【技术实现步骤摘要】
多源多环路复杂配电网的原理示教装置及其逻辑控制方法
[0001]本专利技术属于电气工程及其自动化教学实训
，具体涉及一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置及其逻辑控制方法。
技术介绍
[0002]电力系统是国民经济发展和人类社会赖以生存的重要物质基础，通常由发电、输电、变电、配电等环节构成。在电力系统中，配电网是电能分配并供用户使用的基础，其供电可靠性尤为关键。为了达到重要场所的供电可靠性指标，目前通常采用“多源”、“多环路”等方式。所谓“多源”是指配电网由多个来自不同上级变电站的市电供电，并在某一级变电站或开关站中设有柴油机电站，即在市电正常时或非重要时机使用市电供电，而在市电中断时或重要时机则采用柴油机电站供电；所谓“多环路”是指用户侧采用多环路网状供电形式，即每台用电设备均可从环路的两个方向获得供电，任一方向故障均不影响用电设备的供电，此外，各环路之间还设有环间联络开关，从而形成“多环路”以进一步提高配电网的供电可靠性。
[0003]然而，上述多源多环路复杂配电网系统网络拓扑复杂、开关数目较多、设备分布散远，对于配电网运维管理人员而言，通常无法从整体上宏观形象地了解其网络拓扑结构，也无法从整体上形象直观地掌握其运行模式及其故障转换过程。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其设计合理，直观形象地展示多源多环路复杂配电网的网络拓扑、运行模式及多源多环路复杂配电网故障供电转供的原理示教，为系统维
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其特征在于：包括多源多环路复杂配电网三维沙盘和对多源多环路复杂配电网三维沙盘进行控制的计算机，以及与计算机连接的组态触摸屏和语音播报模块；所述多源多环路复杂配电网三维沙盘包括第一电网供电支路、第二电网供电支路和用户组，所述第一电网供电支路包括35kV变电站I三维沙盘模型、10kV开关站I三维沙盘模型、10kV开闭所I三维沙盘模型、柴油机电站I三维沙盘模型；所述第二电网供电支路包括35kV变电站Ⅱ三维沙盘模型、10kV开关站Ⅱ三维沙盘模型、柴油机电站Ⅱ三维沙盘模型、10kV开闭所Ⅱ三维沙盘模型；所述用户组包括用户组环路1和用户组环路2，所述用户组环路1包括1#用户模型、2#用户模型、3#用户模型和4#用户模型，所述用户组环路2包括5#用户模型、6#用户模型、7#用户模型和8#用户模型，且所述用户组环路1与所述用户组环路2之间设有环间联络开关。2.按照权利要求1所述的一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其特征在于：所述35kV变电站I三维沙盘模型中设置有35kV母线I
‑
1、35kV母线
Ⅱ‑
1、10kV母线I
‑
11、10kV母线
Ⅱ‑
11，所述35kV母线I
‑
1和10kV母线I
‑
11之间设置有变压器1
‑
BY1，所述35kV母线I
‑
1与变压器1
‑
BY1之间设置有模拟开关1
‑
AH3，所述变压器1
‑
BY1与10kV母线I
‑
11之间设置有模拟开关1
‑
BAH1，所述10kV母线I
‑
11上设置有模拟开关1
‑
BAH3和模拟开关1
‑
BAH4；所述35kV母线I
‑
1和上级110kV变电站I之间设置有模拟开关1
‑
AH1，所述35kV母线
Ⅱ‑
1和35kV母线I
‑
1之间设置有模拟开关1
‑
AH5，所述35kV母线
Ⅱ‑
1和10kV母线
Ⅱ‑
11之间设置有变压器1
‑
BY2，所述35kV母线
Ⅱ‑
1与变压器1
‑
BY2之间设置有模拟开关1
‑
AH6，所述变压器1
‑
BY2与10kV母线
Ⅱ‑
11之间设置有模拟开关1
‑
BAH2，所述10kV母线
Ⅱ‑
11上设置有模拟开关1
‑
BAH5、模拟开关1
‑
BAH7和模拟开关1
‑
BAH8；所述10kV母线
Ⅱ‑
11通过模拟开关1
‑
BAH5与10kV母线I
‑
11连接；所述10kV开关站I三维沙盘模型中设置有10kV母线I
‑
21、10kV母线
Ⅱ‑
21，所述10kV母线I
‑
21通过模拟开关1
‑
GAH1与模拟开关1
‑
BAH4连接；所述10kV母线I
‑
21连接模拟开关1
‑
GAH3、模拟开关1
‑
GAH4和模拟开关1
‑
GAH5，所述10kV母线
Ⅱ‑
21一路通过模拟开关1
‑
GAH2与模拟开关1
‑
BAH7连接，另一路通过模拟开关1
‑
GAH13和模拟开关1
‑
FAH3和柴油机电站I三维沙盘模型中的10kV母线连接，所述柴油机电站I三维沙盘模型中的10kV母线与柴油机电站I三维沙盘模型之间连接有模拟开关1
‑
FAH1，所述10kV母线
Ⅱ‑
21还设置有模拟开关1
‑
GAH7、模拟开关1
‑
GAH8、模拟开关1
‑
GAH9、模拟开关1
‑
GAH10和模拟开关1
‑
GAH11；所述10kV母线
Ⅱ‑
21通过模拟开关1
‑
GAH7与10kV母线I
‑
21连接；所述10kV开闭所I三维沙盘模型中设置有10kV母线I
‑
31、10kV母线
Ⅱ‑
31，所述10kV母线I
‑
31通过模拟开关1
‑
KAH1与模拟开关1
‑
GAH5连接；所述10kV母线I
‑
31上设置有模拟开关1
‑
KAH3和模拟开关1
‑
KAH4；所述10kV母线
Ⅱ‑
31通过模拟开关1
‑
KAH2与模拟开关1
‑
GAH8连接；所述10kV母线
Ⅱ‑
31上设置有模拟开关1
‑
KAH6、模拟开关1
‑
KAH7、模拟开关1
‑
KAH8、模拟开关1
‑
KAH9和模拟开关1
‑
KAH10。3.按照权利要求2所述的一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其特征在于：所述35kV变电站Ⅱ三维沙盘模型中设置有35kV母线I
‑
2、35kV母线
Ⅱ‑
2、10kV母线I
‑
12、10kV母线
Ⅱ‑
12，所述35kV母线I
‑
2和10kV母线I
‑
12之间设置有变压器2
‑
BY1，所述35kV母线I
‑
2与变压器2
‑
BY1之间设置有模拟开关2
‑
AH3，所述变压器2
‑
BY1与10kV母线I
‑
12之间设置有
模拟开关2
‑
BAH1，所述10kV母线I
‑
12上设置有模拟开关2
‑
BAH3和模拟开关2
‑
BAH4；所述35kV母线I
‑
2和上级110kV变电站Ⅱ之间设置有模拟开关2
‑
AH1，所述35kV母线
Ⅱ‑
2和35kV母线I
‑
2之间设置有模拟开关2
‑
AH5，所述35kV母线
Ⅱ‑
2和10kV母线
Ⅱ‑
12之间设置有变压器2
‑
BY2，所述35kV母线
Ⅱ‑
2与变压器2
‑
BY2之间设置有模拟开关2
‑
AH6，所述变压器2
‑
BY2与10kV母线
Ⅱ‑
12之间设置有模拟开关2
‑
BAH2，所述10kV母线
Ⅱ‑
12上设置有模拟开关2
‑
BAH5、模拟开关2
‑
BAH7和模拟开关2
‑
BAH8；所述10kV母线
Ⅱ‑
12通过模拟开关2
‑
BAH5与10kV母线I
‑
12连接；所述10kV开关站Ⅱ三维沙盘模型中设置有10kV母线I
‑
22、10kV母线
Ⅱ‑
22，所述10kV母线I
‑
22通过模拟开关2
‑
GAH1与模拟开关2
‑
BAH4连接；所述10kV母线I
‑
22连接模拟开关2
‑
GAH3、模拟开关2
‑
GAH4和模拟开关2
‑
GAH5，所述10kV母线
Ⅱ‑
22一路通过模拟开关2
‑
GAH2与模拟开关2
‑
BAH7连接，另一路通过模拟开关2
‑
GAH13和模拟开关2
‑
FAH3和柴油机电站Ⅱ三维沙盘模型中的10kV母线连接；所述柴油机电站Ⅱ三维沙盘模型中的10kV母线与柴油机电站Ⅱ三维沙盘模型之间连接有模拟开关2
‑
FAH1，所述10kV母线
Ⅱ‑
22还设置有模拟开关2
‑
GAH7、模拟开关2
‑
GAH8、模拟开关2
‑
GAH9、模拟开关2
‑
GAH10和模拟开关2
‑
GAH11；所述10kV母线
Ⅱ‑
22通过模拟开关2
‑
GAH7与10kV母线I
‑
22连接；所述10kV开闭所Ⅱ三维沙盘模型中设置有10kV母线I
‑
32、10kV母线
Ⅱ‑
32，所述10kV母线I
‑
32通过模拟开关2
‑
KAH1与模拟开关2
‑
GAH5连接；所述10kV母线I
‑
32上设置有模拟开关2
‑
KAH3和模拟开关2
‑
KAH4；所述10kV母线
Ⅱ‑
32通过模拟开关2
‑
KAH2与模拟开关2
‑
GAH8连接；所述10kV母线
Ⅱ‑
32上设置有模拟开关2
‑
KAH6、模拟开关2
‑
KAH7、模拟开关2
‑
KAH8、模拟开关2
‑
KAH9和模拟开关2
‑
KAH10。4.按照权利要求3所述的一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其特征在于：所述1#用户模型中设置有10kV母线1、变压器BYQ1和1#负载，所述2#用户模型中设置有10kV母线2、变压器BYQ2和2#负载，所述3#用户模型中设置有10kV母线3、变压器BYQ3和3#负载，所述4#用户模型中设置有10kV母线4、变压器BYQ4和4#负载；所述10kV母线1上设置有模拟开关1
‑
YAH1和模拟开关1
‑
YAH4，所述10kV母线1与变压器BYQ1之间连接有模拟开关YAH11，所述变压器BYQ1输出连接1#负载；所述10kV母线2上设置有模拟开关2
‑
YAH1和模拟开关2
‑
YAH5，所述10kV母线2与变压器BYQ2之间连接有模拟开关YAH12，所述变压器BYQ2输出连接2#负载；所述10kV母线3上设置有模拟开关3
‑
YAH1和模拟开关3
‑
YAH4，所述10kV母线3与变压器BYQ3之间连接有模拟开关YAH13，所述变压器BYQ3输出连接3#负载；所述10kV母线4上设置有模拟开关4
‑
YAH1和模拟开关4
‑
YAH4，所述10kV母线4与变压器BYQ4之间连接有模拟开关YAH14，所述变压器BYQ4输出连接4#负载；所述模拟开关1
‑
YAH1与模拟开关1
‑
KAH9连接，所述模拟开关1
‑
YAH4和模拟开关2
‑
YAH1连接，所述模拟开关2
‑
YAH5和模拟开关3
‑
YAH1连接，所述模拟开关3
‑
YAH4和模拟开关4
‑
YAH1连接，所述模拟开关4
‑
YAH4和模拟开关2
‑
KAH3连接。5.按照权利要求4所述的一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其特征在于：所述5#用户模型中设置有10kV母线5、变压器BYQ5和5#负载，所述6#用户模型中设置有10kV母线6、变压器BYQ6和6#负载，所述7#用户模型中设置有10kV母线7、变压器BYQ7和7#负载，所述8#用户模型中设置有10kV母线8、变压器BYQ8和8#负载；所述10kV母线5上设置有模拟开关5
‑
YAH1和模拟开关5
‑
YAH4，所述10kV母线5与变压器
BYQ5之间连接有模拟开关YAH15，所述变压器BYQ5输出连接5#负载；所述10kV母线6上设置有模拟开关6
‑
YAH1、模拟开关6
‑
YAH4，所述10kV母线6与变压器BYQ6之间连接有模拟开关YAH16，所述变压器BYQ6输出连接6#负载；所述10kV母线7上设置有模拟开关7
‑
YAH1和模拟开关7
‑
YAH5，所述10kV母线7与变压器BYQ7之间连接有模拟开关YAH17，所述变压器BYQ7输出连接7#负载；所述10kV母线8上设置有模拟开关8
‑
YAH1和模拟开关8
‑
YAH4，所述10kV母线8与变压器BYQ8之间连接有模拟开关YAH18，所述变压器BYQ8输出连接8#负载；所述模拟开关5
‑
YAH1与模拟开关1
‑
KAH3连接，所述模拟开关5
‑
YAH4和模拟开关6
‑
YAH1连接，所述模拟开关6
‑
YAH4和模拟开关7
‑
YAH1连接，所述模拟开关7
‑
YAH5和模拟开关8
‑
YAH1连接，所述模拟开关8
‑
YAH4和模拟开关2
‑
KAH9连接。所述环间联络开关包括设置在10kV母线2上的模拟开关2
‑
YAH4和设置在10kV母线7上的模拟开关7
‑
YAH4，所述模拟开关2
‑
YAH4和模拟开关7
‑
YAH4连接。6.按照权利要求5所述的一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置，其特征在于：模拟开关采用方形红色指示灯，当模拟模拟开关的合闸时，计算机控制所述方形红色指示灯亮；当模拟模拟开关的分闸时，计算机控制所述方形红色指示灯灭；35kV母线采用2.3mm直径的绿色发光线模拟，当模拟35kV母线的得电时，计算机控制所述绿色发光线亮；当模拟35kV母线的失电时，计算机控制所述绿色发光线熄灭；10kV母线采用2.0mm直径的黄色发光线模拟，当模拟10kV母线的得电时，计算机控制所述黄色发光线亮；当模拟10kV母线的失电时，计算机控制所述黄色发光线熄灭；模拟开关之间通过35kV供电线路或者10kV供电线路连接，35kV供电线路采用2.0mm直径的蓝色发光线，10kV供电线路采用1.3mm直径的蓝色发光线模拟，计算机控制2.0mm直径的蓝色发光线和1.3mm直径的蓝色发光线的发光和熄灭分别对应于35kV供电线路和10kV供电线路的导通和截止；1#负载至8#负载采用方形白色指示灯模拟，计算机控制方形白色指示灯的点亮和熄灭分别对应模拟用户负载的得电与失电。7.一种多源多环路复杂配电网的原理示教装置的逻辑控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、不同区域故障类型的设定：步骤101、设定35kV变电站I三维沙盘模型和35kV变电站Ⅱ三维沙盘模型线路正常，则存在用户组故障、开闭所故障、开关站故障；步骤102、设定用户组故障的类型包括：用户组环路1左侧进线失电、用户组环路2左侧进线失电、用户组环路1右侧进线失电、用户组环路2右侧进线失电、用户组环路1双端进线失电和用户组环路2双端进线失电；开闭所故障的类型包括：10kV开闭所I左侧进线失电、10kV开闭所I右侧进线失电、10kV开闭所Ⅱ左侧进线失电和10kV开闭所Ⅱ右侧进线失电；开关站故障的类型包括：10kV开关站I左侧进线失电、10kV开关站I右侧进线失电、10kV开关站Ⅱ左侧进线失电、10kV开关站Ⅱ右侧进线失电、10kV开关站I双端进线失电和10kV开关站Ⅱ双端进线失电；步骤二、不同区域故障类型的逻辑控制：步骤201、当选择用户组环路1左侧进线失电故障类型时：1#用户模型和2#用户模型将
停电，计算机则根据逻辑控制式如下：停电，计算机则根据逻辑控制式如下：从10kV开闭所Ⅱ中10kV母线I
‑
32获得电力转供，以使A
1#
和A
2#
为1，则1#用户模型和2#用户模型得电；其中，表示逻辑非，
·
表示逻辑与；B
II
‑
31
表示10kV开闭所I中10kV母线
Ⅱ‑
31的失电得电状态，B
I
‑
32
表示10kV开闭所Ⅱ中10kV母线I
‑
32的失电得电状态，且失电得电状态的取值均为0或者1；4YAH4表示模拟开关4
‑
YAH4的分合闸状态，4YAH1表示模拟开关4
‑
YAH1的分合闸状态，3YAH4表示模拟开关3
‑
YAH4的分合闸状态，3YAH1表示模拟开关3
‑
YAH1的分合闸状态，2YAH5表示模拟开关2
‑
YAH5的分合闸状态，2YAH1表示模拟开关2
‑
YAH1的分合闸状态，1YAH4表示模拟开关1
‑
YAH4的分合闸状态，且分合闸状态的取值均为0或者1；A
1#用户
表示1#用户模型的失电得电状态；A
2#用户
表示2#用户模型的失电得电状态；当选择用户组环路2左侧进线失电故障类型时：5#用户模型、6#用户模型和7#用户模型将停电，计算机则根据逻辑控制式如下：A
7#
＝B
I
‑
31
·
B
II
‑
32
·
8YAH4
·
8YAH1
·
7YAH5(2
‑
1)；A
6#
＝B
I
‑
31
·
B
II
‑
32
·
8YAH4
·
8YAH1
·
7YAH5
·
7YAH1
·
6YAH4(2
‑
2)；A
5#
＝B
I
‑
31
·
B
II
‑
32
·
8YAH4
·
8YAH1
·
7YAH5
·
7YAH1
·
6YAH4
·
6YAH1
·
5YAH4(2
‑
3)；从10kV开闭所Ⅱ中10kV母线
Ⅱ‑
32获得电力转供，以使A
7#
、A
6#
和A
5#
为1，则5#用户模型、6#用户模型和7#用户模型得电；其中，B
I
‑
31
表示10kV开闭所I中10kV母线I
‑
31的失电得电状态，B
II
‑
32
表示10kV开闭所Ⅱ中10kV母线
Ⅱ‑
32的失电得电状态，8YAH4表示模拟开关8
‑
YAH4的分合闸状态，8YAH1表示模拟开关8
‑
YAH1的分合闸状态，7YAH5表示模拟开关7
‑
YAH5的分合闸状态，7YAH1表示模拟开关7
‑
YAH1的分合闸状态，6YAH4表示模拟开关6
‑
YAH4的分合闸状态，6YAH1表示模拟开关6
‑
YAH1的分合闸状态，5YAH4表示模拟开关5
‑
YAH4的分合闸状态；A
7#
表示7#用户模型的失电得电状态，A
6#
表示6#用户模型的失电得电状态，A
5#
...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔智高，张瑞祥，蔡艳平，李庆辉，钟啸，苏延召，韩德帅，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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