電力直流絕緣故障仿真及測試裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，包括直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊、交直流參數(shù)測量模塊、直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊、人機交互模塊。直流電源模塊產(chǎn)生直流電壓，其輸出分別接至直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊，人機交互模塊接至直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊。采用該電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，可以對電力系統(tǒng)直流二次專業(yè)的運行維護人員進行技能培訓，使其直觀了解直流系統(tǒng)二次回路各種絕緣故障的原理和現(xiàn)象，提高直流二次專業(yè)運行維護人員的工作技能和故障處理能力。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
電力直流絕緣故障仿真及測試裝置
本技術(shù)涉及一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，屬于直流故障仿真及設備測試領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
直流系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站、換流站的重要組成部分，為其信號裝置、繼電保護裝置、測控裝置等提供可靠的工作電源，因此，直流系統(tǒng)的可靠直接影響電力系統(tǒng)安全、可靠的運行。同時，直流系統(tǒng)整個供電網(wǎng)絡是通過電纜、導線、匯流排等導體與戶外、戶內(nèi)高、低壓電氣設備和裝置的端子箱、操作箱、自動裝置、保護裝置、斷路器操作機構(gòu)等用電裝置相連接，是一個涉及點多、面廣、線長、十分龐大的多分支供電網(wǎng)絡，發(fā)生接地、交流竄入直流、直流互竄等故障機率很高，一旦有故障發(fā)生，就有可能使測控裝置和繼電保護裝置拒動或誤動，造成巨大的損失。為了提高供電的可靠性、連續(xù)性，電力直流電源系統(tǒng)應采用不接地運行方式(DL/T5044中4.5.5條款220V和IlOV直流電源系統(tǒng)應采用不接地方式))。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地故障時，短時間仍可繼續(xù)運行，但必須及時發(fā)現(xiàn)和處理，以免第二點發(fā)生接地后造成繼電保護的誤動或拒動。近10多年來，根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗，直流系統(tǒng)一點接地，也可以導致出口保護繼電器的誤動，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研、理論分析和大量的科學實驗，驗證一點接地引起誤動的原因是直流系存在較大的對地電容。直流系統(tǒng)對地電容來自兩個方面，如下所述:因電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)智能化水平的提高，相應的保護裝置、自動裝置、測控裝置等保護裝置等大量的投入直流系統(tǒng)運行，而這些裝置為了提高自身的電磁兼容性，在電源輸入端對地均設置共模電容，導致直流系統(tǒng)正、負極對地電容的大量增加；隨著廠站直流網(wǎng)絡集中輻射供電方式或分層輻射供電方式的實施，長距離電纜線的敷設，也大大增加了電纜的分布電容，電纜分布電容的增加也導致直流系統(tǒng)正、負極對地電容的增加。由于直流電源系統(tǒng)正、負極對地電容大量增加，使直流系統(tǒng)一點接地仍能運行，兩點接地才能造成保護裝置誤動或拒動這種長期認知的理念發(fā)生了顛覆性的改變。而變電站和發(fā)電廠的直流運行維護，尤其是直流絕緣故障處理以往主要靠現(xiàn)場積累經(jīng)驗，使得檢修維護人員大多畏懼接地故障處理，因此也經(jīng)常發(fā)生處理不當，造成系統(tǒng)事故的現(xiàn)象。同時，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和電力企業(yè)規(guī)模的不斷擴大，運行維護員工的新老交替，對企業(yè)運行維護人員提供良好、安全的技能培訓是十分必要的。良好的培訓可以提高運行維護人員的素質(zhì)，使其不斷地更新自己的理念、知識和技能，逐步適應工作領(lǐng)域和工作崗位，跟上企業(yè)前進的步伐。對于直流絕緣監(jiān)測故障，目前尚未有相關(guān)的測試培訓平臺建立，給培訓工作帶來諸多不便。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，能夠模擬電力系統(tǒng)直流電源可能發(fā)生的各種絕緣故障，方便對電力系統(tǒng)直流運行維護人員進行培訓，提高工作技能，并能對運行中的直流絕緣監(jiān)測裝置進行測試和校驗。一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置包括:直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊、交直流參數(shù)測量模塊、直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊、人機交互模塊，所述直流電源發(fā)生模塊的輸出分別接至直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊的輸入；所述交直流參數(shù)測量模塊的輸入分別與直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊連接，所述交直流參數(shù)設置模塊的輸出與直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊連接，該直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊與所述人機交互模塊連接。進一步，所述直流電源發(fā)生模塊為AC/DC開關(guān)電源模塊或DC/DC開關(guān)電源模塊。進一步，所述直流絕緣故障模擬模塊包括至少一個模擬正負極對地電容單元，模擬正負極對地電阻單元，模擬繼電保護動作單元。進一步，所述模擬正負極對地電容單元包括若干相互連接的電容和控制開關(guān)。進一步，所述模擬正負極對地電阻單元包括若干相互連接的電阻和控制開關(guān)。進一步，所述交流竄入直流故障模擬模塊至少包括一個交流信號測量單元和交流信號發(fā)生單元。進一步，所述交流信號發(fā)生單元包括交流調(diào)壓器和與所述交流調(diào)壓器次級線圈連接的電阻和切換開關(guān)。進一步，所述直流互竄故障模擬模塊至少包括一個直流互竄監(jiān)測單元和直流互竄切換單元。進一步，所述人機交互模塊為液晶顯示器、鍵盤單元或觸摸式液晶顯示器。本技術(shù)采用上述技術(shù)應用在電力系統(tǒng)的直流絕緣監(jiān)測實訓仿真平臺系統(tǒng)中，模擬實現(xiàn)二次回路直流系統(tǒng)發(fā)生的故障，采用此技術(shù)后制作的實訓仿真平臺，可以應用在教學，也可用在對現(xiàn)場對從事二次專業(yè)工作人員的專業(yè)實訓，提高對直流電源故障引起保護誤動的原因理解。為直流電源系統(tǒng)的安全可靠穩(wěn)定運行提供了有力的保障。【附圖說明】圖1是電力直流絕緣故障仿真及測試裝置系統(tǒng)原理框圖；[0021 ]圖2是直流絕緣故障模擬仿真模塊；圖3是交流竄入直流故障模擬仿真模塊；圖4是直流互竄故障模模擬仿真模塊；圖5是模擬正負極對地電容、電阻結(jié)構(gòu)原理圖；圖6是模擬繼電保護動作單元結(jié)構(gòu)原理圖；圖7是交流信號發(fā)生單元原理圖；圖8是人機交互模塊結(jié)構(gòu)原理圖。【具體實施方式】以下對本技術(shù)進行詳細介紹。圖1為電力直流絕緣故障仿真及測試裝置系統(tǒng)原理框圖，該仿真及測試裝置包括:直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊、交直流參數(shù)測量模塊、直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊、人機交互模塊，所述直流電源發(fā)生模塊的輸出分別接至直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊的輸入；所述交直流參數(shù)測量模塊的輸入分別與直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊連接，所述交直流參數(shù)設置模塊的輸出與直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊連接。所述的直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊是核心控制模塊，由其控制其他幾個功能模塊，共同協(xié)調(diào)完成直流電源系統(tǒng)絕緣故障的模擬試驗。如圖2所示為直流絕緣故障模擬模塊的結(jié)構(gòu)原理圖，直流絕緣監(jiān)測故障模擬模塊是由模擬正負極對電阻單元、模擬正負極對地電容單元、模擬繼電保護動作單元組成，模擬正負極對電阻單元、模擬正負極對地電容單元原理圖如圖5所示，模擬繼電保護動作單元原理圖如圖6所示。其中其工作過程:接收核心模塊直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)由模擬正負極接地電阻單元自動調(diào)整正負極對地接地電阻，正、負極接地電阻網(wǎng)絡分別由電阻RU R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll、R12和控制開關(guān)組成，由控制指令控制各個開關(guān)完成分合，完成電阻參數(shù)的設定，接地電阻也可以通過調(diào)整可變電阻RX完成設定。同理，完成正負極對電容值的設定。設定后的電阻值、電容值再經(jīng)過核心模塊直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊測量并通過人機交互模塊顯示。如圖6為模擬繼電保護動作單元保護出口繼電器動作原理圖。繼電保護出口繼電器CKJ線圈一端接在負極，一端通過一常開觸點接在電源端，當系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時，控制常開觸點閉合，使繼電器CKJ動作，可靠保護。通過該裝置可以模擬變電站、發(fā)電廠出口保護繼電器電源端接地，造成直流電源系統(tǒng)單點接地，同時，負極電壓高于出口繼電器的動作電壓，這時通過改變模擬正負極對地電容單元調(diào)整電容值，當電容值達到一定數(shù)量后，就可仿真實際直流電源系統(tǒng)單點接地引起保護繼電器誤動。如圖3所示為交本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，其特征在于：該仿真及測試裝置包括：直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊、交直流參數(shù)測量模塊、直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊、人機交互模塊，所述直流電源發(fā)生模塊的輸出分別接至直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊的輸入；所述交直流參數(shù)測量模塊的輸入分別與直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊連接，所述交直流參數(shù)設置模塊的輸出與直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊連接，該直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊與所述人機交互模塊連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，其特征在于:該仿真及測試裝置包括: 直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊、交直流參數(shù)測量模塊、直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊、人機交互模塊，所述直流電源發(fā)生模塊的輸出分別接至直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊的輸入；所述交直流參數(shù)測量模塊的輸入分別與直流電源發(fā)生模塊、直流絕緣故障模擬模塊、交流竄入直流故障模擬模塊、直流互竄故障模擬模塊連接，所述交直流參數(shù)設置模塊的輸出與直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊連接，該直流系統(tǒng)狀態(tài)智能分析模塊與所述人機交互模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，其特征在于:所述直流電源發(fā)生模塊為AC/DC開關(guān)電源模塊或DC/DC開關(guān)電源模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力直流絕緣故障仿真及測試裝置，其特征在于:所述直流絕緣故障模擬模塊包括至少一個模擬正負極對地電容單元，模擬正負極對地電阻單...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王洪，尹中恒，張忠民，周毅，袁永明，林雄武，南寅，王雪楠，王文進，趙立成，陳偉，王和，任啟，劉慶華，楊博，
申請(專利權(quán))人：國家電網(wǎng)公司，國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司，北京人民電器廠有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11