一種直流系統故障模擬裝置的制造方法
【專利摘要】一種直流系統故障模擬裝置，它包括一220V交流工作電源輸入，所述的電源輸入端連接有由第一調壓單元和整流濾波單元串接而成的模擬直流電源，并在電源輸入端還并聯有由安全隔離變壓器和第二調壓單元串接而成的模擬不同電壓的交流電源；所述的模擬直流電源通過一直流系統模擬電源輸出開關相接于連接在直流系統檢測裝置上的模擬試驗單元；所述模擬不同電壓的交流電源通過一交流傳入直流電源輸出開關相接于同一模擬試驗單元；所述模擬試驗單元上相接有一對模擬的直流系統進行監測并顯示各項試驗參數的測量顯示單元；它具有結構簡單，重量輕，移動方便，使用安全可靠、操作簡便等特點，它能滿足直流系統不停電情況下、直流檢測裝置現場試驗工作的需要。
【專利說明】
一種直流系統故障模擬裝置
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種直流系統故障模擬裝置，屬于電力直流系統運行和維護的工具技術領域。
技術背景
[0002]發電廠變電站直流系統擔負著繼電保護及自動裝置、控制電源、事故照明等裝置的供電任務。直流檢測裝置可以有效檢測到直流系統運行中發生的各類故障，以確保直流系統的正常運行。在長期運行過程中，直流檢測裝置自身對直流系統的檢測功能和準確性會發生變化，需要研制直流系統故障模擬裝置來檢驗直流檢測裝置的各項功能是否完整準確。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種結構簡單，重量輕，移動方便，使用安全可靠、操作簡便的直流系統故障模擬裝置，它能滿足直流系統不停電情況下、直流檢測裝置現場試驗工作的需要。
[0004]本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，一種直流系統故障模擬裝置，它包括一 220V交流工作電源輸入，所述的電源輸入端連接有由第一調壓單元和整流濾波單元串接而成的模擬直流電源，并在電源輸入端還并聯有由安全隔離變壓器和第二調壓單元串接而成的模擬不同電壓的交流電源;所述的模擬直流電源通過一直流系統模擬電源輸出開關相接于連接在直流系統檢測裝置上的模擬試驗單元;所述模擬不同電壓的交流電源通過一交流傳入直流電源輸出開關相接于同一模擬試驗單元;所述模擬試驗單元上相接有一對模擬的直流系統進行監測并顯示各項試驗參數的測量顯示單元。
[0005]作為優選:所述220V交流工作電源輸入配置有一總電源開關;所述的模擬試驗單元為接地故障模擬單元，它包括兩路分別串接有接地試驗插孔的接地支路，其中一接地支路為低阻、低容抗接地支路，它由一組多個并接的低電阻和兩個低電容電路經過低投入按鈕串接而成;另一接地支路為為高阻、高容抗接地支路，它由一組多個并接的高電阻和兩個高電容電路經過高投入按鈕串接而成;所述的低阻、低容抗接地支路和高阻、高容抗接地支路的連接線穿過現場直流檢測裝置的電流互感器，并在選擇不同的電阻和電容及相應的投入按鈕TA后進行各類接地故障的模擬;所述的測量顯示單元連接在模擬直流電源接入的模擬試驗單元直流母線上并對所述各類接地故障的模擬進行監測和各項試驗參數顯示。
[0006]作為優選:所述模擬試驗單元直流母線上以及模擬不同電壓的交流電源輸出端上分別設置有一試驗插孔，并在連接所述的兩個試驗插孔后進行模擬交流串直流母線故障；在模擬試驗單元的兩路接地支路上分別串接有兩只接地試驗插孔，并通過模擬不同電壓的交流電源輸出端上的試驗插孔與兩路接地支路上的各自一只接地試驗插孔分別連接后進行模擬不同支路的交流傳入故障；
所述的測量顯示單元主要包括一對測量顯示電路進行控制的、主要由P89V51RD2控制芯片構成的控制電路，一采用12位微功耗高速AD轉換器和MC1403 2.5V精密電壓基準電路構成的對模擬試驗單元中直流正、負對地電壓的采集電路，一采用SY05、AC30芯片、繼電器CNT及電阻形成的用于測量正、負對地電壓的單邊橋電路，所述的控制電路分別連接所述的采集電路和單邊橋電路以及采用LCD芯片的顯示屏。
[0007]本發明具有結構簡單，重量輕，移動方便，使用安全可靠、操作簡便等特點，它能滿足直流系統不停電情況下、直流檢測裝置現場試驗工作的需要。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明所述直流系統故障模擬裝置的原理框圖。
[0009]圖2是本發明所述直流系統故障模擬裝置的系統圖。
[0010]圖3是本發明所述測量單元的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將結合附圖對本發明作詳細的介紹:圖1、2所示，本發明所述的一種直流系統故障模擬裝置，它包括一220V交流工作電源輸入I，所述的電源輸入I的端部連接有由第一調壓單元2和整流濾波單元3串接而成的模擬直流電源，并在電源輸入的端部還并聯有由安全隔離變壓器4和第二調壓單元5串接而成的模擬不同電壓的交流電源;所述的模擬直流電源通過一直流系統模擬電源輸出開關ZK2相接于連接在直流系統檢測裝置6上的模擬試驗單元7;所述模擬不同電壓的交流電源至少通過一交流傳入直流電源輸出開關ZK3相接于同一模擬試驗單元7;所述模擬試驗單元7上相接有一對模擬的直流系統進行監測并顯示各項試驗參數的測量顯示單元8。
[0012]圖中所示，所述220V交流工作電源輸入I配置有一總電源開關ZKl;所述的模擬試驗單元7為接地故障模擬單元，它包括兩路分別串接有接地試驗插孔CK2、CK3、CK4、CK5的接地支路，其中一接地支路為低阻、低容抗接地支路，它由一組多個并接的低電阻和兩個低電容電路經過低投入按鈕TAl串接而成；另一接地支路為為高阻、高容抗接地支路，它由一組多個并接的高電阻和兩個高電容電路經過高投入按鈕TA2串接而成;所述的低阻、低容抗接地支路和高阻、高容抗接地支路的連接線穿過現場直流檢測裝置的電流互感器，并在選擇不同的電阻和電容及相應的投入按鈕后進行各類接地故障的模擬;所述的測量顯示單元連接在模擬直流電源接入的模擬試驗單元直流母線上并對所述各類接地故障的模擬進行監測和各項試驗參數顯示。
[0013]所述低阻、低容抗接地支路中的低電阻選擇為10K、30K、50K、以及100K，兩個低電容分別為2.2uf和1uf;所述高阻、高容抗接地支路中的高電阻選擇為40Κ、80Κ、500Κ、以及800Κ，兩個高電容分別為4.7uf和lOOuf。
[0014]本發明在模擬試驗單元直流母線上以及模擬不同電壓的交流電源輸出端上分別設置有一試驗插孔CK6、CK1，并在連接所述的兩個試驗插孔后進行模擬交流串直流母線故障；在模擬試驗單元的兩路接地支路上分別串接有兩只接地試驗插孔CK2、CK3和CK4、CK5，并通過模擬不同電壓的交流電源輸出端上的試驗插孔CKl與兩路接地支路上的各自一只接地試驗插孔CK3、CK5分別連接后，可以模擬不同支路的交流傳入故障。
[00?5]圖3所示，本發明所述的測量顯示單元8主要包括一對測量顯示電路進行控制的、主要由P89V51RD2控制芯片構成的控制電路，一采用12位微功耗高速AD轉換器和MC1403
2.5V精密電壓基準電路構成的對模擬試驗單元中直流正、負對地電壓的采集電路，一采用SY05、AC30芯片、繼電器CNT及電阻形成的用于測量正、負對地電壓的單邊橋電路，所述的控制電路分別連接所述的采集電路和單邊橋電路以及采用LCD芯片的顯示屏。
[0016]本發明可以實現以下功能:
1)模擬直流系統母線及支路正、負對地絕緣電阻的降低引起的接地故障；
2)模擬直流系統母線及支路對地分布電容變化，對直流檢測裝置的測量影響；
3)模擬交流系統傳入直流系統故障；
4)實現不影響直流系統運行，檢測在線運行的直流檢測裝置；
5)對直流系統各類故障引起的繼電保護、自動裝置等二次設備的不正確動作進行分析。
[0017]實施例:
圖1中，各單元功能說明如下:
AC220V:工作電源220V交流輸入；
調壓單元:調節交流輸入電壓來控制直流輸出電壓，以滿足不同電壓等級的直流系統應用；
整流濾波單元:對輸入的交流電進行整流、濾波，為直流系統提供一個模擬直流電源； 測量顯示單元:對模擬的直流系統進行監測，顯示各項試驗參數；
模擬試驗單元:模擬直流系統各種故障，以檢測直流系統監測裝置報故障的準確性，判斷直流系統監測裝置的性能。
[0018]安全隔離變壓器:對AC220V電源進行隔離，保障試驗過程人身、設備安全。
[0019]調壓單元:模擬不同電壓的交流電源串入直流系統的故障。
[0020]圖2中，ZK1為裝置總電源開關，ZK2為直流系統模擬電源輸出開關，ZK3為交流傳入直流電源輸出開關。右邊的+、_、地連接到直流系統檢測裝置。
[0021 ]接地故障模擬單元中CK1-CK6為試驗插孔，通過不同的連接來模擬各類故障。連接CKl和CK6時可以模擬交流串直流母線故障，連接CKl和CK3和CK5時可以模擬不同支路的交流傳入故障。
[0022]接地故障模擬單元中分為兩個支路，支路一為低阻、低容抗接地支路，電阻選擇10讓、3(^、5(^、10(^，電容選擇2.2 uF、10Uf。支路二為高阻、高容抗接地支路，電阻選擇40k、80讓、50(^、80(^，電容選擇4.7沾、100必。分別連接0(2和0(3或者0(4和0(5的+、-級插孔，該連接線需要穿過現場直流檢測裝置的電流互感器，再選擇不同的電阻和電容投入按鈕TA實現各類接地故障的模擬。
[0023]圖3所示，測量顯示單元可以實時顯示直流系統故障模擬的各項試驗參數，來驗證直流檢測裝置功能是否完善，數據是否準確;具體原理如下:
1)控制電路采用P89V51RD2微控制器，對測量顯示電路進行控制；
2)直流正、負對地電壓的采集采用12位微功耗高速AD轉換器和MC14032.5V精密電壓基準電路；
3)顯示屏采用IXD芯片；
4)采用SY05、AC30芯片、繼電器CNT及電阻形成單邊橋，測量正、負對地電壓，同時利用電壓下降曲線及時間計算分布電容。
【主權項】
1.一種直流系統故障模擬裝置，它包括一220V交流工作電源輸入，其特征在于所述的電源輸入端連接有由第一調壓單元和整流濾波單元串接而成的模擬直流電源，并在電源輸入端還并聯有由安全隔離變壓器和第二調壓單元串接而成的模擬不同電壓的交流電源;所述的模擬直流電源通過一直流系統模擬電源輸出開關相接于連接在直流系統檢測裝置上的模擬試驗單元;所述模擬不同電壓的交流電源通過一交流傳入直流電源輸出開關相接于同一模擬試驗單元;所述模擬試驗單元上相接有一對模擬的直流系統進行監測并顯示各項試驗參數的測量顯示單元。2.根據權利要求1所述的直流系統故障模擬裝置，其特征在于所述220V交流工作電源輸入配置有一總電源開關;所述的模擬試驗單元為接地故障模擬單元，它包括兩路分別串接有接地試驗插孔的接地支路，其中一接地支路為低阻、低容抗接地支路，它由一組多個并接的低電阻和兩個低電容電路經過低投入按鈕串接而成；另一接地支路為為高阻、高容抗接地支路，它由一組多個并接的高電阻和兩個高電容電路經過高投入按鈕串接而成;所述的低阻、低容抗接地支路和高阻、高容抗接地支路的連接線穿過現場直流檢測裝置的電流互感器，并在選擇不同的電阻和電容及相應的投入按鈕TA后進行各類接地故障的模擬;所述的測量顯示單元連接在模擬直流電源接入的模擬試驗單元直流母線上并對所述各類接地故障的模擬進行監測和各項試驗參數顯示。3.根據權利要求1或2所述的直流系統故障模擬裝置，其特征在于所述模擬試驗單元直流母線上以及模擬不同電壓的交流電源輸出端上分別設置有一試驗插孔，并在連接所述的兩個試驗插孔后進行模擬交流串直流母線故障;在模擬試驗單元的兩路接地支路上分別串接有兩只接地試驗插孔，并通過模擬不同電壓的交流電源輸出端上的試驗插孔與兩路接地支路上的各自一只接地試驗插孔分別連接后進行模擬不同支路的交流傳入故障； 所述的測量顯示單元主要包括一對測量顯示電路進行控制的、主要由P89V51RD2控制芯片構成的控制電路，一采用12位微功耗高速AD轉換器和MC1403 2.5V精密電壓基準電路構成的對模擬試驗單元中直流正、負對地電壓的采集電路，一采用SY05、AC30芯片、繼電器CNT及電阻形成的用于測量正、負對地電壓的單邊橋電路，所述的控制電路分別連接所述的采集電路和單邊橋電路以及采用LCD芯片的顯示屏。
【文檔編號】G01R35/00GK105866720SQ201610343382
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】包震洲, 王萍燕, 吳雙
【申請人】國網浙江省電力公司緊水灘水力發電廠, 國家電網公司