一种直流配电教学设备的制作方法

本实用新型涉及教学设备领域，尤其涉及一种直流配电教学设备。

背景技术：

随着中国经济的飞速发展和轨道交通技术的成熟，越来越多的中国一二线城市开始修建地铁、轻轨等轨道交通。近几年来，轨道交通因其运载能力大、运行快速准时、噪音废气污染小等优势，在我国获得蓬勃发展，也带来中国轨道交通供电设备需求的日益增长。传统的配电网络已经越来越满足不了高速发展的经济社会对其提出的更加环保、更加安全可靠的需求。地铁牵引供电系统采用DC1500V直流供电方式，既可节约建设资金，又可降低运营维护成本，成为了地铁发展的新方向。地铁系统直流系统安全性更是重中之重，但是关于地铁直流配电系统方面的教学资料并不多，对地铁配电系统有专业知识的专业人员更是少之又少，所以需要提供优良的直流配电教学设备。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种直流配电教学设备，该直流配电教学设备模拟地铁直流配电系统供学者学习，供电分工明确，便于学者理解。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种直流配电教学设备，包括供电电源、直流开关柜、断路器以及实验车，其特征在于：所述供电电源包括为整个系统供电的系统电源、为直流开关柜内二次元件供电的控制电源以及为断路器供电的交流电电源；所述直流配电教学设备还包括控制系统电源的第一开关、控制控制电源的第二开关以及控制交流电电源的第三开关；第一开关闭合，系统电源从配电网获取电能，系统运行，第三开关均闭合，断路器从交流电电源获取电能，断路器对电路起限流保护作用，第一开关和第二开关均闭合，直流开关柜内的二次元件从控制电源获取电能并工作，直流开关柜从系统电源获得电能后分配电能至实验车。

进一步地，所述系统电源电压为24V、12V或5V中其一。

进一步地，所述控制电源电压为24V。

进一步地，所述第一开关、第二开关以及第三开关均为带漏电附件的开关。

进一步地，还包括可调整系统电源所在回路的电压、电流的变比值从而改变系统电源的电压值的分流器和多功能数字表。

进一步地,所述直流开关柜内设置有连锁装置。

进一步地，所述连锁装置为电气连锁装置。

进一步地，还包括外壳，所述外壳和所述直流开关柜的柜身均由透明材质制成。

进一步地，电气连锁装置包括用于对各种位置信号和关门信号进行监控的行程开关。

进一步地，所述外壳和所述直流开关柜的柜身均由可拆卸板拼装而成。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：第一开关闭合，系统电源从配电网获取电能，系统运行，第三开关均闭合，断路器从交流电电源获取电能，断路器对电路起限流保护作用，第一开关和第二开关均闭合，直流开关柜内的二次元件从控制电源获取电能并工作，直流开关柜从系统电源获得电能后分配电能至实验车；该直流配电教学设备模拟地铁直流配电系统供学者学习，供电分工明确，便于学者理解。

附图说明

图1为直流配电教学设备一较佳实施例的供电电源的结构示意图；

图2为直流配电教学设备的实验车从直流开关柜获取电能的流程示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种直流配电教学设备，如图1-2所示，包括供电电源、直流开关柜、断路器以及实验车，供电电源包括为整个系统供电的系统电源G1、为直流开关柜内二次元件供电的控制电源G2以及为断路器供电的交流电电源G3；直流配电教学设备还包括控制系统电源G1的第一开关、控制控制电源G2的第二开关以及控制交流电电源的第三开关；第一开关闭合，系统电源G1所在回路从配电网G0获取电能，系统运行，第三开关均闭合，断路器从交流电电源G3获取电能，断路器对电路起限流保护作用，第一开关和第二开关均闭合，直流开关柜内的二次元件从控制电源G2获取电能并工作，直流开关柜从系统电源G1获得电能后分配电能至实验车E1。

操作该直流配电教学设备时，闭合第一开关，系统电源G1所在回路从配电网G0获取电能，系统运行，闭合第三开关，断路器从交流电电源G3获取电能，断路器对其所在的电路起限流保护作用，第一开关和第二开关均闭合，直流开关柜内的二次元件从控制电源G2获取电能并工作，直流开关柜从系统电源G1获得电能后分配电能至实验车E1；该直流配电教学设备模拟地铁直流配电系统供学者学习，便于学者理解，供电分工明确，每个电源配置有相应的开关控制其运行与否，其中一电源出现故障也与其他电源互不影响，实用性强。

作为优选的实施方式，如图1所示，本实施例在供电网与该直流配电教学设备间还设有总开关Q1，另外，上述所指的第一开关、第二开关以及第三开关在本实施例中为教学系统一次电源开关Q3、二次控制电源开关Q2以及交流控制电源开关Q4；还有，断路器为直流快速断路器A1。二次控制电源开关Q2以及教学系统一次电源开关Q3所在的二次回路及一次回路均设置有模拟变压器T1和整流器R1用于对电能进行整流输出。另外，直流开关柜由安装于整流器R1正极和正极母线间的正极柜P1、从整流器R1负极与负载一起构成闭合回路的负极柜N1及安装于正极柜与接触网间的馈线柜FC组成。

闭合总开关Q1，直流配电教学设备从配电网G0获取电能，整个系统运行；闭合总开关Q1和交流控制电源开关Q4，直流快速断路器A1从控制电源G2获取电能同时直流快速断路器A1储能回路开始储能，当合闸信号S1给出后，直流快速断路器A1马上合闸；闭合总开关Q1和二次控制电源开关Q2，交流电电源G3供给电能至二次控制元件，二次控制元件运作；闭合总开关Q1和教学系统一次电源开关Q3，直流开关柜从系统电源G1以及控制电源G2获取一次直流电能，一次回路中的模拟变压器T1及整流器R1对电能进行整流后再把电能从整流器R1正极传输至正极柜P1，正极柜P1分配电能至馈线柜FC，馈线柜FC再分配电能至与实验车E1接触的接触网，整流器R1的负极的电能通过负极柜N1连接到供实验车E1行驶的轨道，从而构成闭合回路，实验车E1运行。

更佳地，系统电源G1电压为24V、12V或5V中其一。系统电源G1电压有多种选择，可根据实际工况选择适合的电压，本实施例中，系统电源G1电压优选为24V，因为该直流配电教学设备为教学用途，教学者和学者都有可能接触该设备，而24V在人体安全电压范围内，提高了该直流配电教学设备的安全性。

更佳地，控制电源G2电压为24V。控制电源G2电压也可根据实际工况选择适合的电压，在本实施例中，控制电源G2电压优选为24V，由于控制电源G2电压的电能用于二次元件，而一般电器元件都可接收24V电压，若使用其他电压则要订做相应的电器元件，为了成本考虑，控制电源G2电压优选24V，再者，同一个系统内同一电压更换元件更方便。

更佳地，第一开关、第二开关以及第三开关均为带漏电附件的开关，当然，本实施例中，总开关Q1、教学系统一次电源开关Q3、二次控制电源开关Q2以及交流控制电源开关Q4均为带漏电附件的开关，带漏电附件的开关可避免触电事故、及时切断电气设备运行中的单相接地故障，避免引漏电引起的电气火灾事故，提高了该直流配电教学设备的安全性。

更佳地，还包括可调整系统电源G1所在回路的电压、电流的变比值从而改变系统电源G1的电压值的分流器D1和多功能数字表M1。分流器D1是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流多功能数字表M1显示数值，多功能数字表M1显示值可通过调整回路上电压、电流的变比值令多功能数字表M1显示值在DC0～1500V范围之间，通过调整变比值令一次回路中系统电源G1电压值达到DC1500V，这样既能满足设备教学模拟电铁直流配电系统的目的，又考虑了操作者的人身安全。

更佳地，直流开关柜内还设置有连锁装置，连锁装置使相关设备之间形成相互制约的关系。连锁装置可为机械连锁装置或电气连锁装置，由于考虑到机械连锁装置机构复杂且影响其作用的因素多，本实施中的连锁装置优选为电气连锁装置，电气连锁装置结构简单，影响其作用的因素少，电气连锁装置中还包括用于对各种位置信号和关门信号进行监控的行程开关，一定程度上保证电气连锁装置的可靠性，同时保证设备可正常运行和人身安全。

更佳地，还包括外壳，外壳和直流开关柜的柜身均由透明材质制成。考虑到教学需求，为使初学者更加了解设备内及柜内的结构、各个部件的运动状况，外壳和直流开关柜的柜身均由透明材质制成，本实施例中的透明材料采用亚力克材料，亚力克材料具有较好的透明性、耐候性、较高的表明硬度以及较好的高温性能，适合本直流配电教学设备。

更佳地，该直流配电教学设备的外壳和直流开关柜的柜身均由可拆卸板拼装而成，可根据实际需要拆卸某一块可拆卸板，一方面便于学者观察内部，另一方面便于更换元件。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。