李萌，林立鵬，林高鵬

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東佛山，528000）

0 概述

在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、供電的過程中，為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，必須利用電流電壓互感器對電力設(shè)備的運行情況進(jìn)行監(jiān)視和測量。電流電壓互感器最多的故障是二次回路短路、斷路，若不及時采取有效措施處理則會導(dǎo)致系統(tǒng)運行中斷，給設(shè)備造成較大的損壞，所以電壓電流互感器二次回路接線的正確性對繼電保護(hù)、自動化等裝置非常重要，而且二次回路的故障排除是繼電保護(hù)等專業(yè)技能技術(shù)比武的必考內(nèi)容，因此培訓(xùn)部門需要經(jīng)常舉辦相關(guān)的培訓(xùn)考核。因此，研制電流電壓互感器二次回路故障仿真裝置具有一定的意義。

1 目前的問題

電流電壓互感器二次回路仿真教學(xué)存在以下問題：

（1）在培訓(xùn)屏上人為設(shè)置不同的故障，考生考完后由考評員恢復(fù)故障，然后再設(shè)置下一個故障，工作量大而且耗費大量的時間。

（2）反復(fù)操作更改接線也使端子、線頭等損壞。

（3）目前所使用的一次計算機仿真儀器中的電流、電壓數(shù)據(jù)計算復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易漏算、錯算，從而不能實現(xiàn)各種二次回路故障狀況。

（4）進(jìn)行多種二次回路故障模擬測試，需要多次計算、多次修改一次計算機仿真儀器中的電流、電壓數(shù)據(jù)，效率低、數(shù)度慢。

（5）目前所使用的一次計算機仿真儀器中的電流、電壓數(shù)據(jù)不能直觀反映電流電壓互感器二次回路故障方式，無法讓學(xué)員實際動手操作，無法感受到現(xiàn)場故障現(xiàn)象，達(dá)不到理想的培訓(xùn)效果。

2 研制思路

結(jié)合培訓(xùn)屏的情況，設(shè)計一套能固定安裝在培訓(xùn)屏內(nèi)的裝置，能夠模擬電壓電流互感器二次回路多種故障，只需操作裝置即可實現(xiàn)開路、短路、錯相、反極性等故障模擬和恢復(fù)故障，簡單、快速、有效的仿真，大大提高了培訓(xùn)、考核、比武的效率。

采用六腳三檔的鈕子開關(guān)作為改變電流電壓二次回路的節(jié)點，控制交直流電源電路的通斷。鈕子開關(guān)體積小，操作方便，兼容性強。六腳三檔鈕子開關(guān)示意圖見圖1。

圖1 六腳三檔鈕子開關(guān)示意圖

六腳三檔鈕子開關(guān)，中間的兩個腳接出線，兩頭的接進(jìn)線。此鈕子開關(guān)設(shè)計有三個停留位置，AB通BC斷，BC通AB斷，還有一個停止位，A、B、C三個腳都不通。六腳三檔鈕子開關(guān)規(guī)格參數(shù)見圖2。

圖2 六腳三檔鈕子開關(guān)規(guī)格參數(shù)

■2.1 裝置簡介

本裝置包括故障模擬輸入端口、故障模擬輸出端口、二次回路故障設(shè)置箱，組成二次回路故障模擬仿真裝置。根據(jù)設(shè)計的電流電壓二次回路原理圖將若干個六腳三檔鈕子開關(guān)安裝在1cm厚的板上，鈕子留在外面，開關(guān)引腳在里面，這樣又安全又易于操作。

本裝置能與一次計算機仿真儀器進(jìn)行連接，有著綜合控制單元，包括電流故障模擬模塊和電壓故障模擬模塊，其中，所述電流故障模擬模塊包括開路故障模擬模塊、短路故障模擬模塊、錯相故障模擬模塊以及反極性故障模擬模塊，電壓故障模擬模塊包括開路故障模擬模塊以及錯相故障模擬模塊。

本裝置的系統(tǒng)操作簡單，二次回路故障類型可以通過按鍵隨意設(shè)置，能夠比較真實的再現(xiàn)常見的電路故障。

■2.2 裝置原理

（1）電流回路開路試驗

在 A1、B1、C1、N1、A2、B2、C2、A3、B3、C3開關(guān)均為斷開狀態(tài)，且AB、BC、CA、AN、BN、CN開關(guān)處于狀態(tài)①時，若導(dǎo)通B1、C1、N1開關(guān)，則為A相電流開路狀態(tài)；若導(dǎo)通A1、C1、N1開關(guān)，則為B相電流開路狀態(tài)；若導(dǎo)通A1、B1、N1開關(guān)，則為C相電流開路狀態(tài)；若導(dǎo)通A1、B1、C1開關(guān)，則為N相電流開路狀態(tài)。

（2）電流回路短路試驗

在A1、B1、C1、N1開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)，且A2、B2、C2、A3、B3、C3開關(guān)均為斷開狀態(tài)，AB、BC、CA、AN、BN、CN開關(guān)處于狀態(tài)①時，若導(dǎo)通A2開關(guān)，則為A相電流接地短路狀態(tài)；若導(dǎo)通B2開關(guān)，則為B相電流接地短路狀態(tài)；若導(dǎo)通C2開關(guān)，則為C相電流接地短路狀態(tài)；若導(dǎo)通A3開關(guān)，則為AB相電流短路狀態(tài)；若導(dǎo)通B3開關(guān)，則為BC相電流短路狀態(tài)；若導(dǎo)通C3開關(guān)，則為AC相電流短路狀態(tài)；若導(dǎo)通A3、B3開關(guān)或A3、C3開關(guān)或B3、C3開關(guān)，則為ABC三相電流短路狀態(tài)；若導(dǎo)通A2、A3開關(guān)或?qū)˙2、A3開關(guān)，則為AB相電流短路接地狀態(tài)；若導(dǎo)通B2、B3開關(guān)或?qū)–2、B3開關(guān)，則為BC相電流短路接地狀態(tài)；若導(dǎo)通A2、C3開關(guān)或?qū)–2、C3開關(guān)，則為AC相電流短路接地狀態(tài)；若導(dǎo)通A3、B3開關(guān)或A3、C3開關(guān)或B3、C3開關(guān)且導(dǎo)通A2或B2或C2開關(guān)，則為ABC三相電流短路接地狀態(tài)。

（3）電流回路錯相試驗

在A1、B1、C1、N1開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)，且A2、B2、C2、A3、B3、C3開關(guān)均為斷開狀態(tài)，AB、BC、CA、AN、BN、CN開關(guān)處于狀態(tài)①時，若AB開關(guān)處于狀態(tài)②，則為AB電流錯相狀態(tài)；若BC開關(guān)處于狀態(tài)②，則為BC電流錯相狀態(tài)；若CA開關(guān)處于狀態(tài)②，則為CA電流錯相狀態(tài)；若AB、BC開關(guān)處于狀態(tài)②或BC、CA開關(guān)處于狀態(tài)②，則為ABC電流錯相狀態(tài)，電流輸出實際為BCA；若AB、CA開關(guān)處于狀態(tài)②，則為ABC電流錯相狀態(tài)，電流輸出實際為CAB。

圖3 電流回路原理圖

（4）電流回路反極性試驗

在A1、B1、C1、N1開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)，且A2、B2、C2、A3、B3、C3開關(guān)均為斷開狀態(tài)，AB、BC、CA、AN、BN、CN開關(guān)處于狀態(tài)①時，若將AN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為A相電流反極性狀態(tài)；若將BN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為B相電流反極性狀態(tài)；若CN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為C相電流反極性狀態(tài)；若AN、BN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為AB兩相電流反極性狀態(tài)；若AN、CN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為AC兩相電流反極性狀態(tài)；若BN、CN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為BC兩相電流反極性狀態(tài)；若AN、BN、CN開關(guān)處于狀態(tài)②，則為ABC三相電流反極性狀態(tài)。電流回路原理圖見圖3。

（5）電壓回路開路試驗

在A、B、C、N開關(guān)均為斷開狀態(tài)，且AB、BC、CA開關(guān)處于狀態(tài)①時，若導(dǎo)通B、C、N開關(guān)，則為A相電壓開路狀態(tài)；若導(dǎo)通A、C、N開關(guān)，則為B相電壓開路狀態(tài)；若導(dǎo)通A、B、N開關(guān)，則為C相電壓開路狀態(tài)；若導(dǎo)通A、B、C開關(guān)，則為N相電壓開路狀態(tài)。

（6）電壓回路錯相試驗

圖4 電壓回路原理圖

在A、B、C、N開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)，且AB、BC、CA開關(guān)處于狀態(tài)①時，若AB開關(guān)處于狀態(tài)②，則為AB電壓錯相狀態(tài)；若BC開關(guān)處于狀態(tài)②，則為BC電壓錯相狀態(tài)；若CA開關(guān)處于狀態(tài)②，則為CA電壓錯相狀態(tài)；若AB、BC開關(guān)處于狀態(tài)②或BC、CA開關(guān)處于狀態(tài)②，則為ABC電壓錯相狀態(tài)，電壓輸出實際為BCA；若AB、CA開關(guān)處于狀態(tài)②，則為ABC電壓錯相狀態(tài)，電壓輸出實際為CAB。電壓回路原理圖見圖4。

3 結(jié)束語

該產(chǎn)品二次線的連接操作簡單方便，不需要計算電流、電壓數(shù)據(jù)，直接從回路著手實現(xiàn)各種二次回路故障狀況；電路設(shè)計簡潔明了，采用能直觀反映電流電壓互感器二次回路故障方式的二次回路圖，在培訓(xùn)考核等運用中，使培訓(xùn)人員簡單快速了解二次回路故障方式；提高模擬故障的速度，減少培訓(xùn)中的操作，提高培訓(xùn)考核效率，只需按一個或兩個開關(guān)即可改變故障類型，不需要改變數(shù)據(jù)模型；維護(hù)方便，故障維修簡單；機箱設(shè)計和制作，體積小、便于培訓(xùn)屏內(nèi)安裝；開關(guān)額定量的選型、安裝；電路設(shè)計通用性高，可擴展或多或少回路。

該產(chǎn)品擁有良好的性能和簡易的操作，便于故障查找，使其具有廣闊的應(yīng)用前景。