一种配电室安全仿真培训系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种配电室安全仿真培训系统，包括教练机、学员机、高压单元、低压单元、变压器单元、程控模拟负荷源组、故障模拟器单元，模拟屏单元，所述程控模拟负荷源组，包括若干程控模拟负荷源，程控模拟负荷源的电压输出与高压单元各柜中的二次回路进线端对应连接，其电流输出通过电流互感器与高压单元各柜中的二次输出对应连接，程控模拟负荷源的电压输出与相应低压出线柜的二次回路进线端对应连接，其电流输出与低压单元各柜中的各组电流互感器的二次输出对应连接；故障模拟器电路、程控模拟负荷源组、模拟屏单元分别与教练机通讯接口连接，学员机通过网络与教练机连接。本实用新型专利技术的系统引入了安全的电压，可以保障学员的安全操作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力系统仿真领域，涉及一种配电室的仿真培训系统，尤其涉及 一种安全仿真培训系统，用于学员培训时使用。
技术介绍
配电室是电力系统的重要组成部分，为了保证配电室的安全运行，需要对在配电 室工作的人员进行培训。由于配电室的复杂操作情况，在培训时广泛采用文字讲解、绘图描 述、多媒体动画等方式，这些培训方式虽然可以对理论部分有更多的认识，但学员不能实际 进行操作，很多故障不能体验到，培训的效果不好。为了解决这一问题，目前国内出现一种 可以仿真配电室的系统，例如专利申请号为201010101697.3的专利申请文件公开了一种 配电室仿真实训系统，该仿真实训系统中的硬件与真实配电室相同，通过虚负荷技术实现 了高压电和实际负荷，使用故障模拟器实现了各种现场故障的模拟；该系统与现场真实一 致，可以让学员在高度仿真的环境下进行操作，但是这种配电室仿真系统也存在一定缺陷， 如附图1所示，在该系统中是将程控模拟负荷源电压直接连接到母线上，电流虚拟负荷从 母线上获取同步信号并输出电流。本领域的技术人员都了解母线是由铜排或铝排组成，柜 体中的各段母排通过铜制螺栓连接，连接点无保护层，当操作人员出现违规操作时可以接 触到，发生触电事故；由于该系统主要用于教学、培训，实际操作频繁，参训人员水平不同， 如果发生误操作还是会产生安全隐患。为了解决现有技术中存在的这一问题，需要对配电室仿真系统进行改进以保证所 有培训人员的安全。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺点，本技术提供了一种更为安全的配电室仿真实训 系统。为了实现本技术的目的，采用的技术方案概述如下一种配电室安全仿真实训系统，其特征在于包括教练机、学员机、高压单元、低压 单元、变压器单元、程控模拟负荷源组、故障模拟器单元，高压单元通过变压器单元连接低 压单元，所述程控模拟负荷源组，包括若干程控模拟负荷源，程控模拟负荷源的电压输出与 高压单元各柜中的二次回路进线端对应连接，其电流输出通过电流互感器与高压单元各柜 中的二次回路输出端对应连接，程控模拟负荷源的电压输出与低压单元各柜中的二次回 路进线端对应连接，其各组电流输出通过电流互感器与低压单元各柜中的二次回路输出端 对应连接；故障模拟器电路、程控模拟负荷源组分别通过通信线路与教练机通讯接口连接， 学员机通过网络与教练机连接。所述高压单元包括高压进线柜、高压计量柜、高压PT柜、高压出线柜及高压母联 和高压母联隔离柜。所述低压单元包括低压进线柜、低压出线柜、电容补偿柜和低压母联柜。所述程控模拟负荷源组由若干模拟负荷源单元组成，每个模拟负荷源均包括同步 触发电路、程序控制电路、信号产生电路、功率放大电路、升压器和升流器，所述程序控制电路的输入端与同步触发电路输出端连接，程序控制电路的输出端与信号产生电路的输入端 相连，信号产生电路的输出端依次与所述功率放大电路及升压器和升流器连接，所述程序 控制电路通过通讯器与教练机相连。所述通讯器的输入端分别与相应的光电隔离器相连接，所述通讯器的输出端与教 练机相连。所述故障模拟器包括开关状态采集部分和故障模拟部分，开关状态采集部分采集 开关状态发送给故障模拟部分模拟。所述开关状态采集部分包括单片机、开关量采集电路、模拟开关，故障模拟部分包 括CPLD、继电器和通讯器，所述开关量采集电路连接模拟开关，所述模拟开关连接单片机， 所述单片机连接所述CPLD，所述CPLD的输出端与继电器的输入端相连，继电器的输出端与 各柜体的二次回路相连，所述单片机通过通讯器与教练机相连。所述通讯器的输入端分别与光电隔离器和单片机相连接，所述通讯器的输出端与 教练机相连。所述开关量采集电路包括干接点开关和带电开关。包括两路高压单元和两路低压单元，两路高压单元之间设有高压母联柜及母联隔 离柜；两路低压单元之间设有低压母联柜。与现有技术相比，本技术具有的有益效果是1、本技术系统直接将程控模拟负荷源的电压和电流输出连接到二次回路中， 保证了培训人员的安全。2、本技术系统控制各个源的输出是先通过开关采集电路获取各级断路器的 状态，通过所有断路器的状态判断各种柜体的电压状态(方向是从高压到低压)，在有电压 的状态下判断电流的输出(从低压负荷到高压负荷)，保证了即使误操作也能保证培训人 员的安全。附图说明图1为现有技术中程控模拟负荷源与配电室硬件设备的连接示意图；图2为本技术配电室仿真系统结构图。图3为本技术程控模拟负荷源与配电室硬件设备的连接示意图；图4为本技术程控模拟负荷源与高压端的母联柜连接示意图；图5为本技术程控模拟负荷源与高压端计量柜连接示意图；图6为本技术程控模拟负荷源与高压端接进线柜连接示意图；图7为本技术程控模拟负荷源与高压端出线柜连接示意图；图8为本技术程控模拟负荷源与高压端母联隔离柜连接示意图；图9为本技术程控模拟负荷源与低压端进线柜连接示意图；图10为本技术程控模拟负荷源与低压端补偿柜连接示意图；图11为本技术程控模拟负荷源与低压端出线柜连接示意图；图12为本技术程控模拟负荷源与低压端母联柜连接示意图；图13为本技术各种柜体的电压状态、电流输出的顺序示意图；图14为本技术判断各种柜体的电压状态、电流输出的流程示意图；图15为本技术刷新电压值的流程示意图；图16为本技术刷新电流值的流程示意图；图17为本技术故障模拟器结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本技术的配电室仿真系统包括高压开关柜单元、变压器单元、低压开关柜单 元、程控模拟负荷源组、故障模拟器单元，所述高压单元包括高压进线柜、高压计量柜、高压 PT柜、高压出线柜及高压母联和高压母联隔离柜，所述低压单元包括低压进线柜、低压出线 柜、电容补偿柜和低压母联柜；所述程控模拟负荷源组，包括若干程控模拟负荷源，每台程 控模拟负荷源的三相电压输出与相应的高压开关柜的二次回路进线端对应连接，其各组电 流输出通过仿真电流互感器与各种高压单元各柜中的二次输出对应连接，每台程控模拟负 荷源的三相电压输出与相应低压出线柜的二次回路进线端对应连接，其各组电流输出与低 压单元各柜中的各组电流互感器的二次输出对应连接；故障模拟器电路、程控模拟负荷电 源组分别通过通信线路与教练机的通讯接口连接。学员机通过网络与教练机连接。所述程 控模拟负荷源均包括同步触发电路、程序控制电路、信号产生电路、功率放大电路、升压器 和升流器，所述程序控制电路的输入端与同步触发电路输出端连接，程序控制电路的输出 端与信号产生电路的输入端相连，信号产生电路的输出端依次与所述功率放大电路及升压 器和升流器连接，所述程序控制电路通过通讯器与教练机相连。所述通讯器的输入端分别 与相应的光电隔离器和单片机相连接，所述通讯器的输出端与教练机相连。如图2所示，本技术另一种实施例的系统结构包括教练机、1号和2号两路 高压单元和1号和2号两路低压单元，两路高压单元包括两面高压进线柜、两面高压计量 柜、两面高压PT柜、两面高压出线柜及高压母联和高压母联隔离柜，低压单元包括低压进 线柜、低压出线柜、电容补偿柜和低压母联柜，还包括故障模拟器电路和与各配电柜对应的 程控模拟负荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种配电室安全仿真培训系统，其特征在于：包括教练机、学员机、高压单元、低压单元、变压器单元、程控模拟负荷源组、故障模拟器单元、模拟屏单元，高压单元通过变压器单元连接低压单元，所述程控模拟负荷源组，包括若干程控模拟负荷源，程控模拟负荷源的电压输出与高压单元各柜中的二次回路进线端对应连接，其电流输出通过电流互感器与高压单元各柜中的二次回路输出端对应连接，程控模拟负荷源的电压输出与低压单元各柜中的二次回路进线端对应连接，其各组电流输出通过电流互感器与低压单元各柜中的二次回路输出端对应连接；故障模拟器电路、程控模拟负荷源组、模拟屏单元分别通过通信线路与教练机通讯接口连接，学员机通过网络与教练机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，曹云，赵颖，孙华，江晓林，王雪山，刘静莎，王冰，徐彩冰，路畅，广晖，
申请(专利权)人：北京北研兴电力仪表有限责任公司，内蒙古电力学校，
类型：实用新型
国别省市：11