发电机故障模拟实训系统的制作方法

1.本发明涉及发电机故障模拟技术领域，具体为发电机故障模拟实训系统。


背景技术：

2.目前电力需求增长迅速，新的发电厂不断建立，发电系统安全可靠运行越来越受到电力部门的高度关注；但近年来由于局部故障而造成大面积停电的情况时有发生，对国民经济损失巨大；但到目前为止，国内外对发电系统的安全运行缺乏系统有效的研究，且没有形成代表性产品，基于此，本发明设计了发电机故障模拟实训系统以解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供发电机故障模拟实训系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：发电机故障模拟实训系统，包括sav模拟发电机过电流过电压保护实验模块，swy模拟发电机逆功率、过功率保护实验模块，sdi模拟发电机短路实验模块；所述sav模拟发电机过电流过电压保护实验模块，swy模拟发电机逆功率过功率保护实验模块和sdi模拟发电机短路保护实验模块，用于构建发电系统故障模型，用模拟方法进行研究。
5.优选的，所述sav模块用于过电流保护时其包括过电流电路和电流调节电路，所述电流电路和电流调节电路用于构建过电流故障模型，所述过电流电路模拟过电流状态后，通过电流调节电路的控制调节断开过电流电路，排除过电流故障、完成过电流保护。
6.优选的，所述swy模块包括发电电路，功率调节电路和功率因数cosφ调节电路，其用来构建逆功率、过功率故障模型；当svy模块用于逆功率保护时，当功率因数cosφ显示较低时，启动功率因数cosφ调节电路不断并联上高压电容，功率因数不断提高，直至功率因数到1后继续下降进入逆功率状态，适当减少并联高压电容，使功率因数回归正常；排除逆功率状态，完成逆功率保护；当swy模块用于过功率保护时，启动功率调节电路不断增加功率，直到电压显示220v开始下降进入过功率状态，适当减少功率致电压显示回归正常状态，排除过功率故障，完成过功率保护。
7.优选的，所述的sdi模块具有一相短路、二相短路、三相短路的故障模型，短路电路中有接入时间继电器和接触器，通过短路控制和调节，断开系统、保护电路。
8.优选的，所述sav模拟发电机过电流过电压保护实验模块用于过电流保护时，单相电源、开关、指示灯、电压表、交流电流信号源、电流继电器、时间继电器、接触器均釆自实训系统；通电220v电压，闭合开关a-kl，指示灯a-dxi亮，电压表v指示电压220v表示发电机已发电；闭合同步开关a-kdl2，1、3和2、4均接通，指示灯a-d2亮，工作正常；电流继电器a-al设定在5a，调节交流电流信号源输出超过设定值，表示发电机输出电流为过电流状态，a-al吸上并输出一个信号使a-al触点1、3接通，时间继电器a-sj接通延时，表示发电机输出电流过高，需调整发电机输出电流，如在10秒内调整到正常电流时，a-al释放，a-al触点1/3断开，
a-sj断开释放，恢复正常，如果过了10秒，发电机输出电流仍为过电流，a-sj触点1/3接通，交流接触器a-km吸上，a-km常闭触点1/2断开，a-dl灯灭，a-km常闭触点13/14断开，表示发电机因过电流故障未消除，a/n不再输出电流，得到保护。
9.优选的，所述sav模拟发电机过电流过电压保护实验模块用于过电压保护时，通以220v电压，闭合开关a-k1，指示灯a-dxi亮，电压表v指示电压220v，表示发电机已发电；闭合同步联动开关a-kdl，1、3和2、4均接通，指示灯a-dl亮，工作正常；电压继电器a-ul设定在220v，调节可调交流电压源v/n输出超过设定值，表示发电机输出电压为发电机过电压，a-ul吸上并输出一个信号使ul触点接通，时间继电器a-sj通电延时，表示发电机输出电压过高需调整发电机输出电压，如在10秒调整到正常电压，a-ul释放，a-ul触点1/3断开，a-sj断电释放，恢复正常：如果过了10秒，发电机输出电压仍为过电压，a-sj触点1、3接通，交流接触器a-km吸上，a-km常闭触点1/2断开，a-dl灭，a-lm常闭触点13/14断开，表示发电机因过电压故障未消除，v/n不再输出电压。
10.优选的，所述swy模拟发电机逆功率、过功率保护实验模块模拟发电机逆功率、过功率保护，(a)二端接交流电表a二端，图中(v)二端接交流电表v二端；合上开关b-k1，变压器指示灯亮，电压表v指示220v，表示发电机已发电；合上开关b-k2，系统指示灯亮，时间继电器b-sj延时后并网指示灯亮，表示系统投入运行，有功功率表有显示功率；功率因数表cosφ表显示功率因数较低，断开b-kp1，kp2，kp3，合上开关b-kc1时，交流接触器吸合，电容2uf并接到输出功率端，功率因数提高；再继续合上开关b-kc2，b-kc3，b-kc4，功率因数逐步提高，说明原发电机系统输出时感性负载为主，改善功率因数通常采用并上高压电容；如合上b-kc4，功率因数反而下降，说明出现逆功率情况，适当减少并联电容，使功率因数回归正常，排除逆功率故障，完成逆功率保护；分别合上b-kp1，b-kp2，有功功率表显示功率逐步增加，表示发电机随着用户电量量增加而增加了发电量；再合上b-kp3，功率继续增加，如这时电压表显示220v会下降，表示用户用电量超过发电机发电容量，出现过功率情况，适当减少功率，致电压回归正常，排除过功率故障，完成过功率保护。
11.优选的，所述sdi模拟发电机短路实验模块用于短路保护时，k1闭合dx1红色灯亮，表示发电机投入运行；dk1闭合；表示一相短路，观察电压表、电流表读数，并与正常情况比较；dk2闭合；表示二相短路，观察电压表、电流表读数，并与正常情况比较；dk3闭合；表示三相短路，观察电压表、电流表读数，并与正常情况比较，dk3闭合时时间继电器sj投入；时间继电器延时若干秒后动作，接触器km吸上，自动断开短路。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：构建合理的发电系统故障模型，用模拟方法进行研究，能形象地再现发电机系统可能出现的故障，如过电流过电压故障，逆功率、过功率故障、单相二相三相短路故障，包括故障的产生、现象、预测、报警及处理，本发明对降低发电机系统故障发生的概率和缩小影响范围及减少经济损失有着十分重大的积极意义，对现场的技术人员高级技师都有较大的指导意义。
13.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
14.图1为本发明sav模块过电流保护实验电路结构图；
15.图2为本发明sav模块过电压保护实验电路结构图；
16.图3为本发明swy模块用于发电机逆功率，过功率保护实验电路结构图；
17.图4为本发明sdi模块用于模拟短路保护实验电路结构图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1至图4，本发明提供发电机故障模拟实训系统技术方案：包括sav模拟发电机过电流过电压保护实验模块，swy模拟发电机逆功率过功率保护实验模块和sdi模拟发电机短路保护实验模块，研究方法是构建合理的发电系统故障模型，用模拟方法进行研究；的sav模块用于过电流保护时，包括过电流电路和电流调节电路(用来构建过电流故障模型)，过电流电路模拟过电流状态后，通过电流调节电路的控制调节断开过电流电路，排除过电流故障、完成过电流保护，
20.的sav模块用于过电压保护时，包括过电压电路和电压调节电路(用来构建过电压故障模型)，过电压电路模拟过电压状态，通过电压调节电路的控制调节断开过电压电路，排除过电压故障，完成过电压保护，
21.的swy模块包括发电电路，功率调节电路和功率因数cosφ调节电路(用来构建逆功率、过功率故障模型)当svy模块用于逆功率保护时，当功率因数cosφ显示较低时，启动功率因数cosφ调节电路不断并联上高压电容，功率因数不断提高，直至功率因数到1后继续下降进入逆功率状态，适当减少并联高压电容，使功率因数回归正常，排除逆功率状态，完成逆功率保护，当swy模块用于过功率保护时，启动功率调节电路不断增加功率，直到电压显示220v开始下降进入过功率状态，适当减少功率致电压显示回归正常状态，排除过功率故障，完成过功率保护，
22.的sdi模块具有一相短路、二相短路、三相短路的故障模型，短路电路中有接入时间继电器和接触器，通过短路控制和调节，断开系统、保护电路，
23.包括sav模拟发电机过电流过电压保护实验模块，swy模拟发电机逆功率、过功率保护实验模块，sdi模拟发电机短路实验模块。
24.1.具体实施方式1：sav模块用于过电流保护。
25.如图1所示，单相电源、开关、指示灯、电压表(交流电表用于单参数测量)交流电流信号源、电流继电器、时间继电器、接触器均釆自实训系统。
26.(1)通电220v电压，闭合开关a-kl,指示灯a-dxi亮，电压表v指示电压220v表示发电机已发电。
27.(2)闭合同步开关a-kdl2,1、3和2、4均接通，指示灯a-d2亮，工作正常。
28.(3)电流继电器a-al设定在5a，调节交流电流信号源输出超过设定值，表示发电机输出电流(如电流互感器1000/5，表示用户用电已超过1000a)为过电流状态，a-al吸上并输出一个信号使a-al触点1、3接通，时间继电器a-sj接通延时(如延时设定在10秒)，表示发电机输出电流过高，需调整发电机输出电流，如在10秒内调整到正常电流时(＜5a),a-al释放，a-al触点1/3断开，a-sj断开释放，恢复正常，如果过了10秒，发电机输出电流仍为过电
流，a-sj触点1/3接通，交流接触器a-km吸上,a-km常闭触点1/2断开，a-dl灯灭，a-km常闭触点13/14断开，表示发电机因过电流故障未消除，a/n不再输出电流，得到保护。
29.2.具体实施方式2，sav模块用于过电压保护，如图2所示。
30.(1)通以220v电压，闭合开关a-k1,指示灯a-dxi亮，电压表v指示电压220v,表示发电机已发电。
31.(2)闭合同步联动开关a-kdl,1、3和2、4均接通，指示灯a-dl亮，工作正常。
32.(3)电压继电器a-ul设定在220v,调节可调交流电压源v/n输出超过设定值，表示发电机输出电压为发电机过电压，a-ul吸上并输出一个信号使ul触点接通，时间继电器a-sj通电延时(如延时设定在10秒)，表示发电机输出电压过高需调整发电机输出电压，如在10秒调整到正常电压，a-ul释放，a-ul触点1/3断开，a-sj断电释放，恢复正常：如果过了10秒，发电机输出电压仍为过电压，a-sj触点1、3接通，交流接触器a-km吸上，a-km常闭触点1/2断开，a-dl灭，a-lm常闭触点13/14断开，表示发电机因过电压故障未消除，v/n不再输出电压。
33.3.具体实施方法3：swy模块模拟发电机逆功率、过功率保护
34.如图3所示，图中(a)二端接交流电表a二端，图中(v)二端接交流电表v二端；
35.(1)合上开关b-k1,变压器指示灯亮，电压表v指示220v,表示发电机已发电。
36.(2)合上开关b-k2,系统指示灯亮，时间继电器b-sj延时后并网指示灯亮，表示系统投入运行，有功功率表有显示功率。
37.(3)功率因数表cosφ表显示功率因数较低(例0.3左右)，断开b-kp1,kp2,kp3,合上开关b-kc1时，交流接触器吸合，电容2uf并接到输出功率端，功率因数提高。
38.(4)再继续合上开关b-kc2,b-kc3,b-kc4,功率因数逐步提高，说明原发电机系统输出时感性负载为主，改善功率因数通常采用并上高压电容。如合上b-kc4,功率因数反而下降，说明出现逆功率情况。适当减少并联电容，使功率因数回归正常，排除逆功率故障，完成逆功率保护。
39.(5)分别合上b-kp1,b-kp2,有功功率表显示功率逐步增加，表示发电机随着用户电量量增加而增加了发电量；再合上b-kp3,功率继续增加，如这时电压表显示220v会下降，表示用户用电量超过发电机发电容量，出现过功率情况。适当减少功率，致电压回归正常。排除过功率故障，完成过功率保护。
40.4.具体实施方法4：sdi模块用于短路保护，如图4所示。
41.(1)k1闭合dx1(红色)灯亮，表示发电机投入运行。
42.(2)dk1闭合；表示一相短路，观察电压表、电流表读数，并与正常情况比较。
43.(3)dk2闭合；表示二相短路，观察电压表、电流表读数，并与正常情况比较。
44.(4)dk3闭合；表示三相短路，观察电压表、电流表读数，并与正常情况比较。dk3闭合时时间继电器sj投入。
45.(5)时间继电器延时若干秒后动作，接触器km吸上，自动断开短路。
46.(注)实验前所有开关处于断开状态，实验完毕开关恢复断开状态。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。