一种高供高计仿真培训装置及系统处理方法与流程

本发明属于电力系统，具体涉及一种高供高计仿真培训装置及系统处理方法。

背景技术：

1、随着商业用户的用电量不断加大和电价的不断抬升。个别商贩或企业采用窃电的方式获取利益以降低用电成本，并且各种窃电方法层出不穷，越来越向着智能化、高科技化、高隐蔽性的方向在发展，对于电力运维人员的技能要求也在逐步提高，这就要求电力部门具有相应的仿真培训装置。

2、现有技术存在以下缺陷：

3、a:目前市面上可见的仿真培训装置对于高供高计的模拟只是有展示功能，和高压一次侧的电压变压器和电流互感器没有形成联动，在给学员培训时，使教学效果大打折扣。

4、b:目前市面上可见的仿真培训装置对于高供高计的窃电功能比较单一，只有简单的几个功能，没有进行深入的扩展研究，对于高压一二次测、互感器内部、电表内部、接线盒内部等缺少相应的培训功能。

5、c:目前的高供高计是10kv的高压系统，对于人员操作培训具有很大的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种能够对电力现场运维人员开展高供高计的设备维护、故障模拟以及窃电排查等培训，通过对高压一次侧、互感器二次侧、互感器内部、二次电缆、联合接线盒、电能表内部及电能表表尾等进行故障模拟，实现现场运维人员的专业技能得到迅速提升；有助于提高现场运维人员在运维现场快速发现、分析、定位、解决故障的能力和效率，促进国网公司智能电网更稳定的运行，在保障电网质量、提高线损率指标、增加收益等多个方面产生着积极意义的高供高计仿真培训装置及系统处理方法。

2、本发明提供如下技术方案：一种高供高计仿真培训装置，包括配套使用的仿真培训装置本体和高压一次侧设备，所述仿真培训装置本体由主控单元、仿真单元、支撑单元三部分组成；所述高压一次侧设备由一次侧线路、仿真高压ct、仿真高压pt、二次侧线路、高压一次侧控制器组成；

3、主控单元由触摸屏、工控机、路由器、电源适配器组成，其中触摸屏与工控机用来进行方案的配置与故障的下发，是系统软件运行的支持平台；工控机给控制板与仿真电能表发送通信命令；路由器用来连接工控机、串口服务器、iii型专变终端、仿真电能表以及外网远程登录，使内部组件一个局域网；电源适配器用来给触摸屏、工控机、路由器灯供电；

4、支撑单元由串口服务器、模拟信号源、主控制板、电源及保护器组成，其中串口服务器是将以太网信号转换成rs485信号，用来连接主控制板与工控机之间的通信；主控制板是接收工控机发送的通信命令，分别与模拟信号源通讯、与面板控制器通信、与高压一次侧控制器通信，同时控制电缸的开关，用来更换仿真面板；模拟信号源受控于主控制板的控制，输出三相三线电压和电流，具有模拟错误接线功能，并带有电压短路保护报警与电流开路报警功能；

5、仿真单元包含面板控制器、仿真三相三线电能表、仿真iii型专变终端、联合接线盒、强磁控制模块、高频干扰模块、线路控制模块、遥控控制模块；

6、面板控制器用来和控制板相通讯、和仿真三相三线电能表相通讯、和iii型专变终端相通讯；用来控制线路控制模块窃电、接线盒串入元器件窃电、表尾串入电阻窃电、表尾移相窃电、控制强磁干扰窃电、控制高频干扰窃电；

7、仿真三相三线电能表用来做表内更换元器件窃电、表内加装遥控窃电、表尾u型环窃电以及可以生成欠压、断相、失流各种事件；

8、仿真iii型专变终端用来通过rs485和三相三线电能表通讯，和面板控制器通讯，通过以太网和工控机相通讯。

9、优选地，电源及保护器由漏电保护器、交流接触器、浪涌保护器、acdc电源模块组成。

10、优选地，联合接线盒用来做接线盒加装遥控窃电、接线盒串入元器件窃电；

11、强磁控制模块由电磁铁和电源控制组成，受控于面板控制器的控制；

12、高频干扰模块由高频信号发生器与电源控制组成，受控于面板控制器的控制；

13、线路控制模块用来产生二次电缆移相窃电、二次电缆短接窃电、二次电缆接入元器件窃电。

14、优选地，遥控控制模块由遥控手柄和单路控制器组成，单路控制器组成加装在电流回来，用来实现联合接线盒加装遥控窃电、表内加装遥控窃电、互感器加装遥控窃电，当按下遥控手柄上的数字按键，对应的单路控制器动作，起到窃电的效果，一个遥控手柄和多个单路控制器相通讯。

15、优选地，其中一次侧线路实现一次电缆搭接窃电、互感器一次短接窃电，一次线路和模拟信号源的输出相连；仿真高压ct实现互感器加装遥控窃电、更换互感器变比窃电；仿真高压pt实现互感器串接元器件窃电；二次侧线路实现互感器二次短接窃电，二次线路和仿真面板相连接；高压一次侧控制器和控制板相通讯，控制板控制互感器一次短接窃电、控制更换互感器变比窃电、控制互感器串接元器件窃电、控制互感器二次短接窃电。

16、一种高供高计仿真培训装置的系统处理方法，步骤如下：

17、第1步，装置上电，系统启动；

18、第2步，系统软件控制装置停留在启动界面预热3分钟；

19、第3步，系统软件进行串口服务器配置，系统配置；

20、第4步，系统软件通过串口服务发命令给控制板，控制板读取仿真单元内面板控制器的面板类型信息，并返回给系统软件；

21、第5步，系统软件根据返回的面板类型信息，显示面板配置图形；

22、第6步，系统软件发送升源命令给控制板，并进行装置功能自检；

23、第7步，控制板发送控制命令给模拟信号源，模拟信号源响应成功后，通过控制板给系统软件返回应答成功数据帧；

24、第8步，操作员在触摸屏上选择待下发的窃电故障，如接线盒串入元器件窃电，按确定按钮发送；

25、第9步，系统软件发送响应的故障命令给控制板，控制板将故障命令转发给面板控制器，面板控制器通过mcu的控制，控制继电器断开，继电器的输出端连接着绕线电阻与接线盒，当继电器断开时，绕线电阻接入电压线路，此时接线盒后的电压降低；

26、第10步，面板控制器响应成功后，将确认命令通过控制板返回给系统软件；

27、第11步，运维人员通过现场排查找到窃电问题点；

28、第12步，同样的，例如当操作员下发更换互感器变比窃电，按确定按钮发送；

29、第13步，系统软件发送响应的故障命令给控制板，控制板将故障命令转发给高压一次侧控制器，高压一次侧控制器通过mcu的控制，控制相应的继电器切换电路，继电器的输出端连接着仿真高压ct内部绕组，从而可以影响仿真高压ct输出电流的大小，使输出电流减小；

30、第14步，高压一次侧控制器响应成功后，将确认命令通过控制板返回给系统软件；

31、第15步，运维人员需要通过现场排查找到窃电问题点，达到提升能力的目的；

32、第16步，同时，操作员还可通过装置下发一次电缆搭接窃电、互感器加装遥控窃电、互感器一次短接窃电、接线盒加装遥控窃电、表内加装遥控器窃电、表尾u型环窃电物理实现故障。

33、本发明的有益效果如下：

34、本发明使运维人员在保障安全的前提下，可以对高压一次侧的设备进行故障模拟学习，在给学员培训时，在操作上更安全和便捷，可以达到直观的培训效果，使教学效果和学员排查问题的能力大大提升；另外本发明完善了目前市面上高供高计窃电功能培训比较单一的情况，具有很高的实际应用价值，可以提高现场运维人员在运维现场快速发现、分析、定位、解决故障的能力和效率，促进国网公司智能电网更稳定的运行，在保障电网质量、提高线损率指标、增加收益等多个方面产生着积极意义。