一种二次电流回路切换装置

本技术属于变电，具体涉及一种二次电流回路切换装置。

背景技术：

1、变电站混合仿真系统由两套仿真系统构成，其中一套以模拟断路器、模拟隔离开关、程控电压电流源、继电保护屏为基础的虚拟仿真变电站，另一套以物理断路器、隔离开关、升流器、继电保护屏为基础的物理仿真变电站。为降低建设成本，在实际应用中虚拟仿真变电站与物理仿真变电站共用一套继电保护屏，虚拟仿真变电站通过控制程控电源向继电保护屏注入电压、电流，实现虚拟仿真变电站仿真运行。物理仿真变电站通过在变电站一次系统中输入大电流，通过电流互感器把一次大电流变换为二次电流输送至继电保护屏，实现物理仿真变电站仿真运行。其中物理仿真变电站采用的一次电气设备为真实设备，造价高，且一次电气设备不适合频繁操作。为延长物理仿真变电站使用寿命，在实际应用中尽量减少物理仿真变电站一次电气设备操作，所以混合仿真变电站的运行模式为：训练时使用虚拟仿真变电站，考核及技能竞赛时使用物理仿真变电站。因此混合仿真变电站的信号回路、控制回路、电压电流回路需要在虚拟仿真变电站与物理仿真变电站之间进行切换。由电流互感器的工作原理可知：电流互感器二次回路在运行过程中不允许开路，所以在物理仿真变电站与虚拟仿真变电站之间切换时，根据电力安全规范要求需把物理仿真变电站二次电流回路或虚拟仿真变电站二次电流回路短接。

2、目前在混合仿真变电站中把物理仿真变电站二次电流回路或虚拟仿真变电站二次电流回路短接方法有：

3、(1)把物理仿真变电站二次电流回路或虚拟仿真变电站二次电流回路接到继电保护屏柜端子排，当物理仿真变电站或虚拟仿真变电站退出运行时在继电保护屏端子排上用短接片进行短接；

4、(2)把物理仿真变电站二次电流回路与虚拟仿真变二次电流回路接到机械切换开关，当物理仿真变电站或虚拟仿真变电站退出运行时用短接线在切换开关上短接。

5、采用以上两种方法对物理仿真变电站或虚拟仿真变电站退出运行时二次电流回路短接存在以下缺陷：

6、(1)每次将物理仿真变电站或虚拟仿真变电站退出运行时都需要工作人员在切换开关上用短接线短接二次电流回路，或在继电保护屏端子排上用短接片短接二次电流回路。用上述两种方法短接二次电流回路需拆接短接线或短接片，导致混合仿真变电站切换时间过长，降低了混合仿真变电站运行的效率。

7、(2)继电保护端子排和切换开关的接线柱工艺不适合频繁拆接线，通过拆接线方式短接二次电流回路会缩短继电保护端子排和切换开关的使用寿命。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种二次电流回路切换装置，具体技术方案如下：

2、一种二次电流回路切换装置，包括虚拟仿真系统电流回路接线端子q1、物理仿真系统电流回路接线端子q2、继电保护装置接线端子q3、虚拟切换电路、物理切换电路、虚拟短接电路、物理短接电路、虚拟仿真系统运行电路、物理仿真系统运行电路、电源电路、虚拟切换开关sb1、继电保护切换开关sb2、物理切换开关sb3；

3、所述虚拟仿真系统电流回路接线端子q1与虚拟仿真系统连接，所述物理仿真系统电流回路接线端子q2与物理仿真系统连接，所述继电保护装置接线端子q3与继电保护装置连接；

4、所述虚拟切换电路用于接通或断开虚拟仿真系统，包括时间继电器kt2，所述时间继电器kt2包括线圈kt2(1)、触点kt2(2)；

5、所述物理切换电路用于接通或断开物理仿真系统，包括时间继电器kt4，所述时间继电器kt4包括线圈kt4(1)、触点kt4(2)；

6、所述虚拟短接电路用于短接虚拟仿真系统，包括时间继电器kt1，所述时间继电器kt1包括线圈kt1(1)、触点kt1(2)；

7、所述物理短接电路用于短接物理仿真系统，包括时间继电器kt3，所述时间继电器kt3包括线圈kt3(1)、触点kt3(2)；

8、所述虚拟仿真系统运行电路包括继电器ka1、电阻r4、指示灯led2，所述继电器ka1包括线圈ka1(1)、触点ka1(2)，所述指示灯led2用于指示虚拟仿真系统的运行状态；

9、所述物理仿真系统运行电路包括继电器ka2、电阻r5、指示灯led4，所述继电器ka2包括线圈ka2(1)、触点ka2(2)，所述指示灯led4用于指示物理仿真系统的运行状态；

10、所述虚拟切换开关sb1包括3个触点，分别为触点sb1(1)、触点sb1(2)、触点sb1(3)；

11、所述继电保护切换开关sb2包括3个触点，分别为触点sb2(1)、触点sb2(2)、触点sb2(3)；

12、所述物理切换开关sb3包括3个触点，分别为触点sb3(1)、触点sb3(2)、触点sb3(3)；

13、所述电源电路包括依次串联的电源端l、电源开关k、熔断器rd、电阻r3、指示灯led1、电源端n，所述指示灯led1用于指示电源电路的工作状态；

14、所述继电保护装置接线端子q3分别与时间继电器kt2的触点kt2(2)、时间继电器kt4的触点kt4(2)连接，所述时间继电器kt2的触点kt2(2)分别与虚拟仿真系统电流回路接线端子q1、时间继电器kt1的触点kt1(2)连接；所述时间继电器kt4的触点kt4(2)分别与物理仿真系统电流回路接线端子q2、时间继电器kt3的触点kt3(2)连接；

15、所述触点sb1(1)的一端分别与熔断器rd、电阻r3连接，所述触点sb1(1)、触点sb3(2)、触点sb2(1)依次连接，触点ka1(2)的一端分别与熔断器rd、电阻r3连接，另一端分别与触点sb1(1)、触点sb3(2)连接；触点sb2(1)分别与电阻r4的一端、线圈ka1(1)、线圈kt2(1)的一端连接，电阻r4的另一端与指示灯led2的阳极连接，指示灯led2的阴极与电源端n连接，线圈ka1(1)的另一端、线圈kt2(1)的另一端分别与电源端n连接，线圈kt1(1)的一端分别与触点sb3(2)、触点sb2(1)连接，另一端与电源端n连接；所述触点sb3(1)的一端分别与熔断器rd、电阻r3连接，所述触点sb3(1)、触点sb1(2)、触点sb2(2)依次连接，触点ka2(2)的一端分别与熔断器rd、电阻r3连接，另一端分别与触点sb3(1)、触点sb1(2)连接；触点sb2(2)分别与电阻r5的一端、线圈ka2(1)、线圈kt4(1)的一端连接，电阻r5的另一端与指示灯led4的阳极连接，指示灯led4的阴极与电源端n连接，线圈ka2(1)的另一端、线圈kt4(1)的另一端分别与电源端n连接，线圈kt3(1)的一端分别与触点sb2(2)、触点sb2(2)连接，另一端与电源端n连接。

16、优选地，还包括虚拟仿真系统断线报警模块，所述虚拟仿真系统断线报警模块包括控制器、检测开关m1、继电器ka13、蜂鸣器h1、电阻r1、指示灯led3；所述检测开关m1包括开关本体m1(1)、触点m1(2)，所述继电器ka13包括线圈ka13(1)、触点ka13(2)；

17、所述触点m1(2)的一端、触点ka13(2)的一端分别与触点sb3(2)、触点sb2(1)连接，触点m1(2)的另一端、触点ka13(2)的另一端分别与蜂鸣器h1的一端、电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与指示灯led3的阳极连接，蜂鸣器h1的另一端、指示灯led3的阴极分别与电源端n连接，线圈ka13(1)的一端与控制器连接，另一端接地；

18、触点sb1(3)的一端、触点sb2(3)的一端、触点sb3(3)的一端分别与控制器连接，触点sb1(3)的另一端、触点sb2(3)的另一端、触点sb3(3)的另一端分别接地。

19、优选地，还包括物理仿真系统断线报警模块，所述物理仿真系统断线报警模块包括控制器、检测开关m2、继电器ka16、蜂鸣器h2、电阻r2、指示灯led5；所述检测开关m2包括开关本体m2(1)、触点m2(2)，所述继电器ka16包括线圈ka16(1)、触点ka16(2)；

20、所述触点m2(2)的一端、触点ka16(2)的一端分别与触点sb1(2)、触点sb2(2)连接，触点m2(2)的另一端、触点ka16(2)的另一端分别与蜂鸣器h2的一端、电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与指示灯led5的阳极连接，蜂鸣器h2的另一端、指示灯led5的阴极分别与电源端n连接，线圈ka16(1)的一端与控制器连接，另一端接地；

21、触点sb1(3)的一端、触点sb2(3)的一端、触点sb3(3)的一端分别与控制器连接，触点sb1(3)的另一端、触点sb2(3)的另一端、触点sb3(3)的另一端分别接地。

22、优选地，还包括虚拟-物理短接电路开路检测模块，所述虚拟-物理短接电路开路检测模块用于检测虚拟短接电路或物理短接电路是否存在开路，具体包括电源、继电器ka3、继电器ka4、继电器ka5、继电器ka6、继电器ka7、继电器ka8、继电器ka9、继电器ka10、继电器ka11、继电器ka12、继电器ka13、继电器ka15、继电器ka16、滤波器z1、光耦隔离电路j1、滤波器z2、控制器，所述继电器ka3包括线圈ka3(1)、触点ka3(2)；

23、所述继电器ka4包括线圈ka4(1)、触点ka4(2)；

24、所述继电器ka5包括线圈ka5(1)、触点ka5(2)；

25、所述继电器ka6包括线圈ka6(1)、触点ka6(2)；

26、所述继电器ka7包括线圈ka7(1)、触点ka7(2)；

27、所述继电器ka8包括线圈ka8(1)、触点ka8(2)；

28、所述继电器ka9包括线圈ka9(1)、触点ka9(2)；

29、所述继电器ka10包括线圈ka10(1)、触点ka10(2)；

30、所述继电器ka11包括线圈ka11(1)、触点ka11(2)；

31、所述继电器ka12包括线圈ka12(1)、触点ka12(2)；

32、所述继电器ka13包括线圈ka13(1)、触点ka13(2)；

33、所述继电器ka15包括线圈ka15(1)、触点ka15(2)；

34、所述继电器ka16包括线圈ka16(1)、触点ka16(2)；

35、所述继电器ka3、继电器ka4、继电器ka5、继电器ka6分别用于检测虚拟短接电路的零相及a、b、c三相电路是否开路；

36、所述继电器ka7、继电器ka8、继电器ka9、继电器ka10分别用于检测物理短接电路的零相及a、b、c三相电路是否开路；

37、所述电源的一端与滤波器z2的一端连接，滤波器z2的另一端分别与触点ka3(2)的一端、触点ka4(2)的一端、触点ka5(2)的一端、触点ka6(2)的一端、触点ka7(2)的一端、触点ka8(2)的一端、触点ka9(2)的一端、触点ka10(2)的一端连接，触点ka3(2)的另一端、触点ka4(2)的另一端、触点ka5(2)的另一端、触点ka6(2)的另一端分别与触点kt1(2)的一端连接，触点ka7(2)的另一端、触点ka8(2)的另一端、触点ka9(2)的另一端、触点ka10(2)的另一端分别与触点kt3(2)的一端连接，

38、触点kt1(2)的另一端、触点kt3(2)的另一端分别与触点ka11(2)的一端连接，触点ka11(2)的另一端与滤波器z1的一端连接，滤波器z1的另一端与光耦隔离电路j1连接，光耦隔离电路j1还分别与电源的另一端、控制器连接；触点ka12(2)的一端分别与熔断器rd、电阻r3连接，另一端分别与电阻r4、线圈ka1(1)、线圈kt2(1)、触点sb2(1)连接；

39、触点ka15(2)的一端分别与熔断器rd、电阻r3连接，另一端分别与电阻r5、线圈ka2(1)、线圈kt4(1)、触点sb2(2)连接；

40、线圈ka3(1)的一端、线圈ka4(1)的一端、线圈ka5(1)的一端、线圈ka6(1)的一端、线圈ka7(1)的一端、线圈ka8(1)的一端、线圈ka9(1)的一端、线圈ka10(1)的一端、线圈ka11(1)的一端、线圈ka12(1)的一端、线圈ka13(1)的一端、线圈ka15(1)的一端、线圈ka16(1)的一端分别与控制器连接，线圈ka3(1)的另一端、线圈ka4(1)的另一端、线圈ka5(1)的另一端、线圈ka6(1)的另一端、线圈ka7(1)的另一端、线圈ka8(1)的另一端、线圈ka9(1)的另一端、线圈ka10(1)的另一端、线圈ka11(1)的另一端、线圈ka12(1)的另一端、线圈ka13(1)的另一端、线圈ka15(1)的另一端、线圈ka16(1)的另一端分别接地；

41、触点sb1(3)的一端、触点sb2(3)的一端、触点sb3(3)的一端分别与控制器连接，触点sb1(3)的另一端、触点sb2(3)的另一端、触点sb3(3)的另一端分别接地。

42、优选地，所述滤波器z1包括电容c1、电感l1、电阻r5，所述电容c1的一端、电感l1的一端分别与触点ka11(2)远离触点kt3(2)或触点kt1(2)的一端连接，电容c1的另一端接地，电感l1的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与光耦隔离电路j1连接。

43、优选地，所述滤波器z2包括电容c2、电感l2，所述电容c2的一端、电感l2的一端分别与触点ka6(2)远离触点kt1(2)的一端连接，电容c2的另一端接地，电感l2的另一端与电源连接。

44、本实用新型的有益效果为：

45、本实用新型包括虚拟仿真系统电流回路接线端子q1、物理仿真系统电流回路接线端子q2、继电保护装置接线端子q3、虚拟切换电路、物理切换电路、虚拟短接电路、物理短接电路、虚拟仿真系统运行电路、物理仿真系统运行电路、电源电路、虚拟切换开关sb1、继电保护切换开关sb2、物理切换开关sb3；通过虚拟切换开关sb1、继电保护切换开关sb2、物理切换开关sb3来控制虚拟短接电路、虚拟切换电路、物理短接电路、物理切换电路对应的时间继电器kt1～kt4的运行状态，在物理仿真系统和虚拟仿真系统之间切换运行自动短接二次电流回路，提高了混合仿真变电站运行效率，延长了保护屏柜端子箱使用寿命。创新性的采用时间继电器控制切换时间，保证了在物理仿真系统和虚拟仿真系统之间切换时不出现电流回路开路故障。

46、本实用新型皆采用市场上常见、通用电气元件制作，没有特殊器件，因此成本低，本装置所有电气元件制造工艺成熟、参数稳定、数量合理、结构简单，因此装置稳定性高。

47、物理仿真变电站(虚拟仿真变电站)退出运行时二次电流回路的短接依赖于工作人员，没有电流回路断线监控装置。会出现工作人员遗忘或遗漏将二次电流回路短接，出现二次电流回路开路的严重事故，损坏电流互感器等二次设备，严重时造成工作人员人身伤害。本实用新型设置虚拟仿真系统断线报警模块和物理仿真系统断线报警模块，通过检测开关m1和检测开关m2实现回路断线报警，能在电流回路出现断线故障时发出声光报警信号，直观的提醒工作人员，提高装置的安全性和可靠性。

48、本实用新型还设置虚拟-物理短接电路开路检测模块，不管是运行虚拟仿真系统还是物理仿真系统，通过控制器采用轮询的方式对虚拟仿真系统的电流回路或者物理仿真系统的电流回路进行开路检测，精准判断开路的线路，若存在线路开路则发出报警信号，且强制接入继电保护装置避免出现电流回路开路，提高本装置的安全性和可靠性。