專利名稱：一種配電室仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，涉及一種配電室的仿真系統(tǒng)，尤其涉及一種 IOKV典型客戶仿真系統(tǒng)，用于培訓使用。
背景技術(shù)：
配電室是電力系統(tǒng)的重要組成部分，為了保證配電室的安全運行，需要對在配電 室工作的人員進行培訓。目前所使用的變配電所仿真系統(tǒng)多為軟件系統(tǒng)，無法讓學員實際 動手操作，無法感受到現(xiàn)場故障現(xiàn)象，達不到理想的培訓效果，有的建成了真實的配電室， 無法進行故障設(shè)置，學員只能進行倒閘操作，而且由于引入的電壓比較高，無法保證學員的 安全。因此，需要一種硬件與軟件完全結(jié)合，既可通過軟件設(shè)置柜體故障，學員又可在真實 柜體進行故障操作的系統(tǒng)，學員既可感受到常見故障的故障現(xiàn)象，又可積累故障處理的經(jīng) 驗，以達到最理想培訓效果的仿真系統(tǒng)。目前配電室仿真系統(tǒng)的功能不夠完善，在硬件設(shè)置上雖然達到了與真實配電室相 同，但是也同樣和真實配電室一樣有引入較高電壓，對學員還是具有一定的危險性。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，本實用新型提供了一種更為安全的配電室仿真系 統(tǒng)。為了實現(xiàn)本實用新型的目的，采用的技術(shù)方案概述如下一種配電室仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括包括高壓開關(guān)柜單元、變壓器單元、低壓 開關(guān)柜單元、程控模擬負荷源組、故障模擬器單元，所述高壓單元包括高壓出線柜、高壓計 量柜、高壓PT柜、高壓出線柜及高壓母聯(lián)和高壓母聯(lián)隔離柜，所述低壓單元包括低壓進線 柜、低壓出線柜、電容補償柜和低壓母聯(lián)柜；所述程控模擬負荷源組，包括若干程控模擬負 荷源，每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)的高壓開關(guān)柜的二次回路進線端對應(yīng)連 接，其各組電流輸出通過仿真電流互感器與各種高壓單元各柜中的各組電流互感器的二次 輸出對應(yīng)連接，每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)低壓出線柜的主回路進線端對 應(yīng)連接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng)連接；故障 模擬器電路、程控模擬負荷電源組分別通過通信線路與后臺計算機的通訊接口連接。所述程控模擬電源組由若干模擬電源單元組成，每個模擬電源均包括程序控制電 路、功率放大電路、升壓器和升流器，所述程序控制電路的輸入端與同步觸發(fā)電路輸出端 連接，程序控制電路的輸出端與信號產(chǎn)生電路的輸入端相連，信號產(chǎn)生電路的輸出端依次 與所述功率放大電路及升壓器和升流器連接，所述程序控制電路通過通訊器與主控計算機 相連。所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊器的輸 出端與主控計算機相連。所述故障模擬器包括單片機、光耦檢測電路、模擬開關(guān)、CPLD、繼電器和通訊器，所述單片機連接所述CPLD，所述CPLD的輸出端與驅(qū)動器的輸入端連接，驅(qū)動器的輸出端與繼 電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與柜體的二次回路相連，所述通訊器的輸入端分別與 相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊器的輸出端與主控計算機相連。本實用新型還提供了另一種技術(shù)方案一種戶配電室仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括后臺計算機、I路II路兩個高壓單元 和I路II路兩個低壓單元，兩路高壓單元包括兩面高壓出線柜、兩面高壓計量柜、兩面高壓 PT柜、兩面高壓出線柜及高壓母聯(lián)和高壓母聯(lián)隔離柜，低壓單元包括低壓進線柜、低壓出線 柜、電容補償柜和低壓母聯(lián)柜，還包括故障模擬器電路和與各配電柜對應(yīng)的程控模擬負荷 電源；I路高壓出線柜和II路高壓出線柜的一次出線端之間設(shè)有高壓母聯(lián)柜及母聯(lián)隔離 柜；I路低壓出線柜和II路低壓出線柜的一次出線端之間設(shè)有低壓母聯(lián)柜；上述I路II路 兩個高壓單元所配備的程控電源的三相電壓輸出分別與I路II路兩個高壓單元的二次回 路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與高壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng) 連接；上述I路II路兩個低壓單元配備的程控模擬電源的三相電壓輸出分別與I路II路 兩個低壓單元的二次回路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流 互感器的二次輸出對應(yīng)連接；所述各故障模擬器電路、I路II路兩個低壓單元配備的程控 模擬電源和I路II路兩個高壓單元所配備的程控電源分別通過通信線路與后臺計算機的 通訊接口連接。所述程控模擬電源均均包括程序控制電路、功率放大電路、升壓器、升流器，所述 程序控制電路的輸入端與同步觸發(fā)電路輸出端連接，程序控制電路的輸出端與信號產(chǎn)生電 路的輸入端相連，信號產(chǎn)生電路的輸出端依次與所述放大電路及升壓器和升流器連接，所 述程序控制電路通過通訊器與主控計算機相連。所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊器的輸 出端與主控計算機相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果是1、本實用新型更為安全，本系統(tǒng)加入功率源，使系統(tǒng)中產(chǎn)生真實的電壓，便于學員 測量檢查訓練，又同時保證了學員的安全。2、本實用新型100%模擬高低壓柜，可以進行各種高低壓開關(guān)柜的各種實驗，可培 訓學員各元器件原理及結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。

圖1為本實用新型配電室仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，本實用新型的配電室仿真系統(tǒng)包括包括高壓開關(guān)柜單元、變壓器單 元、低壓開關(guān)柜單元、程控模擬負荷源組、故障模擬器單元，所述高壓單元包括高壓出線柜、 高壓計量柜、高壓PT柜、高壓出線柜及高壓母聯(lián)和高壓母聯(lián)隔離柜，所述低壓單元包括低 壓進線柜、低壓出線柜、電容補償柜和低壓母聯(lián)柜；所述程控模擬負荷源組，包括若干程控 模擬負荷源，每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)的高壓開關(guān)柜的二次回路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出通過仿真電流互感器與各種高壓單元各柜中的各組電流互感器 的二次輸出對應(yīng)連接，每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)低壓出線柜的主回路進 線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng)連 接；故障模擬器電路、程控模擬負荷電源組分別通過通信線路與后臺計算機的通訊接口連 接。上述程控模擬負荷源主要模擬高壓開柜各種柜體及低壓開關(guān)柜各種柜體的二次 電壓、電流信號，模擬低壓出線柜的負載狀態(tài)，程控模擬負荷源工作原理操作者通過鍵盤 或通訊口將指令下達給MCU，MCU根據(jù)指令對模擬負荷源的輸出類型、數(shù)字信號(即三相數(shù) 字信號源)的控制，三相數(shù)字信號源所產(chǎn)生的電壓、電流信號經(jīng)電壓穩(wěn)壓功放放大后，經(jīng)電 壓變換器(升壓器)輸出；電流信號由電流穩(wěn)流功放放大后，經(jīng)電流變換器(升流器)輸 出。輸出電壓、電流經(jīng)取樣反饋電路返回功放分別形成穩(wěn)壓和穩(wěn)流閉環(huán)控制系統(tǒng)，以保證輸 出幅度穩(wěn)定。同時輸出取樣信號，經(jīng)一定幅度調(diào)整后送至MCU再送顯示，對輸出三相電壓和 電流進行實時顯示。若有過載情況發(fā)生，功放將向MCU發(fā)出過載信號，由MCU立即發(fā)出報警 信號，并使整機回到準備狀態(tài)。本實用新型的故障模擬器單元包括開關(guān)狀態(tài)采集部分、故障模擬部分，開關(guān)采集 分為干接點采集與帶電檢測，開關(guān)采集原理是通過多路光耦采樣將所檢測開關(guān)狀態(tài)發(fā)送 給故障模擬器內(nèi)部模擬開關(guān)，通過單片機內(nèi)部比較器判斷開關(guān)狀態(tài)，程序處理后發(fā)送給上 位機，故障模擬工作原理故障模擬器通過485通訊接收上位機所設(shè)置故障指令，通過數(shù)據(jù) 總線傳送給CPLD驅(qū)動繼電器動作。所述程控模擬電源組由多個完全獨立的模擬電源單元組成。每個模擬電源均包括 程序控制電路、功率放大電路、升壓器、升流器，所述程序控制電路的輸入端與同步觸發(fā)電 路輸出端連接，程序控制電路的輸出端與信號產(chǎn)生電路的輸入端相連，信號產(chǎn)生電路的輸 出端依次與所述放大電路及升壓器和升流器連接，所述程序控制電路通過通訊器與主控計 算機相連。所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊器的 輸出端與主控計算機相連；所述故障模擬器包括單片機、光耦檢測電路、模擬開關(guān)、CPLD、繼電器和通訊器，所 述單片機連接所述CPLD，所述CPLD的輸出端與驅(qū)動器的輸入端連接，驅(qū)動器的輸出端與繼 電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與柜體的二次回路相連(測量回路，保護回路、計量回 路、控制回路)所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊 器的輸出端與主控計算機相連；本實用新型另一種實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括后臺計算機、I路II路兩個高壓單元 和I路II路兩個低壓單元，兩路高壓單元包括兩面高壓出線柜、兩面高壓計量柜、兩面高壓 PT柜、兩面高壓出線柜及高壓母聯(lián)和高壓母聯(lián)隔離柜，低壓單元包括低壓進線柜、低壓出線 柜、電容補償柜和低壓母聯(lián)柜，還包括故障模擬器電路和與各配電柜對應(yīng)的程控模擬負荷 電源；I路高壓出線柜和II路高壓出線柜的一次出線端之間設(shè)有高壓母聯(lián)柜及母聯(lián)隔離 柜；I路低壓出線柜和II路低壓出線柜的一次出線端之間設(shè)有低壓母聯(lián)柜；上述I路II路 兩個高壓單元所配備的程控電源的三相電壓輸出分別與I路II路兩個高壓單元的二次回 路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與高壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng) 連接；上述I路II路兩個低壓單元配備的程控模擬電源的三相電壓輸出分別與I路II路兩個低壓單元的二次回路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流 互感器的二次輸出對應(yīng)連接；所述各故障模擬器電路、I路II路兩個低壓單元配備的程控 模擬電源和I路II路兩個高壓單元所配備的程控電源分別通過通信線路與后臺計算機的 通訊接口連接。 所述程控模擬電源均均包括程序控制電路、功率放大電路、升壓器、升流器，所述 程序控制電路的輸入端與同步觸發(fā)電路輸出端連接，程序控制電路的輸出端與信號產(chǎn)生電 路的輸入端相連，信號產(chǎn)生電路的輸出端依次與所述放大電路及升壓器和升流器連接，所 述程序控制電路通過通訊器與主控計算機相連。所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔 離器和單片機相連接，所述通訊器的輸出端與主控計算機相連。
權(quán)利要求1.一種配電室仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括高壓開關(guān)柜單元、變壓器單元、低壓開關(guān) 柜單元、程控模擬負荷源組、故障模擬器單元，所述高壓單元包括高壓出線柜、高壓計量柜、 高壓PT柜、高壓出線柜及高壓母聯(lián)和高壓母聯(lián)隔離柜，所述低壓單元包括低壓進線柜、低 壓出線柜、電容補償柜和低壓母聯(lián)柜；所述程控模擬負荷源組，包括若干程控模擬負荷源， 每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)的高壓開關(guān)柜的二次回路進線端對應(yīng)連接，其 各組電流輸出通過仿真電流互感器與各種高壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出 對應(yīng)連接，每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)低壓出線柜的主回路進線端對應(yīng)連 接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng)連接；故障模擬 器電路、程控模擬負荷電源組分別通過通信線路與后臺計算機的通訊接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述程控模擬電源組由若干模擬電源單元 組成，每個模擬電源均包括程序控制電路、功率放大電路、升壓器和升流器，所述程序控制 電路的輸入端與同步觸發(fā)電路輸出端連接，程序控制電路的輸出端與信號產(chǎn)生電路的輸入 端相連，信號產(chǎn)生電路的輸出端依次與所述功率放大電路及升壓器和升流器連接，所述程 序控制電路通過通訊器與主控計算機相連。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔 離器和單片機相連接，所述通訊器的輸出端與主控計算機相連。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述故障模擬器包括單片機、光耦檢測電 路、模擬開關(guān)、CPLD、繼電器和通訊器，所述單片機連接所述CPLD，所述CPLD的輸出端與驅(qū) 動器的輸入端連接，驅(qū)動器的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與柜體的二 次回路相連，所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊器 的輸出端與主控計算機相連。
5.一種戶配電室仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括后臺計算機、I路II路兩個高壓單元和 I路II路兩個低壓單元，兩路高壓單元包括兩面高壓出線柜、兩面高壓計量柜、兩面高壓 PT柜、兩面高壓出線柜及高壓母聯(lián)和高壓母聯(lián)隔離柜，低壓單元包括低壓進線柜、低壓出 線柜、電容補償柜和低壓母聯(lián)柜，還包括故障模擬器電路和與各配電柜對應(yīng)的程控模擬負 荷電源；I路高壓出線柜和II路高壓出線柜的一次出線端之間設(shè)有高壓母聯(lián)柜及母聯(lián)隔離 柜；I路低壓出線柜和II路低壓出線柜的一次出線端之間設(shè)有低壓母聯(lián)柜；上述I路II路 兩個高壓單元所配備的程控電源的三相電壓輸出分別與I路II路兩個高壓單元的二次回 路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與高壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng) 連接；上述I路II路兩個低壓單元配備的程控模擬電源的三相電壓輸出分別與I路II路兩 個低壓單元的二次回路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流互 感器的二次輸出對應(yīng)連接；所述各故障模擬器電路、I路II路兩個低壓單元配備的程控模 擬電源和I路II路兩個高壓單元所配備的程控電源分別通過通信線路與后臺計算機的通 訊接口連接。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述程控模擬電源均均包括程序控制電路、 功率放大電路、升壓器、升流器，所述程序控制電路的輸入端與同步觸發(fā)電路輸出端連接， 程序控制電路的輸出端與信號產(chǎn)生電路的輸入端相連，信號產(chǎn)生電路的輸出端依次與所述 放大電路及升壓器和升流器連接，所述程序控制電路通過通訊器與主控計算機相連。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊器的輸入端分別與相應(yīng)的光電隔離器和單片機相連接，所述通訊器的輸出端與主控計算機相連。
專利摘要本實用新型提供了一種配電室仿真系統(tǒng)，包括與真實配電室相同的各種柜體；其中模擬電壓電源采用了程控模擬負荷源組，包括若干程控模擬負荷源,每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)的高壓開關(guān)柜的二次回路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出通過仿真電流互感器與各種高壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng)連接，每臺程控模擬負荷源的三相電壓輸出與相應(yīng)低壓出線柜的主回路進線端對應(yīng)連接，其各組電流輸出與低壓單元各柜中的各組電流互感器的二次輸出對應(yīng)連接；由故障模擬器電路模擬電路故障，故障模擬器電路、程控模擬負荷電源組都通過通信線路與后臺計算機的通訊接口連接。本實用新型的系統(tǒng)引入了安全的電壓，可以保障學員的安全操作。
文檔編號H02B1/04GK201853401SQ20102065986
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者劉靜莎, 孫華, 廣暉, 徐彩冰, 曹云, 江曉林, 王冰, 王晨, 王雪山, 趙穎, 路暢 申請人:內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司培訓中心, 北京北研興電力儀表有限責任公司