继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器技术方案

本实用新型专利技术公开一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，用于替代电机转子进行发变组保护装置的功能检测；其包含：电阻盒，其通过电阻发生器的输出电路连接发变组保护装置；微控制器，其电路连接电阻盒，输出电阻控制信号至电阻盒，控制电阻盒输出的电阻；输入模块，其电路连接微控制器，向微控制器输入电阻控制指令，微控制器根据电阻控制指令输出电阻控制信号；显示模块，其电路连接微控制器，显示微控制器控制电阻盒输出的电阻的数值。本实用新型专利技术采用高精密电阻发生器替代价格昂贵的发电机，降低发变组保护装置操作的实训成本；电阻发生器采用继电器和电阻网络相结合的设计，通过微控制器控制继电器切换电阻网络，实现电阻的精确输出。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于发电机保护测试中的电阻发生技术，具体涉及一种用于继电保护自动化仿真系统中的高精密电阻发生器。
技术介绍
如图1所示，为现有技术中发电机的电路图，其包含励磁回路I’、转子2’与定子3’，其中转子2’通过&和Ce接地。在发电机励磁回路中，发电机转子绝缘是薄弱的环节，因为它不仅运行温度高，而且转速也高，转子绕组受强大离心力作用，相互容易摩擦，易引起绝缘损伤。同时，冷却空气还可能把炭灰、粉尘、油污和水汽等带入转子并存积在绕组端部和槽口等部位使绝缘电阻值下降。匝间短路故障发生时也常会伴随接地故障发生。发电机在长期运行过程中，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化以及机械振动等诸多方面的原因，容易造成转子对地绝缘水平的降低进而引发转子接地故障。当转子发生一点接地故障时，虽然不会对发电机本身造成直接的危害，但若再相继发生两点接地，则将严重威胁发电机的安全。发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，为了保证电厂的安全生产正常运行，作为继保人员必须掌握转子接地保护的基本原理，熟悉发生转子接地故障的现象和处理方法，全力避免发生转子两点接地故障。1、转子一点接地的危害:发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，发生一点接地故障时励磁绕组与地之间尚未形成电气回路，转子的励磁电压和流过转子的转子电流受到的影响很小，所以并不对发电机造成危害，此时可通过转移负荷，平稳停机后再检查故障。2、转子两点接地的危害:I)破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机剧烈振动，使电机损坏、无功出力降低。汽轮发电机励磁回路两点接地还可引起轴系和汽机磁化，后果严重。若装有横差保护，还会引起其误动，因此，转子一点接地保护动作后要将横差保护加上一个短的延时，防止误动；2)两点接地造成非短路的绕组电流增大，如果流过转子本体的短路电流大(通常以I 500 A为界限)，热效应烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，造成偏心，加剧振动。另外，还可能损坏其他励磁装置，导致失磁故障，危及发电机和系统的安全。为确保发电机的安全运行，当发电机转子绕组发生一点接地时，应发出信号，运行人员立刻进行处理；若发生两点接地应立即停止发电机的运行。因此，发电机装设转子一点和两点接地保护是非常必要的。现有技术中，通常采用发变组保护装置对发电机进行故障检测和保护的工作。如图2所示，转子2’与定子3’分别电路连接励磁回路I’，励磁回路I’则电路连接发变组保护装置4’，由发变组保护装置4’对发电机进行实时检测和保护。目前，由于发电机价格昂贵，导致在进行对发变组保护装置4’保护调试和培训工作中，缺乏进行发变组保护装置4’工作模拟的外部连接装置(即发电机)。所以本项目针对现有技术中继电保护装置因为缺乏外部连接装置(价格也比较昂贵)，无法开展发电机转子一点接地和两地接地保护调试和培训工作，设计一种高精密度的电阻发生器，并加上适宜的外接电路设计来取代外部连接装置，达到相同的培训效果。
技术实现思路
本技术提供一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，采用高精密电阻发生器替代发变组保护装置的外部连接装置，降低发变组保护装置操作的实训成本，同时实现精确输出电阻，并实现数字控制和显示，便于发变组保护装置的保护调试和培训工作。为实现上述目的，本技术提供一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，其特点是，该电阻发生器用于替代电机转子电路连接发变组保护装置，进行发变组保护装置的功能检测；该电阻发生器包含:电阻盒，其通过电阻发生器的输出电路连接外接的发变组保护装置；微控制器，其电路连接电阻盒，输出电阻控制信号至电阻盒，控制电阻盒输出的电阻；输入模块，其电路连接微控制器，向微控制器输入电阻控制指令，微控制器根据该电阻控制指令输出电阻控制信号；显示模块，其电路连接微控制器，对微控制器控制电阻盒输出的电阻的数值进行显不O上述的电阻盒包含:电阻网络，其电路连接电阻盒的输出；继电器，其与电阻网络并联连接，该继电器切换电阻网络，实现电阻精确输出；微处理器控制线，其电路连接微控制器的输出端并电路连接继电器的输入端，微控制器通过微处理器控制线传输电阻控制信号，控制继电器切换电阻网络。上述的电阻网络包含若干串联连接的电阻；上述的电阻盒包含若干继电器，若干个继电器分别与电阻网络的电阻一一对应并联连接。上述的电阻网络中各电阻的取值采用二进制编码网络方式，该电阻的取值为2η，η大于等于O。输入模块输入需要高精密电阻发生器输出的电阻控制指令至微控制器；微控制器接收电阻控制指令，并输出电阻控制信号至电阻盒；电阻盒中继电器根据电阻控制信号控制电阻网络输出电阻；微控制器将其控制电阻盒输出电阻的数值发送至显示模块，显示模块对高精密电阻发生器输出的电阻进行直观显示。本技术继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器及测试方法和现有技术中发变组保护装置的保护调试和培训方法相比，其优点在于，本技术采用高精密电阻发生器替代发变组保护装置的外部连接装置，即替代了价格昂贵的发电机，降低发变组保护装置操作的实训成本；本技术提供一种高精密电阻发生器，其采用继电器和电阻网络相结合的设计，通过微控制器控制继电器切换电阻网络，实现电阻的精确输出；本技术的高精密电阻发生器，设有显示模块和输入模块，实现数字控制和显示，便于发变组保护装置的保护调试和培训工作。附图说明图1为现有技术中发电机的电路模块图；图2为现有技术中发变组保护装置与发电机的电路图；图3为本技术继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器的电路模块图；图4为本技术继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器中电阻盒的电路模块图；图5为本技术继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器中电阻盒的电路原理图；图6为本技术继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器在转子接地保护测试中的电路连接图；图7为本技术继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器在转子接地保护测试中的电路连接简化图；图8为图7中高精密电阻发生器在转子接地保护测试中的电路连接细化图。具体实施方式以下结合附图，进一步说明本技术的具体实施例。本技术公开一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，用于在进行发变组保护装置的保护调试和培训工作中替代价格昂贵的发电机，作为继电保护自动化仿真系统的外部连接装置，实现对发变组保护装置对发电机的实时监测和保护功能进行检测和培训。如图3所示，一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器包含电阻盒1、微控制器2、输入模块3和显不模块4。电阻盒I通过电阻发生器的输出电路连接外接的发变组保护装置。微控制器2电路连接电阻盒1，输出电阻控制信号至电阻盒1，控制电阻盒I输出的电阻。输入模块3电路连接微控制器2，该输入模块3向微控制器2输入电阻控制指令，微控制器2根据该电阻控制指令输出电阻控制信号至电阻盒I。显示模块4电路连接微控制器2，微控制器2将控制电阻盒I输出电阻值的数据传输至显示模块4，显示模块4对所述微控制器2控制电阻盒I输出的电阻的数值进行显示。输入模块3采用数字键盘，输入模块3和显示模块4也可以整合采用触摸屏。如图4所示，电阻盒I包含电阻网络13、继电器12、微处理器控制线11。电阻网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，其特征在于，该电阻发生器用于替代电机转子电路连接发变组保护装置，进行发变组保护装置的功能检测；该电阻发生器包含：电阻盒（1），其通过电阻发生器的输出电路连接外接的发变组保护装置；微控制器（2），其电路连接所述的电阻盒（1），输出电阻控制信号至电阻盒（1），控制所述电阻盒（1）输出的电阻；输入模块（3），其电路连接所述微控制器（2），向微控制器（2）输入电阻控制指令，微控制器（2）根据该电阻控制指令输出所述电阻控制信号；显示模块（4），其电路连接所述微控制器（2），对所述微控制器（2）控制电阻盒（1）输出的电阻的数值进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，其特征在于，该电阻发生器用于替代电机转子电路连接发变组保护装置，进行发变组保护装置的功能检测； 该电阻发生器包含: 电阻盒(I )，其通过电阻发生器的输出电路连接外接的发变组保护装置； 微控制器(2)，其电路连接所述的电阻盒(1)，输出电阻控制信号至电阻盒(1)，控制所述电阻盒(I)输出的电阻； 输入模块(3 )，其电路连接所述微控制器(2 )，向微控制器(2 )输入电阻控制指令，微控制器(2)根据该电阻控制指令输出所述电阻控制信号； 显示模块(4 )，其电路连接所述微控制器(2 )，对所述微控制器(2 )控制电阻盒(I)输出的电阻的数值进行显示。2.如权利要求1所述的继电保护自动化仿真系统的高精密电阻发生器，其特征在于，所述的电阻盒(I)包含: 电阻网络(13)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕政权，彭勇，俞国勤，高蕾，许燕，朱耀明，郝琳娜，王丽芳，汪福强，
申请(专利权)人：上海市电力公司， 国家电网公司，
类型：新型
国别省市：上海;31