專利名稱：電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，特別涉及電流 互感器(Current Transducer，簡稱CT)負荷和電壓互感器(Voltage Transducer，簡稱VT) 負荷、壓降測試仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，屬電力計量測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來從事電能計量檢定工作的人員不斷增加，但是知識更新較慢、檢定人員專 業(yè)知識和工作水平參差不齊，復(fù)合型人才偏少。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的投入以及計量監(jiān)督管 理制度的不斷完善，對計量檢定人員的專業(yè)技能就有了更高、更具體的要求，必須切實提高 電能計量檢定人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)技能工作水平，打造復(fù)合型人才。在國網(wǎng)公司范圍內(nèi)，隨著《國家電網(wǎng)公司電能計量檢定抽調(diào)競賽》(俗稱計量大比 武)開展，關(guān)于計量人員的培訓(xùn)越來越受到各省網(wǎng)公司的重視，但是試驗場所、現(xiàn)場檢定環(huán) 境都不夠完善，存在很大的局限性?，F(xiàn)有的計量培訓(xùn)模式(尤其是壓降負荷)全部采用實際操作的方式，即使是在大 比武現(xiàn)場，由于技術(shù)所限，也僅僅在電能表接線一項上采用了模擬裝置。在高電壓，大電流 計量方面，受到安全性因素的影響，培訓(xùn)很難達到滿意效果；而且由于被培訓(xùn)人員的熟練程 度不夠，極易造成各類計量設(shè)備的損壞，受訓(xùn)者很難通過培訓(xùn)達到實際應(yīng)用技能水平。2009-2010年，隨著“堅強智能電網(wǎng)”技術(shù)標準的建立，各類型的基于智能電網(wǎng)技術(shù) 的二次計量設(shè)備逐步走出實驗室，進入現(xiàn)場實際運行，如何對這些設(shè)備評估，考核，使之能 夠盡快并網(wǎng)運行；如何讓實際工作人員對傳統(tǒng)計量設(shè)備，智能化計量設(shè)備加深理性，感性認 識，提高實際操作水平，如何開展模擬實際現(xiàn)場的培訓(xùn)，考核；如何把現(xiàn)場實際故障情況在 實驗室中模擬出來，以便更好的開展工作是電力計量工作中急需解決的重大課題。傳統(tǒng)壓降、負荷培訓(xùn)可利用負荷箱、標準電阻、電抗、調(diào)壓器、升流器以及電壓、電 流表可以組成簡單的培訓(xùn)系統(tǒng)。培訓(xùn)過程中需要多次通過計算、接線、人工調(diào)壓以改變壓 降、負荷值培訓(xùn)，因此該方式自動化程度很低，且存在人為失誤的可能，培訓(xùn)效率低下，不利 于受訓(xùn)人員的培訓(xùn)/考核，很難達到較好的培訓(xùn)效果。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計并完成一套完全模擬實際現(xiàn)場，以傳統(tǒng)計量二次設(shè)備為 基礎(chǔ)的，重點考慮智能設(shè)備的考核，實訓(xùn)軟硬件系統(tǒng)。從現(xiàn)有的實際電能計量工作出發(fā)，實 現(xiàn)壓降負荷測量計量模擬實訓(xùn)軟硬件系統(tǒng)，包括CT負荷仿真實訓(xùn)、PT負荷仿真實訓(xùn)以及PT 壓降仿真實訓(xùn)等三個功能，能對電壓互感器二次負荷、電壓互感器二次壓降、電流互感器二 次負荷進行檢測，通過模擬壓降、負荷現(xiàn)場測試環(huán)境達到對學(xué)員培訓(xùn)的目的。本實用新型采用的技術(shù)方案在于，電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn) 系統(tǒng)，其特征在于包括三相源，電壓互感器壓降負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，電流互感器負荷 測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，二次壓降及負荷測試儀，CPLD可編程邏輯器件，微處理器，計算機及
3培訓(xùn)用接線端子盒；其中計算機與微處理器連接，微處理器的一路輸出與CPLD可編程邏 輯器件的輸入相連，另一路輸出接至二次壓降及負荷測試儀，CPLD可編程邏輯器件輸出 端(I)-(IO)分別接到三相源、三相三線/四線控制、電壓等級控制、壓降測試PT側(cè)接入控 制、電壓負荷鉗表接入控制、壓降測試表側(cè)接入控制、電壓取樣控制、反相控制、電流負荷鉗 表接入控制及電流負荷標準測量接入控制的控制端，培訓(xùn)用接線端子盒的輸入線分別來自 al、bl、cl、nl、a2、b2、c2、n2、ual、ua2、ubl、ub2、ucl、uc2。如上所述的電壓互感器壓降負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括三相電壓 互感器，三相三線/四線控制，電壓等級控制，壓降測試PT側(cè)接入控制，電壓負荷測量用鉗 表，電壓負荷鉗表接入控制，壓降隔離互感器，壓降測試表側(cè)接入控制，電壓互感器可調(diào)負 荷箱，模擬壓降信號發(fā)生器，其中模擬壓降信號發(fā)生器包括電壓取樣控制，電壓互感器，放 大電路，濾波電路，相位調(diào)整電路，移相電路，反相控制，反相電路，D/A轉(zhuǎn)換，加法器及功放； 電壓互感器壓降負荷仿真系統(tǒng)中的三相電壓互感器的輸入端接至三相源的電壓輸出端Ua、 Ub、Uc，三相電壓互感器的輸出端經(jīng)三相三線/四線控制的觸點、電壓等級控制的觸點及壓 降隔離互感器的二次側(cè)接至電壓互感器可調(diào)負荷箱，電壓互感器可調(diào)負荷箱的輸入控制線 來自二次壓降及負荷測試儀，從al、bl、cl、nl端引出一路經(jīng)壓降測試PT側(cè)接入控制到二 次壓降及負荷測試儀的PT側(cè)電壓輸入端，另一路到培訓(xùn)用接線端子盒，從a2、b2、c2、n2端 引出一路經(jīng)壓降測試表側(cè)接入控制到二次壓降及負荷測試儀的表側(cè)電壓輸入端，另一路到 培訓(xùn)用接線端子盒，電壓負荷測量用鉗表的二次側(cè)經(jīng)電壓負荷鉗表接入控制接到二次壓降 及負荷測試儀的鉗表輸入端，模擬壓降信號發(fā)生器從al、bl、cl、nl引線經(jīng)電壓取樣控制分 別接到四個電壓互感器的一次側(cè)，四個電壓互感器的二次側(cè)分別經(jīng)過放大電路和濾波電路 后接到相位調(diào)整電路的輸入端，相位調(diào)整電路的輸出端一路接到反相控制的公共端，另一 路經(jīng)移相電路接到反相控制的公共端，反相控制的常閉點直接接到D/A轉(zhuǎn)換，反向控制的 常開點經(jīng)反相電路接到D/A轉(zhuǎn)換，兩路D/A轉(zhuǎn)換的輸出端接到加法器的輸入端，四個加法器 的輸出端分別經(jīng)功放接到壓降隔離互感器的一次側(cè)。如上所述的電流互感器負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括自升流電流互 感器、電流負荷標準測量接入控制、電流負荷鉗表接入控制、電流負荷測量用鉗表和電流互 感器可調(diào)負荷箱，自升流電流互感器的輸入端接到三相源的三相電流輸出端la、lb、Ic,自 升流電流互感器的輸出端接到電流互感器可調(diào)負荷箱，來自二次壓降及負荷測試儀的另一 路控制線接至互感器可調(diào)負荷箱、電流自升流電流互感器的輸出端ual、Ua2、Ubl、Ub2、Ucl、 uc2引線經(jīng)電流負荷標準測量接入控制接到二次壓降及負荷測試儀的電流負荷電壓輸入 端，電流負荷測量用鉗表通過電流負荷鉗表接入控制接到二次壓降及負荷測試儀的鉗表輸 入端。本實用新型的有益效果是建立一套完全模擬實際現(xiàn)場，以傳統(tǒng)計量二次設(shè)備為 基礎(chǔ)的，重點考慮智能設(shè)備的考核，實訓(xùn)軟硬件系統(tǒng)，能全面滿足電能計量檢定人員業(yè)務(wù)培 訓(xùn)需求，模擬各種試驗室、現(xiàn)場檢定環(huán)境，使得受訓(xùn)人員通過階段學(xué)習(xí)，迅速掌握業(yè)務(wù)要領(lǐng) 及排除故障能力，達到崗位技能要求，快速成為有一定實戰(zhàn)經(jīng)驗的電能計量檢定人員。

圖1是本實用新型系統(tǒng)流程圖。[0013]圖2是本實用新型系統(tǒng)電路圖電壓互感器壓降負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)第一部分。圖3是本實用新型系統(tǒng)電路圖電壓互感器壓降負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)第二部分。圖4是本實用新型系統(tǒng)電路圖模擬壓降信號發(fā)生器部分。圖5是本實用新型系統(tǒng)電路圖電流互感器負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)部分。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。圖2、3、4、5中標記說明1-三相源，2-電壓互感器壓降負荷測量仿真實訓(xùn)系 統(tǒng)，2-1-三相電壓互感器，2-2-三相三線/四線控制，2-3-電壓等級控制，2-4-壓降測 試PT側(cè)接入控制，2-5-電壓負荷測量用鉗表，2-6-電壓負荷鉗表接入控制，2-7-壓降隔 離互感器，2-8-壓降測試表側(cè)接入控制，2-9-電壓互感器可調(diào)負荷箱，2-10-模擬壓降信 號發(fā)生器，2-10-1-電壓取樣控制，2-10-2-電壓互感器，2-10-3-放大電路，2-10-4-濾波 電路，2-10-5-相位調(diào)整電路，2-10-6-移相電路，2-10-7-反相控制，2-10-8-反相電路， 2-10-9-D/A 轉(zhuǎn)換，2-10-10-加法器，2-10-11-功放，3-電流互感器負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，3-1-自升流電流互感器，3-2-電流負荷標準測量接入控制，3-3-電流負荷鉗表接 入控制，3-4-電流負荷測量用鉗表，3-5-電流互感器可調(diào)負荷箱，4-二次壓降及負荷測試儀，5-CPLD可編程邏輯器件，6-微處理器，7-計算機，8-接
線端子盒。培訓(xùn)/考核時，受訓(xùn)人員首先將受訓(xùn)設(shè)備接入接線端子盒8，然后通過計算機7上 的軟件系統(tǒng)選擇測量方式電壓負荷測量、二次壓降測量及電流負荷測量，并設(shè)置負荷值， 微處理器6 —方面將來自計算機7的測量控制信號經(jīng)CPLD可編程邏輯器件5傳遞到對應(yīng) 的控制器件，另一方面將設(shè)置值傳遞到對應(yīng)的負荷箱，控制器件和負荷箱接收到控制信號 后開始進行切換(電壓負荷測量時，切換三相三線/四線控制2-2、電壓等級控制2-3、壓 降測試PT側(cè)接入控制2-4、電壓負荷鉗表接入控制2-6、電壓互感器可調(diào)負荷箱2-9的狀 態(tài)；二次壓降測量時，切換三相三線/四線控制2-2、電壓等級控制2-3、壓降測試PT側(cè)接 入控制2-4、壓降測試表側(cè)接入控制2-8、電壓互感器可調(diào)負荷箱2-9的狀態(tài)、電壓取樣控制 2-10-1、反相控制2-10-7 ；電流負荷測量時，切換電流負荷標準測量接入控制3-2、電流負 荷鉗表接入控制3-3、電流互感器可調(diào)負荷箱3-5的狀態(tài))，待切換穩(wěn)定，受訓(xùn)人員通過計算 機7上的上位機軟件經(jīng)微處理器6和CPLD可編程控制器5發(fā)送開始測量信號控制三相源 1輸出電壓或電流到到已切換好的測試線路，輸出穩(wěn)定后，微處理器6發(fā)出信號控制二次壓 降及負荷測試儀4開始進行對應(yīng)的測量，并將測量數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器6傳送到計算機7，受訓(xùn) 人員將測量數(shù)據(jù)與受訓(xùn)設(shè)備測試數(shù)據(jù)進行比較來發(fā)現(xiàn)自身的接線和測量錯誤。
權(quán)利要求電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括三相源，電壓互感器壓降負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，電流互感器負荷測量仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，二次壓降及負荷測試儀，CPLD可編程邏輯器件，微處理器，計算機及培訓(xùn)用接線端子盒；其中計算機與微處理器連接，微處理器的一路輸出與CPLD可編程邏輯器件的輸入相連，另一路輸出接至二次壓降及負荷測試儀，CPLD可編程邏輯器件輸出端(1) (10)分別接到三相源、三相三線/四線控制、電壓等級控制、壓降測試PT側(cè)接入控制、電壓負荷鉗表接入控制、壓降測試表側(cè)接入控制、電壓取樣控制、反相控制、電流負荷鉗表接入控制及電流負荷標準測量接入控制的控制端，培訓(xùn)用接線端子盒的輸入線分別來自a1、b1、c1、n1、a2、b2、c2、n2、ua1、ua2、ub1、ub2、uc1、uc2。
2.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在 于包括三相電壓互感器，三相三線/四線控制，電壓等級控制，壓降測試PT側(cè)接入控制， 電壓負荷測量用鉗表，電壓負荷鉗表接入控制，壓降隔離互感器，壓降測試表側(cè)接入控制， 電壓互感器可調(diào)負荷箱，模擬壓降信號發(fā)生器，其中模擬壓降信號發(fā)生器包括電壓取樣控 制，電壓互感器，放大電路，濾波電路，相位調(diào)整電路，移相電路，反相控制，反相電路，D/A轉(zhuǎn) 換，加法器及功放；電壓互感器壓降負荷仿真系統(tǒng)中的三相電壓互感器的輸入端接至三相 源的電壓輸出端Ua、Ub、Uc，三相電壓互感器的輸出端經(jīng)三相三線/四線控制的觸點、電壓 等級控制的觸點及壓降隔離互感器的二次側(cè)接至電壓互感器可調(diào)負荷箱，電壓互感器可調(diào) 負荷箱的輸入控制線來自二次壓降及負荷測試儀，從al、bl、cl、nl端引出一路經(jīng)壓降測試 PT側(cè)接入控制到二次壓降及負荷測試儀的PT側(cè)電壓輸入端，另一路到培訓(xùn)用接線端子盒， 從a2、b2、c2、n2端引出一路經(jīng)壓降測試表側(cè)接入控制到二次壓降及負荷測試儀的表側(cè)電 壓輸入端，另一路到培訓(xùn)用接線端子盒，電壓負荷測量用鉗表的二次側(cè)經(jīng)電壓負荷鉗表接 入控制接到二次壓降及負荷測試儀的鉗表輸入端，模擬壓降信號發(fā)生器從al、bl、Cl、nl引 線經(jīng)電壓取樣控制分別接到四個電壓互感器的一次側(cè)，四個電壓互感器的二次側(cè)分別經(jīng)過 放大電路和濾波電路后接到相位調(diào)整電路的輸入端，相位調(diào)整電路的輸出端一路接到反相 控制的公共端，另一路經(jīng)移相電路接到反相控制的公共端，反相控制的常閉點直接接到D/A 轉(zhuǎn)換，反向控制的常開點經(jīng)反相電路接到D/A轉(zhuǎn)換，兩路D/A轉(zhuǎn)換的輸出端接到加法器的 輸入端，四個加法器的輸出端分別經(jīng)功放接到壓降隔離互感器的一次側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在 于包括自升流電流互感器、電流負荷標準測量接入控制、電流負荷鉗表接入控制、電流負 荷測量用鉗表和電流互感器可調(diào)負荷箱，自升流電流互感器的輸入端接到三相源的三相電 流輸出端la、lb、Ic,自升流電流互感器的輸出端接到電流互感器可調(diào)負荷箱，來自二次壓 降及負荷測試儀的另一路控制線接至互感器可調(diào)負荷箱、電流自升流電流互感器的輸出端 ual、ua2、ubl、ub2、ucl、uc2引線經(jīng)電流負荷標準測量接入控制接到二次壓降及負荷測試 儀的電流負荷電壓輸入端，電流負荷測量用鉗表通過電流負荷鉗表接入控制接到二次壓降 及負荷測試儀的鉗表輸入端。
專利摘要本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)計量回路中壓降負荷試驗仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)從現(xiàn)有的實際電能計量工作出發(fā)，實現(xiàn)壓降負荷測量計量模擬實訓(xùn)軟硬件系統(tǒng)，包括CT負荷仿真實訓(xùn)、PT負荷仿真實訓(xùn)以及PT壓降仿真實訓(xùn)等三個功能，能對電壓互感器二次負荷、電壓互感器二次壓降、電流互感器二次負荷進行檢測，通過模擬壓降、負荷現(xiàn)場測試環(huán)境達到對學(xué)員培訓(xùn)的目的。
文檔編號G09B9/00GK201667140SQ20092027435
公開日2010年12月8日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者吳巍, 周曉惠, 李映輝, 王龍華, 鄧澤官 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司