一种电力线路模拟故障实验模块及故障检测系统的制作方法

本实用新型属于模拟实验系统技术领域,，具体涉及一种电力线路模拟故障实验模块及故障检测系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，新技术的出现，社会对电力需求越来越大，对电力可靠性要求也越来越高，线路投入前无法预知所要合闸的送电线路是否存在故障，线路的带故障投入不仅会对系统元件造成不利影响，还可能造成人员伤亡。因此，在供配电系统中，客观上需要断路器具备合闸前预检功能，当其负载侧处于或接近相线间短路或相线接地的状态时，断路器能及时准确地感知，从而能够主动采取预防措施。社会对技术更新开发人才的需求日益增加，对学员动手能力的培养和创新能力的培养重视程度日益显著，同时部分工程技术训练中心的实验设备只是注重动手能力的培养，缺乏创新能力和创新意识的培养，特别是机电类和电类相关教学培训设备，只是注重应用，缺乏创新，为了对于电力线路的故障检测有加深实践和认识，需要设计一种新型的用于模拟电力线路故障的故障检测系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种电力线路模拟故障实验模块及故障检测系统，本实用新型通过各个模块之间通过接线配合，可以让学员在模拟实验中对于电力线路故障检测有更深入的了解，将所掌握的理论知识与实训操作相结合。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电力线路模拟故障实验模块，故障实验模块的端子mg-1、mg-2、mg-3、mg-4通过导线连接所需检测的模拟故障实验点对应主回路对应线路a、b、c、n中，故障实验模块的端子mg-5、mg-6对应连接到控制电源，转换开关mg-s1转到单相接地位置，转换开关mg-s1的触点13/14闭合，线圈mg-km3和线圈mg-km4吸合，同时接触开关mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合，接触开关mg-km4主触点1/2吸合，点动按下实验按钮mg-k1，或mg-k2，或mg-k3的任意一个，用于模拟主回路中对应线路a、b、c的单相接地故障；转换开关mg-s1转到相间短路位置，转换开关mg-s1的触点23/24闭合，线圈mg-km3吸合，mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合，同时按下实验按钮mg-k1、mg-k2和mg-k3任意两个，用于模拟主回路中对应线路a、b、c的相间短路故障。

本方案还提供一种故障检测系统，包括线路阻抗模块和上述一种电力线路模拟故障实验模块，线路阻抗模块的端子xk-4、xk-5、xk-6、xk-8对应连接故障实验模块的端子mg-1、mg-2、mg-3、mg-4。

进一步改进本方案，还包括无功测量模块和有功测量模块，所述线路阻抗模块的端子xk-1、xk-2、xk-3、xk-7通过导线连接无功测量模块，线路阻抗模块的端子xk-1、xk-2、xk-3分别依次通过二极管和感抗连接线路阻抗模块的端子xk-4、xk-5、xk-6，线路阻抗模块的端子xk-7通过导线连接端子xk-8。

进一步改进本方案，无功测量模块用于测量和显示线路运行中的即时的无功功率量，有功测量模块用于测量和显示线路运行中的即时的有功功率量，无功测量模块的端子ulp-4、ulp-5、ulp-6、ulp-8对应连接线路阻抗模块的端子xk-1、xk-2、xk-3、xk-7，无功测量模块的端子ulp-1、ulp-2、ulp-3、ulp-7对应连接有功测量模块的端子up-4、up-5、up-6、up-8，有功测量模块的端子up-1、up-2、up-3、up-7对应连接主回路的线路a、b、c、n中对应端子。

本方案具有如下有益效果：

1、本实用新型通过改进，模块实用性强，适用范围广，适用于所有用ac380v电压模拟任何电压等级高压部分实验，适用部位范围广，可以用于各个故障位置模拟故障发生；使用方法简单，统一接口，通用性强。模拟故障检测系统各个模块之间通过接线配合，可以让学员在模拟实验中对于断路器的工作原理有更深入的了解，将所掌握的理论知识与实训操作相结合，转动面板上的故障模式选择转换开关，可选择两种实验方式，主回路会产生单相接地故障或相间短路故障，经该模拟故障检测系统模拟的单相接地故障或相间短路故障发生后，通过将模拟断路器状态信息和故障报文信息传给监控系统，监控系统界面上的故障显示及故障信息来分析判断故障的发生位置、故障原因等，从而锻炼培训人员分析判断、解决故障的能力。

2、本实用新型中，线路阻抗模块用来模拟该段线路的阻抗，实际电网中传输线路是存在阻抗的，通过该模块来模拟线路阻抗，可以更接近模拟真实现场的电量变化及特征。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中故障实验模块的电路图；

图2为本实用新型中线路阻抗模块的电路图；

图3为本实用新型中无功测量模块的电路图；

图4为本实用新型中有功测量模块的电路图；

图中标记：1、故障实验模块，2、线路阻抗模块，3、无功测量模块，4、有功测量模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供一种电力线路模拟故障实验模块，故障实验模块1的端子mg-1、mg-2、mg-3、mg-4通过导线连接所需检测的模拟故障实验点对应位置主回路的线路a、b、c、n中，故障实验模块1的端子mg-5、mg-6对应连接到控制电源l、n端子，转换开关mg-s1转到单相接地位置，转换开关mg-s1的触点13/14闭合，线圈mg-km3和线圈mg-km4吸合，同时接触开关mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合，接触开关mg-km4主触点1/2吸合，点动按下实验按钮mg-k1，或mg-k2，或mg-k3的任意一个，用于模拟主回路中对应线路a、b、c的单相接地故障；转换开关mg-s1转到相间短路档位，转换开关mg-s1的触点23/24闭合，线圈mg-km3吸合，mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合，同时按下实验按钮mg-k1、mg-k2和mg-k3任意两个，用于模拟主回路中对应线路a、b、c的相间短路故障。

故障检测模块1的工作原理如下：将故障实验模块1中mg-1、mg-2、mg-3、mg-4用实验导线并接入线路阻抗模块2的xk-5、xk-6、xk-7、xk-8中，将mg-5、mg-6并接入电源模块的控制电源l、n端子上，再转动故障选择转换开关到单相接地或相间短路对应档位，当转到单相接地档位时，mg-s1的13/14闭合，用mg-ka4的一组常开点5/9控制mg-km3,线圈mg-km3和mg-km4吸合，同时mg-km3主触点1/2、3/4、5/6和mg-km4主触点1/2吸合；若点动按下mg-k1时，mg-km5线圈吸合，同时mg-km5主触点1/2吸合，此时a相模拟单相接地故障，b、c相原理相同；当转到相间短路档位时，mg-s1的23/24闭合，mg-km3线圈吸合，同时mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合；若点动按下mg-k1和mg-k2时，mg-km5和mg-km6线圈吸合，同时mg-km5主触点1/2和mg-km6主触点1/2同时吸合，此时ab相模拟主回路中相间短路故障，bc相、ca相原理相同。

实施例2

如图所示：本实施例提供一种电力线路模拟故障检测系统，包括故障实验模块1、线路阻抗模块2、无功测量模块3、有功测量模块4和电源模块，故障实验模块1的端子mg-1、mg-2、mg-3、mg-4通过导线连接所需检测的模拟故障实验点对应位置主回路的线路a、b、c、n中，故障实验模块1的端子mg-5、mg-6对应连接到控制电源l、n端子，转换开关mg-s1转到单相接地位置，转换开关mg-s1的触点13/14闭合，线圈mg-km3和线圈mg-km4吸合，同时接触开关mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合，接触开关mg-km4主触点1/2吸合，点动按下实验按钮mg-k1，或mg-k2，或mg-k3的任意一个，用于模拟主回路中对应线路a、b、c的单相接地故障；转换开关mg-s1转到相间短路档位，转换开关mg-s1的触点23/24闭合，线圈mg-km3吸合，mg-km3主触点1/2、3/4、5/6吸合，同时按下实验按钮mg-k1、mg-k2和mg-k3任意两个，用于模拟主回路中对应线路a、b、c的相间短路故障。

线路阻抗模块2的端子xk-1、xk-2、xk-3、xk-7通过导线连接无功测量模块3，线路阻抗模块2的端子xk-1、xk-2、xk-3分别依次通过二极管和感抗连接线路阻抗模块2的端子xk-4、xk-5、xk-6，线路阻抗模块2的端子xk-7通过导线连接端子xk-8，线路阻抗模块2端子xk-4、xk-5、xk-6、xk-8对应连接故障实验模块1的端子mg-1、mg-2、mg-3、mg-4。线路阻抗模块2用来模拟该段线路的阻抗，实际电网中传输线路是存在阻抗的，通过该模块来模拟线路阻抗，可以更接近模拟真实现场的电量变化及特征。

无功测量模块3用于测量和显示线路运行中的即时的无功功率量，有功测量模块4用于测量和显示线路运行中的即时的有功功率量，无功测量模块3的端子ulp-4、ulp-5、ulp-6、ulp-8对应连接线路阻抗模块2的端子xk-1、xk-2、xk-3、xk-7，无功测量模块3的端子ulp-1、ulp-2、ulp-3、ulp-7对应连接有功测量模块4的端子up-4、up-5、up-6、up-8，有功测量模块4的端子up-1、up-2、up-3、up-7对应连接主回路的线路a、b、c、n中对应端子。

具体操作实验方法如下：进行故障模拟实验操作时，首先需先将模拟断路器或者断路器处于合闸状态，确认系统运行处于正常状态，转动面板上的故障模式选择转换开关选择实验方式，从而进行相关类型的故障实验，所述实验方式包括单相接地故障实验或相间短路故障实验。其次，选择实验方式，转动面板上的故障模式选择转换开关，当板上的故障模式选择转换开关置于单相接地时，可进行单相接地故障实验，此时点动按下模拟故障实验模块1中mg-k1、或mg-k2、或mg-k3时，主回路会产生单相接地故障，微机保护装置模块检测到回路中有故障产生，会立即发出指令使模拟断路器或者断路器跳开，同时将单相接地故障发生后模拟断路器或者断路器的状态信息和故障报文信息传给scada监控系统模块，通过scada监控系统模块界面上的故障显示及故障信息来分析判断故障的发生位置、故障原因等，从而锻炼培训人员分析判断、解决故障的能力；当板上的故障模式选择转换开关置于相间短路时，可进行相间短路故障实验，此时点动同时按下模拟故障实验模块1中mg-k1和mg-k2、或mg-k2和mg-k3、或mg-k3和mg-k1时，主回路会产生相间短路故障，微机保护装置模块检测到回路中有故障产生，会立即发出指令使模拟断路器或者断路器跳开，同时将相间短路故障发生后模拟断路器或者断路器的状态信息和故障报文信息传给scada监控系统模块，通过scada监控系统模界面上的故障显示及故障信息来分析判断故障的发生位置、故障原因等，从而锻炼培训人员分析判断、解决故障的能力。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

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