摘要：随着电网的快速发展和智能电网建设的迅速推进，二次设备对电网安全的重要性日益突显。电力系统二次设备及其回路实现了对一次设备的监测、控制、调节和保护，能够反映一次设备的运行工况。当一次设备出现异常或发生故障时，能够迅速发出信号，并快速切除故障设备。因此，二次设备及其回路是电力系统安全、稳定、经济运行的重要保证，是变电站不可缺少的重要组成部分。
关键词：隔离开关；机构箱；二次回路；实训装置
前言：在变电站缺陷处理中隔离开关机构箱二次回路故障所占比例较大。目前针对二次回路进行培训的仿真培训装置很少，无法完整模拟出整个隔离开关的二次回路，而且功能也不够完善，无法实现考核和竞赛功能。本文主要针对隔离开关二次回路进行研究，设计并实现了一种隔离开关机构箱二次回路实训装置，该装置针对隔离开关电动操动机构中经常出现的问题进行整理和模拟，可以设置机构运行中常见的故障类型，模拟实际运行中出现的故障，经过实际应用效果良好。
1.设计目标及原则
隔离开关机构箱二次回路实训装置主要用于模拟双母线带旁路母线线路中各隔离开关的操作，且具备各隔离开关间的闭锁， 每一回路隔离开关可以进行远方和就地操作，可以设置常见类型的电动机构故障，模拟现实中遇到的故障和现象。配套软件可以进行理论和操作考核，其中理论题库包括电气初级工、中级工等不同等级考试的题型，具备考核评价功能，理论考核由装置根据学员的答题情况进行定量评价。装置提供完整的权限管理，对教员机、学员机可设置不同的使用权限，具有灵活多样的运行模式(如培训、练习、考核)，能满足不同培训方式需要。系统具备良好的稳定性，在培训过程中能保证系统的稳定运行，正确反映被仿隔离开关电动操动机构的分合状态。
隔离开关机构箱二次回路实训装置采用真实机构中的零部件，操动机构回路也与真实的操动机构回路一致，最大程度的让学员了解掌握操动机构中的各个零部件的功能和操动机构回路的原理。在装置面板上，将操动机构四回路的零部件分割，使回路更清晰简洁，不至于混乱。配置记时器和语音报时元件，在考核模式下，让学员清楚知道考试时间，不至于忽略时间而导致考核失败。每一控制回路的故障都不相同，即使现象一致，故障位置也不相同，丰富了分析排除故障的多样性 。零部件端子引至端子排上，方便故障排查和故障切除。
2.装置结构及组成
隔离开关机构箱二次回路实训装置硬件结构包括以下方面：电源控制单元、故障设置单元、模拟开关电机单元、电机控制及位置显示单元、通信装置以及教员与学员系统软件。
2.1电源控制单元
包括剩余电流断路器(4P型)、低压断路器(3P和2P型)和三相滤波盒等。剩余电流断路器用于三相四线电源进线，三相滤波盒具有保护功能和控制单元，可以控制输入的启停，在柜体后门上引出， 用于控制装置除故障设置单元外的电源。其他低压断路器控制电机、控制回路和显示回路的电源，其中3P型用于三相电机的电源，2P型用于控制单元和显示单元的电源。
2.2故障设置单元
故障设置单元由教员机和学员机进行控制，通过它可以控制三相滤波盒电源的输出，可以设置控制回路、显示回路和电机电源回路常见故障，如开关不能合闸、不能分闸，不能自锁等。
2.3模拟开关电机单元
由热过载继电器、三相相序保护继电器和分合闸继电器组成。热过载继电器用于保护电机回路，当过载时通过断开控制回路使电机回路断路。三相相序保护继电器保护三相电机相序和三相供电正常， 当三相供电正常时，继电器上的绿灯亮； 当相序不对或者断相时，继电器上的红灯亮，断开控制回路使电机回路断路。分合闸继电器由控制回路的分合闸线圈控制，用于控制电机正反转来实现闸的分合。
2.4电机控制及位置显示单元
由分合闸线圈、远方和就地分合闸按钮、远方和就地转换开关等部件组成，此单元控制开关的分合闸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分合闸线圈控制接入电机单元回路的分合闸继电器，通过控制继电器的切换，实现电机的正反转，从而控制开关。远方和就地转换开关控制开关动作的位置，当开关旋至远方时，可以通过一次系统图上红绿按钮灯(远方分合闸按钮1HA、1TA等)来进行分合闸，当开关旋至就地时，通过面板上的分合闸及停止按钮(就地分合闸及停止按钮SB 1、SB2、SB3等)进行分合闸及停止操作。远方和就地分合闸按钮灯，合闸时，按合闸按钮，当开关合到位置后，合闸按钮背景灯亮。
2.5通信单元
由通信模块组成。教员机和学员机通过通信模块来采集培训装置上各隔离开关的分合状态，并设置对应的故障。
2.6教员和学员系统
教员通过教员系统提供的各种工具，完成下列四项工作，即系统管理、培训前故障类型和教案准备、培训中的操作、培训后分析和评估。为教员实现培训目标提供了方便的教学、演示、管理和考核工具。系统可以自动记录学员进行的开关操作以及操作的顺序、操作者的名字和操作者所在的变电站等信息，教员能够调阅操作记录，并根据记录的内容对学员的操作进行客观的评定。
3.装置特点
3.1硬件特点
装置采用典型的隔离开关控制回路，其零部件与现场实际使用的相同， 如转换开关、分合闸继电器、分合闸按钮、相序保护继电器和热过载继电器等，分合闸电机使用三相异步电机配置上减速器，可以完美模拟分闸以及合闸现象。学员在培训过程中能够全面了解和掌握控制回路的原理及其作用。
故障模拟器通过系统软件控制故障模拟器中相应的故障点，可以对控制回路中不同位置进行故障设置，从而模拟现实中常见的故障现象。除此之外，故障模拟器还能够对备隔离开关的状态进行采集，传送到教员和学员系统之中。
3.2软件特点
首先加入了试题库，对每一名学员都可以进行理论和操作考核，丰富考核深度；其次操作模式分为培训模式、练习模式和考核模式。不同的模式的目的明确，权限也在不同模式下自动改变；最后教员系统可以控制学员系统是否显示故障信息和故障位置等信息，可以让学员分析故障之后对照真实结论进行总结整理 。
3.3技术特点
采用模拟真实的设计方案，可以准确地实现对实际运行过程中操动机构可能出现的问题和故障的模拟，可以满足对二次回路及相应管理岗位上的相关人员的训练、考核需要；
在故障设置时，考虑了同一故障现象时不同的故障位置， 对同一现象可以进行多种不同的故障设置，可以提高学员对故障问题的综合分析能力以及判断能力；
可设置的操作考核系统满足二次同路相关技术和管理人员的理论和技能考核、比赛、鉴定要求。
结束语
本文设计并研制了一款隔离开关机构箱二次回路实训装置 ，可以设置现常见的机构箱二次回路故障现象，可以满足隔离开关机构箱二次同路相关技术和管理人员的理论和技能培训、比赛的需求。本装置目前已经国内多家电力公司培训中心应用，主要用于变电运维人员、变电检修人员的培训和技能鉴定工作中，效果良好，具有很好的经济效益和社会效益。后期还可以充分利用本装置的功能和潜力，不断补充其他二次回路的培训装营，扩充培训规模，完善培心的广度，提高培训效果和培训质量。
参考文献
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论文作者:李洋 张洪佳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
标签：回路论文; 故障论文; 装置论文; 机构论文; 学员论文; 教员论文; 电机论文; 《电力设备》2017年第17期论文;