出现比较成熟的配变台区负荷切割方面的实训系统或装置，导致相关的培训难以开展。并且负荷切割故障严重影响低压配变台区集抄用户的信息采集、处理和实时监控的准确性，更是严重影响自动采集信息、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布与监控计量功能，导致所有的信息发生严重的错误。因此，及时判别低压配变台区的负荷切割故障并正确进行分析、解决与处理是保证低压配变台区集中抄表采集系统正常运行的重要保证。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种配变台区负荷切割培训系统，可以用于电力行业运维人员的培训，模拟负荷线路在不同的配变台区之间进行切割时，负荷线路上连接的电能计量装置与终端设备之间会出现的数据通信问题，并将该过程向学员演示。

本发明提供的一种配变台区负荷切割培训系统，包括：负荷切割模拟器、负荷切割设置模块；

所述负荷切割模拟器，其包含有至少两个模拟配变台区以及至少一条模拟负荷线路，所述至少两个模拟配变台区与至少两个实际配变台区设置相同，所述模拟负荷线路的第一端连接有一个电能计量装置；其中，每一个模拟配变台区中均包含有用于数据通信的终端设备和一个变压器；

所述负荷切割设置模块，用于发送负荷切割命令至所述负荷切割模拟器，以控制所述负荷切割模拟器中的模拟负荷线路的第二端在所述至少两个模拟配变台区的变压器之间切换连接，且当所述模拟负荷线路的第二端与一个模拟配变台区的变压器连接时，还与该模拟配变台区的终端设备连接，且当所述终端设备与所述电能计量装置相匹配时，所述终端设备通过所述模拟负荷线路的电力线与所述电能计量装置之间建立通信连接关系。

优选地，所述负荷切割设置模块，还用于：

显示负荷切割的类型以供用户选择，并根据用户所选择的负荷切割的类型，输出对应的负荷切割命令至所述负荷切割模拟器，以控制所述负荷切割模拟器中的模拟负荷线路的第二端与对应的模拟配变台区的变压器连接。

优选地，还包括：装置电源和装置保护器；

所述装置电源通过所述装置保护器与所述负荷切割模拟器电性连接；

所述装置保护器，用于当所述负荷切割模拟器出现异常时，将所述装置电源与所述负荷切割模拟器之间断开连接。

优选地，所述负荷切割设置模块，还用于：

接收用户输入的负荷切割取消命令，并根据所述负荷切割取消命令控制所述负荷切割模拟器中的模拟负荷线路的第二端与模拟配变台区的变压器之间断开连接。

优选地，还包括：闭锁继电器；

每一条模拟负荷线路的第二端均通过不同的断路器分别与所述至少两个模拟配变台区的变压器连接，且每个断路器中设置有合闸线圈和分闸线圈；

所述负荷切割设置模块，与所述闭锁继电器电性连接，用于将负荷切割命令输送至所述闭锁继电器，通过控制所述闭锁继电器使得断路器的合闸线圈得电，实现所述模拟负荷线路的第二端与所述配变台区的变压器之间连接，还用于将负荷切割取消命令输送至所述闭锁继电器，通过控制所述闭锁继电器使得断路器的分闸线圈得电，实现所述模拟负荷线路的第二端与所述配变台区的变压器之间断开连接。

优选地，所述负荷切割模拟器中的每一个模拟配变台区均设置在其对应的实际配变台区内部。

优选地，还包括：信息接收模块；

所述信息接收模块，与所述终端设备之间通信连接，用于通过所述终端设备获取所述终端设备连接的电能计量装置的计量参数。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明通过模拟实际的配变台区与负荷线路，并将模拟的负荷线路与实际电能计量装置连接，可以向电力行业运维人员演示负荷线路上电能计量装置会出现的通信故障问题，当电能计量装置与模拟配变台区的终端设备不匹配，则无法与该终端设备通过电力载波信号进行数据传输，在学员面前呈现出现实中会遇见的电能计量装置不能正常传输用电量信号的故障情形，帮助相关电力运维人员在集中抄表时发现无法采集电能计量装置的用电量信息时，可以考虑负荷线路切换引起的终端设备与电能计量装置之间不匹配而无法通信的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明提供的配变台区负荷切割培训系统的原理框图。

图2是本发明提供的负荷切割模拟器的原理框图。

图3是本发明提供的一实施例中模拟负荷线路与模拟配变台区的变压器线路之间的接线图。

图4是本发明提供的配变台区负荷切割培训系统另一具体的原理框图。

具体实施方式

本发明提供一种配变(配电变压器)台区负荷切割培训系统，如图1所示，该培训系统包括：负荷切割模拟器1、负荷切割设置模块2。

如图2所示，负荷切割模拟器1包含有至少两个模拟配变台区11以及至少一条模拟负荷线路12，至少两个模拟配变台区11与至少两个实际配变台区设置相同，模拟负荷线路12的第一端连接有一个电能计量装置3(需要说明的是，这里电能计量装置3可以是电能表也可以是电能计量柜)；其中，每一个模拟配变台区11中均包含有用于数据通信的终端设备和一个变压器。负荷切割模拟器1内部的模拟配变台区11以及模拟负荷线路12的布局可以参考低压配变台区集中抄表现场的布局方式。负荷切割模拟器1具有与真实的负荷切割相同的外部表象、逻辑关系和故障现象。

负荷切割设置模块2用于发送负荷切割命令至负荷切割模拟器1，以控制负荷切割模拟器1中的模拟负荷线路12的第二端在至少两个模拟配变台区11的变压器之间切换连接，且当模拟负荷线路12的第二端与一个模拟配变台区11的变压器连接时，还与该模拟配变台区11的终端设备连接，且当终端设备与电能计量装置3相匹配时(例如，终端设备内部存储有电能计量装置3的id编码，一般而言，一个电能计量装置3的id编码只被存储在一个模拟配变台区11的终端设备中)，终端设备通过模拟负荷线路12的电力线与电能计量装置3之间建立通信连接关系，当终端设备通过模拟负荷线路12的电力线与电能计量装置3之间建立通信连接关系之后，终端设备与电能计量装置3之间利用模拟负荷线路12的电力线进行电力载波信号的传输。终端设备可以是终端路由器，终端设备又可以与其他的信息接收模块系统或者终端进行通信。

负荷切割设置模块2可以是一台信息接收模块，其内部设有用于设置负荷切割故障的软件。控制模拟负荷线路12的第二端在至少两个模拟配变台区11的变压器之间切换连接，具体可以是控制模拟负荷线路12的第二端在至少两个模拟配变台区11的变压器之间进行电压线路切割或者进行电压和电流线路切割。当模拟负荷线路12上没有区分电流和电压时，则控制模拟负荷线路12的第二端在至少两个模拟配变台区11的变压器之间进行电压线路切割，当模拟负荷线路12上有区分电流和电压时(例如模拟负荷线路12是通过三相互感器接入变压器时)，则控制模拟负荷线路12的第二端在至少两个模拟配变台区11的变压器之间进行电压线路的切割并进行电流线路的切割。

一般而言，模拟负荷线路12的第一端与电能计量装置3电性连接，模拟负荷线路12的第二端与模拟配变台区11的终端设备以及变压器连接，当模拟配变台区11的终端设备与电能计量装置3相匹配时，模拟配变台区11的终端设备与电能计量装置3之间就可以通过模拟负荷线路12的电力线进行数据通信，例如，模拟配变台区11的终端设备与电能计量装置3之间通过电力载波信号进行通信。

需要说明的是，模拟配变台区11与实际配变台区相同，即模拟配变台区11内部所包含的设备装置与实际配变台区均完全相同，模拟配变台区11的终端设备与其对应的实际配变台区的终端设备内部设置也完全相同，当实际配变台区的终端设备可以通过实际负荷线路与电能计量装置3之间相匹配、建立通信连接关系时，与该实际配变台区对应的模拟配变台区11的终端设备也可以通过模拟负荷线路12与该电能计量装置3之间相匹配、建立通信连接的关系。

例如，实际配变台区包含有：第一实际配变台区和第二实际配变台区，模拟配变台区11包含有：第一模拟配变台区和第二模拟配变台区，第一模拟配变台区与第一实际配变台区完全相同，第二模拟配变台区与第二实际配变台区完全相同。模拟负荷线路12与一个实际负荷线路完全相同，当实际负荷线路的第一端连接有电能计量装置3，该实际负荷线路的第二端与第一实际配变台区的变压器连接，且该第一实际配变台区的终端设备通过实际负荷线路与该实际负荷线路第一端的电能计量装置3连接，如果第一实际配变台区的终端设备可以与该电能计量装置3相匹配、建立通信连接关系，那么当模拟负荷线路12的第一端与该电能计量装置3连接，且该模拟负荷线路12的第二端与第一模拟配变台区的变压器连接时，第一模拟配变台区的终端设备与可以与该电能计量装置3建立通信连接。

当实际负荷线路的第二端与第二实际配变台区的终端设备连接时，若该终端设备与该电能计量装置3不匹配，那么模拟负荷线路12的第二端与第二模拟配变台区的终端设备连接时，第二模拟配变台区的终端设备与该电能计量装置3之间也不匹配。

当终端设备与电能计量装置3之间不匹配时，终端设备就无法获取电能计量装置3上记录的用电量信息，因而就无法将该电能计量装置3对应的用电量信息上传，运维人员就不能通过对应的终端设备获取电能计量装置3的用电量信息。

本发明通过模拟实际的配变台区与负荷线路，可以向学员演示在集中抄表时可能会遇见的故障情形，帮助相关技术人员在集中抄表时发现无法采集电能计量装置3的用电量信息时，可以考虑负荷线路切换引起的终端设备与电能计量装置3之间不匹配而无法通信的可能性。本发明是针对低压配变台区尤其对低压电力集中抄表运维检修、装表接电、抄表核算、用电检查、计量自动化信息采集及相应管理岗位上的人员提供技术培训和技术等级鉴定的装置。

进一步地，负荷切割设置模块2还用于：显示负荷切割的类型以供用户选择，并根据用户所选择的负荷切割的类型，输出对应的负荷切割命令至负荷切割模拟器1，以控制负荷切割模拟器1中的模拟负荷线路12的第二端与对应的模拟配变台区11的变压器连接。这里，负荷切割的类型具体为：需要将对应的模拟负荷线路12的第二端与哪一个模拟配变台区11的变压器连接。例如，如图3所示，每一条模拟负荷线路12可以通过不同的线路连接到不同的模拟配变台区11变压器线路。每一条模拟负荷线路12与每一条模拟配变台区11变压器线路之间均设置有一个断路器13，通过控制该断路器13的闭合与断开，来控制模拟负荷线路12与该模拟配变台区11变压器线路之间连接或者断开。

进一步地，如图4所示，配变台区负荷切割培训系统还包括：装置电源4和装置保护器5。

装置电源4用于给模拟配变台区11以及负荷切割设置模块2进行供电。

装置电源4通过装置保护器5与负荷切割模拟器1电性连接，装置保护器5用于当负荷切割模拟器1出现异常时，将装置电源4与负荷切割模拟器1之间断开连接。这里，负荷切割模拟器1出现异常，指的是模拟配变台区11或者模拟负荷线路12可能会出现过流、过压等情形，影响负荷切割模拟器1的安全。

进一步地，负荷切割设置模块2还用于：接收用户输入的负荷切割取消命令，并根据负荷切割取消命令控制负荷切割模拟器1中的模拟负荷线路12的第二端与模拟配变台区11的变压器之间断开连接。

进一步地，配变台区负荷切割培训系统还包括：闭锁继电器6。

每一条模拟负荷线路12的第二端均通过不同的断路器13分别与至少两个模拟配变台区11的变压器连接，且每个断路器13中设置有合闸线圈和分闸线圈。

负荷切割设置模块2与闭锁继电器6电性连接，用于将负荷切割命令输送至闭锁继电器6，通过控制闭锁继电器6使得断路器13的合闸线圈得电，实现模拟负荷线路12的第二端与配变台区的变压器之间连接，还用于将负荷切割取消命令输送至闭锁继电器6，通过控制闭锁继电器6使得断路器13的分闸线圈得电，实现模拟负荷线路12的第二端与配变台区的变压器之间断开连接。

进一步地，负荷切割模拟器1中的每一个模拟配变台区11均设置在其对应的实际配变台区内部。

进一步地，配变台区负荷切割培训系统还包括：信息接收模块。

信息接收模块与终端设备之间通信连接，用于通过终端设备获取该终端设备连接的电能计量装置3的计量参数并进行显示。信息接收模块可以是计算机或者手机终端。

本发明提供的培训系统的具体工作原理如下：

合上装置电源4，装置电源4经过装置保护器5到负荷切割模拟器1与负荷切割设置模块2，负荷切割设置模块2内部的单片机开始工作，同时负荷切割模拟器1开始工作。负荷切割时，在负荷切割设置模块2上设置要进行的负荷切割类型并点击对应的类型发送负荷切割命令，负荷切割命令经过中间闭锁继电器6辅助触点至断路器13的合闸线圈，合闸线圈得电，负荷切割设置操作完成。取消当前负荷切割时，在负荷切割设置模块2上点击对应的负荷切割取消命令，负荷切割取消命令经过中间闭锁继电器6辅助触点至断路器13的分闸线圈。分闸线圈得电，负荷切割取消操作完成。

本发明负荷切割故障器合理地隐藏布置在实训装置的内部，并通过数据线(模拟负荷线路12的电力线)将信息传送至对应的负荷切割表尾(电能计量装置3的表尾)，保证负荷切割模拟器1输出的用电量信息与真实负荷切割现象对应的用电量信息相同。

负荷切割设置模块2内设一个单片机，单片机装载有智能软件，可以直接显示负荷切割设置(也即是负荷切割的类型)图及负荷切割的现象。负荷切割设置模块2能够设置真实运行中的负荷切割常见故障类型，可根据要培训的内容，认为的设置模拟负荷线路12的切割类型，可以让学员进行分析、查找并排除。

本发明将低压配变台区负荷切割培训系统从理论培训上升到实际操作培训，并且能够让学员从观察负荷切割对应的故障状态、测量故障状态对应的电能计量装置3用电量数据到分析用电量数据信息、判断故障类型及恢复故障状态整个过程的操作与培训。让学员在实训中通过电气参数的测量准确地对负荷切割状态进行判别，进而对配变台区运行条件进行定性分析，对于提高学员相应的技能水平能起到事半功倍的效果。

综上所述，本发明提供的负荷切割培训系统，可以向学员演示在集中抄表时可能会遇见的故障情形，帮助相关技术人员在集中抄表时发现无法采集电能计量装置3的用电量信息时，可以考虑负荷线路切换引起的终端设备与电能计量装置3之间不匹配无法通信的可能性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。