CN110009959B - 一种全能供电所实训操作***及其反窃电实训电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全能供电所实训操作***及其反窃电实训电路，通过设置反窃电实训电路中多个电能表的接线方式，能够模拟低压配电***中的各种窃电手段，从而使变电所的实训人员能够较为直观的学***台的支撑。本发明还通过设置光伏发电实训单元、低压集抄实训单元以及装表接电实训单元，完善了全能型供电所实训***，能够在本发明的方案基础上实现低压配电网的多种工况模拟，使工作人员能够直接进行相应的操作，从而能够掌握低压配电网中各种工况的工作原理以及对应的实际电路。
Description
技术领域
本发明涉及供电所操作***领域，具体涉及一种全能供电所实训操作***及其反窃电实训电路。
背景技术
随着社会对于电力的使用需求逐渐提升，为了更好地满足现代社会的用电需求，提升电力在运行过程中安全性与稳定性，我国已经开展了全新的全能型供电所。由于全能型供电所对于工作人员的综合能力要求较高，需要工作人员掌握低压配电***可能出现的各种工况，因此对于全能型供电所人员的培训就格外重要。现有的培训方式通常是采用师傅带徒弟的现场传授方式，这种方式不仅效率效率较低，也缺少直观感受，工作人员难以与实际电网中的工况对应起来。
以反窃电为例，全能型供电所不仅需要提供相应的供电服务，还需要对电网运行情况进行检查核对，如果不能熟悉各种窃电原理和实际窃电手段，对低压配电网的检查就容易出错。现有技术中虽然有针对反窃电的电路设计，但是大多针对单一窃电形式，对于变电所的受训人员来说需要掌握的是各种形式的窃电情况，而如何在一套***中实现多种窃电模拟是急需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，从而提供一种全能供电所实训操作***及其反窃电实训电路，具体方案如下：
一种反窃电实训电路，反窃电实训电路包括电能表PJ1和电能表PJ2，反窃电实训电路的电源输入端包括A火线、B火线、C零线和D零线；
电能表PJ1的火线输入端通过开关K1连接A火线并且还通过开关K2连接C零线；电能表PJ1的零线输入端通过开关K3连接C零线并且还通过开关K4连接A火线；电能表PJ1的零线输出端依次通过负载D1和开关K6连接D零线；电能表PJ1的火线输出端通过开关K5连接至负载D1和开关K6之间；
电能表PJ2的火线输入端连接B火线，电能表PJ2的零线输入端连接D零线；电能表PJ2的零线输出端依次通过负载D2和开关K8连接A火线；电能表PJ2的火线输出端通过开关K7连接至负载D2和开关K8之间；
反窃电实训电路的电源输入端还包括E火线、F火线、G零线和H零线；反窃电实训电路还包括电能表PJ3和电能表PJ4；
电能表PJ3的火线输入端通过开关K9连接E火线并且还通过开关K10连接G零线；电能表PJ3的零线输入端通过开关K11连接G零线并且还通过开关K12连接E火线；电能表PJ3的零线输出端和火线输出端连接负载D3，电能表PJ3的火线输出端通过开关K13接地；
电能表PJ4的火线输入端连接F火线，电能表PJ4的零线输入端连接H零线；电能表PJ4的火线输出端和零线输出端连接负载D4；电能表PJ4的火线输入端和火线输出端之间设置有开关KA5。
进一步的，负载D1、负载D2、负载D3和/或负载D4设置有对应的控制开关。
进一步的，负载D1、负载D2、负载D3和/或负载D4设置有对应的断路器。
本发明还提供了一种全能供电所实训操作***，包括上述的反窃电实训电路、低压配电箱、光伏发电实训单元、低压集抄实训单元和装表接电实训单元；低压配电箱设置有用于连接电网的输入端，低压配电箱的输出端分别供电连接反窃电实训电路、光伏发电实训单元、低压集抄实训单元和装表接电实训单元。
进一步的，低压配电箱的输入端依次设置有计量互感器、隔离刀闸和测量互感器；测量互感器的输出端连接有并联设置的电容补偿单元和低压配电箱的输出端。
进一步的，低压配电箱的输出端包括第一输出支路和第二输出支路；第一输出支路供电连接低压集抄实训单元和装表接电实训单元；第二输出支路供电连接光伏发电实训单元和反窃电实训电路。
进一步的，光伏发电实训单元包括变压器，变压器的输入端通过熔断器FU1连接低压配电箱的输出端，变压器的输出端通过接触器依次连接整流器和逆变器；变压器和接触器之间设置有第一总漏检测线圈；逆变器的输出端连接电能表PJ5，电能表PJ5连接电能表PJ6，电能表PJ5和电能表PJ6之间连接有负载D5。
进一步的，低压集抄实训单元包括两个用于模拟接线故障的故障板，两个故障板的输入侧并联后通过熔断器FU4连接低压配电箱的输出端；其中一个故障板的输出侧分别连接有三相直通表和负载M1，另一个故障板的输出侧分别连接有三相互感器表和负载M2。
进一步的，装表接电实训单元包括熔断器FU5，熔断器FU5的输入侧连接低压配电箱的输出端；熔断器FU5的输出侧连接接线排，熔断器UF5和接线排之间依次接有三相电流表、三相电压表、电流互感器和第二总漏检测线圈。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
1、本发明设置了反窃电实训电路中多个电能表的接线方式，通过实训人员进行不同的操作，能够模拟低压配电***中的各种窃电手段，从而使实训人员能够较为直观的了解各种窃电原理，为建设业务协同运行、人员一专多能、服务一次到位的“全能型”人才培养提供硬件平台的支撑。
2、本发明还通过设置光伏发电实训单元、低压集抄实训单元以及装表接电实训单元，完善了全能型供电所实训***，能够在本发明的方案基础上实现低压配电网的多种工况模拟，使工作人员能够直接进行相应的操作，从而能够掌握低压配电网中各种工况的工作原理以及对应的实际电路。
附图说明
图1是本发明实施例1中反窃电实训电路电路图；
图2是本发明实施例2中***结构示意图；
图3是本发明实施例2中低压配电箱的电路图；
图4是本发明实施例3中光伏发电实训单元电路图；
图5是本发明实施例4中低压集抄实训单元电路图；
图6是本发明实施例5中装表接电实训单元电路图；
图7是本发明实施例1中反窃电实训柜体的正视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，为本实施例中反窃电实训电路的电路图。从图1可以看出，反窃电实训电路的电源输入端设置有进线空开1，通过进线空开1从电源接过来三根火线L11、L21、L31和一根零线N1，其中火线L11分成了两根，即反窃电实训电路实际有四根火线（A、B、E和F）输入，同时一根零线通过接零排分成了四根零线（C、D、G和H）。四根火线上分别设置有断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3和断路器QF4，火线A和火线B上还设置有继电器JK1和JK2；四根零线上分别设置有断路器QF5、断路器QF6、断路器QF7和断路器QF8。
反窃电实训电路包括电能表PJ1、电能表PJ2、电能表PJ3和电能表PJ4。
电能表PJ1的火线输入端通过开关K1连接A火线并且还通过开关K2连接C零线；电能表PJ1的零线输入端通过开关K3连接C零线并且还通过开关K4连接A火线；电能表PJ1的零线输出端依次通过负载D1和开关K6连接D零线；电能表PJ1的火线输出端通过开关K5连接至负载D1和开关K6之间。
电能表PJ2的火线输入端连接B火线，电能表PJ2的零线输入端连接D零线；电能表PJ2的零线输出端依次通过负载D2和开关K8连接A火线；电能表PJ2的火线输出端通过开关K7连接至负载D2和开关K8之间。
电能表PJ3的火线输入端通过开关K9连接E火线并且还通过开关K10连接G零线；电能表PJ3的零线输入端通过开关K11连接G零线并且还通过开关K12连接E火线；电能表PJ3的零线输出端和火线输出端连接负载D3，电能表PJ3的火线输出端通过开关K13接地。
电能表PJ4的火线输入端连接F火线，电能表PJ4的零线输入端连接H零线；电能表PJ4的火线输出端和零线输出端连接负载D4；电能表PJ4的火线输入端和火线输出端之间设置有开关KA5。
特别的，为了保持负荷与实际工作现场完全一致，负载D1、负载D2、负载D3和负载D4均设置有对应的控制开关KA1-KA4和断路器QF9-QF12。
通过本实施例的反窃电实训电路能够进行多种窃电情况的模拟演示，实训人员根据不同的实训内容对实训电路上的开关进行不用的操作，通过观察操作前后的负载运行情况以及电能表的计数情况，从而判断是否实现了实训内容，通过这一过程，能够使实训人员直接参与到实训操作过程中，能够更好的理解和学习窃电的相关原理，从而达到反窃电实训的目的，实训内容包括：
两户联合窃电
当控制K1、K3、K5和K7闭合，且控制K2、K4、K6和K8断开时，负载D1正常工作，电能表PJ1和PJ2正常读数，模拟演示用户正常用电；
当控制K1、K3、K5和K7断开，且控制K2、K4、K6和K8闭合时，负载D1通过电能表PJ1的零线输入端3和零线输出端4连接火线A，通过开关K6连接零线D，而负载D2则通过电能表PJ2的零线输入端3和零线输出端4连接零线D，通过开关K8连接火线A，此时，虽然负载D1和D2仍能正常工作，但电能表PJ1和PJ2停止读数，从而模拟演示两户联合窃电的情况。
零火反接窃电
控制开关K9、K11闭合，开关K10、K12和K13断开时，负载D3正常工作，电能表PJ3正常读数；当开关K9、K11断开，开关K10、K12和K13闭合时，负载D3通过电能表PJ3的火线输出端2、火线输入端1、开关K10连接零线G，负载D3通过电能表PJ3的零线输出端4、零线输入端3、开关K12连接火线E，此时电能表零火反接，不能正常读数，而负载D3还能正常工作，从而模拟演示零火反接窃电。
模拟遥控窃电
通过控制开关KA5，能够模拟遥控窃电，电能表PJ4正常工作时，KA5断开，此时负载D4正常工作，电能表PJ4正常读数；当控制KA5闭合式，电能表PJ4的火线输入端1和火线输出端2短接，导致火线不再流经电能表PJ4，而此时负载D4不受影响，还可以正常工作，而电能表PJ4则不能正常读数。
在本实施例中，电能表PJ1、PJ2、PJ3和PJ4为单相电能表；负载D1、D2、D3和D4可以采用白炽灯作为模拟负载。同时，对于本实施例中开关K1至开关K12可以选择不同的开关类型，可以是传统的单点单控开关，也可以选择具有互锁功能的开关，例如开关K1和K2互锁，一个闭合则另一个断开，K3和K4、K5和K6、K7和K8、K9和K10、K11和K12也可以选择具有互锁功能的开关。而无论是单点单控开关还是具有互锁功能的开关均可以采用继电器开关，例如，K1为继电器的常闭触点，K2为继电器的常开触点，通过控制继电器来实现对开关的控制，从而实现对各种窃电的模拟。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例给出了一种全能供电所实训操作***，如图2所示为本实施例***电路图，本实施例***包括低压配电箱、反窃电实训电路、光伏发电实训单元、低压集抄实训单元和装表接电实训单元。如图3所示为本实施例中低压配电箱的电路图，10kV电网通过令克开关K14和10kV变压器为低压配电箱供电，10kV变压器输出0.4kV电压，依次经过计量互感器T1、隔离刀闸K15、测量互感器T2和避雷器F1，然后分为三路，其中一路通过电容开关K16连接补偿电容器组，另外两路为支路一和支路二，支路一通过出线开关K17为低压集抄实训单元和装表接电实训单元供电；支路二通过出线开关K18为光伏发电实训单元和反窃电实训电路（即图中反窃电实训单元）供电。
本实施例中为了保证***的完整性，同时使***尽量简化并能满足实训需求，可以将低压配电箱中的10KV降压变压器、线杆等采用3D图片丝印的形式进行展示，其余器件则采用实际硬件装置。
实施例3
在实施例2的基础上，本实施例给出了一种光伏发电实训单元的具体实现形式，如图4所示为光伏发电实训单元的电路图，从图4可以看出，电源输入端通过熔断器FU1先连接变压器，变压器的输出侧为三相交流电，通过接触器KM1和KM2连接整流器，变压器与整流器之间设置有第一总漏检测线圈。整流器输出的直流电通过断路器QF17、熔断器FU2传输至三相逆变器变为交流电，实现对光伏发电的模拟。三相逆变器输出的交流电通过空气开关2、熔断器FU3依次流经电能表PJ5和电能表PJ6，然后进入电网，电能表PJ5和电能表PJ6之间连接有负载D5~D6，每个负载设置有对应的开关，即图中KA6、KA7和KA8。
电能表PJ5和PJ6为三相电能表；熔断器FU1、FU2和FU3主要对线路起保护作用；负载开关KA6、KA7和KA8主要是控制模拟负载白炽灯的工作状态；第一总漏检测线圈主要是用来保护线路的正常运行，当第一总漏检测线圈下级线路出线漏电故障时，第一总漏检测线圈就会发出信号，接触器KM1和KM2就会断开，以保障线路的正常运行。
本实施例中光伏发电实训单元的电源输入端至整流器的输出端这一部分用于模拟实际光伏发电产生直流电的过程，将直流电通过三相逆变器变为交流电并输入电网，从而实现对实际光伏发电的完整模拟，实训人员需要对本实施例中的电路进行操作，从而使光伏发电实训电路导通，通过观察负载与电能表的运行情况判断实训操作所带来的影响，从而了解光伏发电的过程，达到实训目的。
实施例4
在实施例3的基础上，本实施例给出了一种低压集抄实训单元的具体实现形式，如图5所示为本实施例低压集抄实训单元的电路图，低压集抄实训单元通过熔断器FU4从低压配电箱的支路一获取电能，然后连接两个并联的故障板，即图5中1#表故障板和2#表故障板，1#表故障板通过进线空开2连接三相直通表，三相直通表通过进线空开3连接负载，负载选取电机M1、白炽灯D11、D12和D13；2#表故障板通过进线空开4连接三相互感器表，三相互感器表通过进线空开5连接负载，负载选取电机M2、白炽灯D14、D15和D16；每个故障板均包括输入侧和输出侧，故障板的输出侧和输入侧之间通过线路连接并用于模拟接线故障，例如电压断相、电流分流和错相序等故障。
基于本实施例，实训人员在进行培训时，需要对故障板进行操作，根据要模拟的不同实训内容，需要将故障板上输入侧与输出侧原来正确的接线方式修改为错误的接线方式，例如电压断相模拟需要将其中一相输入和输出的接线断开，然后观察对应负载和电能表的运行情况，从而了解不同的接线故障会给负载和电能表带来什么影响，从而实现对实训人员的培训。
实施例5
在实施例4的基础上，本实施例给出了一种装表接电实训单元的具体实现形式，如图6所示为本实施例装表接电实训单元电路图，装表接电实训单元通过熔断器FU5和空气开关3从低压配电箱获取电能，然后将获取到的电能通过电流互感器和第二总漏检测线圈连接至接线排，输电线路上设置有三相电压表和三相电流表，每一相还分别设置有过流保护。
在本实施例中，实训人员在接线排上安装电能表，通电后通过观察安装电能表的运行情况，结合电流表和电压表的读数，从而判断装表操作是否正确，从而达到对装表接电的实训。
在实际中实现上述实施例时可以采用实训柜体的形式，以实施例1中的反窃电实训电路为例，将反窃电实训电路布置在实训柜体上，如图7所示为反窃电实训柜体的正视图，在反窃电实训柜体正面的操作面板上设置有反窃电实训电路的相关器件，器件之间的连接线路设置在柜体中不显示，其中B1、B2和B3分别为启动按钮、停止按钮和急停按钮。实训柜体上相关器件的设置不限于本实施例图7中所示，在其他实施方式可以对布局设置进行调整。
实施例2至实施例5也可以采用类似的实训柜体的形式实现，实训人员通过对实训柜体上的器件进行操作，从而判断是否实现了实训内容，通过这一过程，能够使实训人员直接参与到实训操作过程中，能够更好进行相关实训，从而达到实训目的。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种反窃电实训电路，其特征在于，反窃电实训电路包括电能表PJ1和电能表PJ2，反窃电实训电路的电源输入端包括A火线、B火线、C零线和D零线；
电能表PJ1的火线输入端通过开关K1连接A火线并且还通过开关K2连接C零线；电能表PJ1的零线输入端通过开关K3连接C零线并且还通过开关K4连接A火线；电能表PJ1的零线输出端依次通过负载D1和开关K6连接D零线；电能表PJ1的火线输出端通过开关K5连接至负载D1和开关K6之间；
电能表PJ2的火线输入端连接B火线，电能表PJ2的零线输入端连接D零线；电能表PJ2的零线输出端依次通过负载D2和开关K8连接A火线；电能表PJ2的火线输出端通过开关K7连接至负载D2和开关K8之间；
反窃电实训电路的电源输入端还包括E火线、F火线、G零线和H零线；反窃电实训电路还包括电能表PJ3和电能表PJ4；
电能表PJ3的火线输入端通过开关K9连接E火线并且还通过开关K10连接G零线；电能表PJ3的零线输入端通过开关K11连接G零线并且还通过开关K12连接E火线；电能表PJ3的零线输出端和火线输出端连接负载D3，电能表PJ3的火线输出端通过开关K13接地；
电能表PJ4的火线输入端连接F火线，电能表PJ4的零线输入端连接H零线；电能表PJ4的火线输出端和零线输出端连接负载D4；电能表PJ4的火线输入端和火线输出端之间设置有开关KA5。
2.根据权利要求1所述的反窃电实训电路，其特征在于，负载D1、负载D2、负载D3和/或负载D4设置有对应的控制开关。
3.根据权利要求1或2所述的反窃电实训电路，其特征在于，负载D1、负载D2、负载D3和/或负载D4设置有对应的断路器。
4.一种全能供电所实训操作***，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的反窃电实训电路、低压配电箱、光伏发电实训单元、低压集抄实训单元和装表接电实训单元；低压配电箱设置有用于连接电网的输入端，低压配电箱的输出端分别供电连接反窃电实训电路、光伏发电实训单元、低压集抄实训单元和装表接电实训单元。
5.根据权利要求4所述的全能供电所实训操作***，其特征在于，低压配电箱的输入端依次设置有计量互感器、隔离刀闸和测量互感器；测量互感器的输出端连接有并联设置的电容补偿单元和低压配电箱的输出端。
6.根据权利要求5所述的全能供电所实训操作***，其特征在于，低压配电箱的输出端包括第一输出支路和第二输出支路；第一输出支路供电连接低压集抄实训单元和装表接电实训单元；第二输出支路供电连接光伏发电实训单元和反窃电实训电路。
7.根据权利要求4-6任一项所述的全能供电所实训操作***，其特征在于，光伏发电实训单元包括变压器，变压器的输入端通过熔断器FU1连接低压配电箱的输出端，变压器的输出端通过接触器依次连接整流器和逆变器；变压器和接触器之间设置有第一总漏检测线圈；逆变器的输出端连接电能表PJ5，电能表PJ5连接电能表PJ6，电能表PJ5和电能表PJ6之间连接有负载D5。
8.根据权利要求4-6任一项所述的全能供电所实训操作***，其特征在于，低压集抄实训单元包括两个用于模拟接线故障的故障板，两个故障板的输入侧并联后通过熔断器FU4连接低压配电箱的输出端；其中一个故障板的输出侧分别连接有三相直通表和负载M1，另一个故障板的输出侧分别连接有三相互感器表和负载M2。
9.根据权利要求4-6任一项所述的全能供电所实训操作***，其特征在于，装表接电实训单元包括熔断器FU5，熔断器FU5的输入侧连接低压配电箱的输出端；熔断器FU5的输出侧连接接线排，熔断器UF5和接线排之间依次接有三相电流表、三相电压表、电流互感器和第二总漏检测线圈。
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