一种基于PLC控制的变电所培训装置

摘要

本发明涉及一种基于PLC控制的变电所培训装置，包括底座、操作显示屏、交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、接地故障设置装置、接线端子排、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置，所述底座上设有一根电源插头，所述操作显示屏包括箱壳、模拟线路板、报警装置、隔离开关操作摇杆、显示器Ⅰ、显示器Ⅱ、若干只电压表；本发明的优点：通过PLC可编程序控制器控制操作显示屏实现了变电所一次仿真模拟培训，解决了用电操作人员的培训问题，能快速提升学员教培质量，进网作业电工合格率得到大幅度的提升，操作直观、形象生动、易掌握所学要点、收效高，解决了实际操作比较复杂，难掌握操作的问题。

权利要求

1.一种基于PLC控制的变电所培训装置，其特征在于：包括底座(1)、固定连接在底座(1)上的操作显示屏(2)，所述底座(1)内设有交流空气开关(5)、交流接触器(6)、中间继电器(7)、PLC可编程序控制器(8)、接地故障设置装置(13)、接线端子排(12)、至少一只PLC信号输入装置(9)、至少一只PLC信号输出装置(10)，所述交流空气开关(5)、交流接触器(6)、中间继电器(7)、PLC信号输入装置(9)、PLC可编程序控制器(8)、PLC信号输出装置(10)、接地故障设置装置(13)均通过第一组导线与接线端子排(12)相连，所述底座(1)上设有供操作显示屏(2)连接的电源装置(4)，所述底座(1)上设有一根与电源装置(4)、PLC可编程序控制器(8)、PLC信号输入装置(9)、PLC信号输出装置(10)电连接的电源插头(3)，所述操作显示屏(2)包括箱壳(76)、设置在箱壳内的模拟线路板(75)、分别通过第二组导线安装在模拟线路板上的报警装置、若干只隔离开关操作摇杆(200)、若干只用于显示十字隔离开关(5)状态的显示器Ⅰ(201)、若干只用于显示断路器状态的显示器Ⅱ(202)、若干只电压表(61)，所述隔离开关操作摇杆(200)与PLC信号输入装置(9)电连接，所述显示器Ⅰ(201)、显示器Ⅱ(202)、报警装置、电压表(61)分别与PLC信号输出装置(10)电连接，所述电源装置(4)为24V直流电源装置，所述24V直流电源装置的一端与电源插头相连，所述24V直流电源装置的另一端与报警装置、显示器Ⅰ、显示器Ⅱ、电压表电连接，所述报警装置包括倒闸报警器(18)、故障报警器(28)，所述模拟线路板上设有故障信号灯(29)及报警复归按钮(30)，所述故障报警器(28)与PLC信号输出装置(10)相连，所述倒闸报警器(18)与隔离开关操作摇杆(200)相连，所述接地故障设置装置(13)包括安装板(17)、若干只设置在安装板(17)上用于设置故障信号的恢复按钮(16)、通过铰链(171)转动连接在安装板上用于盖住恢复按钮的盖板(15)，所述盖板上设有防护绝缘层(151)，所述底座(1)上设有腔体(101)，所述底座(1)上开有一个使腔体(101)与外界接触的开口，所述底座(1)上活动连接有一扇使开口密封的防护门(102)，所述交流空气开关(5)、交流接触器(6)、中间继电器(7)、PLC可编程序控制器(8)、PLC信号输入装置(9)、PLC信号输出装置(10)、接地故障设置装置(13)、接线端子排(12)均固定连接在腔体(101)内。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的变电所培训装置，其特征在于：所述操作显示屏(2)上设有启动按钮(19)、停止按钮(20)、分别控制隔离开关操作摇杆工作状态的按钮(203)和用于显示模拟线路板通电或断电的指示灯(204)，所述分别控制隔离开关操作摇杆工作状态的按钮(203)与电源装置相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的变电所培训装置，其特征在于：所述第一组导线的两端和第二组导线的两端均设有航空插头(14)。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的变电所培训装置，其特征在于：所述底座(1)的底端设有移动装置(100)。

说明书

一种基于PLC控制的变电所培训装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于PLC控制的变电所培训装置。

背景技术

[0002] 目前，电网及电力用户35kV及以下供配电设备较为普遍，设备运行人员的实践运行管理水平参差不齐，特别是当设备发生单相接地故障状态下，查找经验不足、操作步骤不妥易发生误操作和全面失压及大面积停电事故的发生。

[0003] 与此同时，如何快速提升学员教培质量，进网作业电工合格率如何得到大幅度的提升，成为当前我们亟待解决的一个课题。原有的教学模式为课堂授课与一次设备实际操作分开进行，学员普遍反应课堂教学比较枯燥，收效有限，而实际操作比较复杂，难掌握操作全过程。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题现有的教学模式为课堂授课与一次设备实际操作分开进行，学员普遍反应课堂教学比较枯燥，收效有限，而实际操作比较复杂，难掌握操作全过程，从而提供一种基于PLC控制的变电所培训装置。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于PLC控制的变电所培训装置，包括底座、固定连接在底座上的操作显示屏，所述底座内设有交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、接地故障设置装置、接线端子排、至少一只PLC信号输入装置、至少一只PLC信号输出装置，所述交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC信号输入装置、PLC可编程序控制器、PLC信号输出装置、接地故障设置装置均通过第一组导线与接线端子排相连，所述底座上设有供操作显示屏连接的电源装置，所述底座上设有一根与电源装置、PLC可编程序控制器、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置电连接的电源插头，所述操作显示屏包括箱壳、设置在箱壳内的模拟线路板、分别通过第二组导线安装在模拟线路板上的报警装置、若干只隔离开关操作摇杆、若干只用于显示十字隔离开关状态的显示器Ⅰ、若干只用于显示断路器状态的显示器Ⅱ、若干只电压表，所述隔离开关操作摇杆与PLC信号输入装置电连接，所述显示器Ⅰ、显示器Ⅱ、报警装置、电压表分别与PLC信号输出装置电连接。

[0006] 优选的，所述电源装置为24V直流电源装置，所述24V直流电源装置的一端与电源插头相连，所述24V直流电源装置的另一端与报警装置、显示器Ⅰ、显示器Ⅱ、电压表电连接，能保证对报警装置、显示器Ⅰ、显示器Ⅱ、电压表提供稳定安全可靠的24V电源，实用性能好，能保证操作的可行性，便于学习。

[0007] 优选的，所述报警装置包括倒闸报警器、故障报警器，所述模拟线路板上设有故障信号灯及报警复归按钮，所述故障报警器与PLC信号输出装置相连，所述倒闸报警器与隔离开关操作摇杆相连，通过故障报警器及故障信号灯能有效的检测出故障的来源，倒闸报警器能有效的提醒操作人员操作顺序错误，操作性能强，布局合理，便于学习，可靠性能好。

[0008] 优选的，所述接地故障设置装置包括安装板、若干只设置在安装板上用于设置故障信号的恢复按钮、通过铰链转动连接在安装板上用于盖住恢复按钮的盖板，所述盖板上设有防护绝缘层，通过盖板可以防止安装板对操作人员产生碰伤，有效的防止了灰尘的进入，可靠性能好，操作简单。

[0009] 优选的，所述底座上设有腔体，所述底座上开有一个使腔体与外界接触的开口，所述底座上活动连接有一扇使开口密封的防护门，所述交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置、接地故障设置装置、接线端子排均固定连接在腔体内，避免了交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置、接地故障设置装置、接线端子排受雨水等外力影响而受损，可靠性能好，提高了使用效果，防护门安装方便。

[0010] 优选的，所述操作显示屏上设有启动按钮、停止按钮、分别控制隔离开关操作摇杆工作状态的按钮和用于显示模拟线路板通电或断电的指示灯，所述按钮与电源装置相连，便于观察学习，操作性能好，布局合理，可靠性能好，保证了按钮的正常使用。

[0011] 优选的，所述第一组导线的两端和第二组导线的两端均设有航空插头，航空插头便于连接及维修，减少了工作量，使用效果好。

[0012] 优选的，所述底座的底端设有移动装置，便于底座移动，能适应不同的教学环境下使用，操作简单，实用性能好。

[0013] 综上所述，本发明的优点：通过PLC可编程序控制器控制操作显示屏实现了变电所一次仿真模拟培训，解决了用电操作人员的培训问题，能快速提升学员教培质量，进网作业电工合格率得到大幅度的提升，操作直观、形象生动、易掌握所学要点、收效高，解决了实际操作比较复杂，难掌握操作的问题，让培训学员能够掌握培训系统操作的全貌，同时也实现了对培训学员倒闸操作、故障排查等实际操作能力的考核。

附图说明

[0014] 图1为本发明一种基于PLC控制的变电所培训装置的结构示意图；

[0015] 图2为图1的左视图；

[0016] 图3为图2中A向的结构示意图；

[0017] 图4为35KV变电所操作时操作显示屏的结构示意图；

[0018] 图5为35KV变电所操作时接地故障设置装置的结构示意图。

具体实施方式

[0019] 实施例一：

[0020] 如图1、图2、图3、图5所示：一种基于PLC控制的变电所培训装置，包括底座1、固定连接在底座1上的操作显示屏2，所述操作显示屏2通过焊接固定连接在底座1上，所述底座1内设有交流空气开关5、交流接触器6、中间继电器7、PLC可编程序控制器8、接地故障设置装置13、接线端子排12、两只PLC信号输入装置9、两只PLC信号输出装置10，所述交流空气开关5、交流接触器6、中间继电器7、两只PLC信号输入装置9、PLC可编程序控制器8、两只PLC信号输出装置10、接地故障设置装置13均通过第一组导线与接线端子排12相连，所述底座1上设有供操作显示屏2连接的电源装置4，所述底座1上设有一根与电源装置4、PLC可编程序控制器8、PLC信号输入装置9、PLC信号输出装置10电连接的电源插头3，所述操作显示屏2包括箱壳76、设置在箱壳内的模拟线路板75、分别通过第二组导线安装在模拟线路板上的报警装置、若干只隔离开关操作摇杆200、若干只用于显示十字隔离开关状态的显示器Ⅰ201、若干只用于显示断路器状态的显示器Ⅱ202、六只电压表61，所述隔离开关操作摇杆200与PLC信号输入装置9电连接，所述显示器Ⅰ201、显示器Ⅱ202、报警装置、电压表61分别与PLC信号输出装置10电连接，所述电源装置4为24V直流电源装置，所述24V直流电源装置的一端与电源插头相连，所述24V直流电源装置的另一端与报警装置、显示器Ⅰ201、显示器Ⅱ202、电压表电连接，能保证对报警装置、显示器Ⅰ201、显示器Ⅱ202、电压表提供稳定安全可靠的24V电源，实用性能好，能保证操作的可行性，便于学习，所述报警装置包括倒闸报警器18、故障报警器28，所述模拟线路板上设有故障信号灯29及报警复归按钮30，所述故障报警器28与PLC信号输出装置10相连，所述倒闸报警器18与隔离开关操作摇杆200相连，通过故障报警器28及故障信号灯29能有效的检测出故障的来源，倒闸报警器18能有效的提醒操作人员操作顺序错误，操作性能强，布局合理，便于学习，可靠性能好，所述接地故障设置装置13包括安装板17、十九只设置在安装板上用于设置故障信号的恢复按钮16、通过铰链171转动连接在安装板17上用于盖住恢复按钮的盖板15，所述盖板上设有防护绝缘层151，通过盖板可以防止安装板对操作人员产生碰伤，有效的防止了灰尘的进入，可靠性能好，操作简单，可设置四十八个故障信号，所述底座1上设有腔体101，所述底座上开有一个使腔体与外界接触的开口，所述底座上活动连接有一扇使开口密封的防护门102，所述交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置、接地故障设置装置、接线端子排均固定连接在腔体内，避免了交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置、接地故障设置装置、接线端子排受雨水等外力影响而受损，可靠性能好，提高了使用效果，防护门安装方便，所述操作显示屏上设有启动按钮19、停止按钮20、分别控制隔离开关操作摇杆工作状态的按钮203和用于显示模拟线路板通电或断电的指示灯204，所述按钮与电源装置相连，便于观察学习，操作性能好，布局合理，可靠性能好，保证了按钮的正常使用，每只隔离开关操作摇杆200的动作信号传输到PLC信号输出装置9，信号经PLC可编程序控制器8判断后经PLC信号输出装置10传输给与隔离开关操作摇杆200相对应的显示器Ⅰ201，按动与隔离开关操作摇杆200相对应的按钮203，其动作信号都传输到PLC信号输出装置9，信号经PLC可编程序控制器判断后经PLC信号输出装置10传输给与隔离开关操作摇杆200相对应的显示器Ⅱ202，PLC可编程序控制器判断操作顺序发生错误时、会把报警信号发到倒报警器18，发出报警声音，必须退回错误操作、才能解除报警，所述第一组导线的两端和第二组导线的两端均设有航空插头14，航空插头便于连接及维修，减少了工作量，使用效果好，所述底座1的底端设有移动装置100，便于底座移动，能适应不同的教学环境下使用，操作简单，实用性能好。

[0021] 实施例二：

[0022] 如实施例一所述的一种基于PLC控制的变电所培训装置，本实施例具有以下不同之处：所述底座1上设有凸台，所述凸台的顶端设有供交流空气开关、交流接触器、中间继电器、PLC可编程序控制器、PLC信号输入装置、PLC信号输出装置、接地故障设置装置、接线端子排安装的凹腔，所述凸台上设有盖板，所述盖板上设有拉手。

[0023] 如图4所示，所述操作显示屏为35kV变电所的的实施例，以下通过35kV1#线的操作步骤：

[0024] a）35kV1#线→35KVⅠ段母线→1#主变→10kVⅠ段母线→10kV2#出线的送电模拟操作：把下第一隔离开关操作摇杆34向上打在合闸位置，动作信号传输到PLC信号输出装置9，信号经PLC可编程序控制器8判断后经PLC信号输出装置10传输给第一显示器Ⅰ35，使其竖直方向显示红色，把上第二隔离开关操作摇杆21向上打在合闸位置，第二显示器Ⅰ31竖直方向显示红色，按下第一按钮24，使第一显示器Ⅱ32竖直方向显示红色，此时35KVⅠ段母线带电，第一指示灯38显示红色，第三隔离开关操作摇杆36向上打在合闸位置，第三显示器Ⅰ46竖直方向显示红色，按下第二按钮57，使第二显示器Ⅱ48竖直方向显示红色，此时1#主变49投入运行，第四隔离开关操作摇杆59向上打在合闸位置，第四显示器Ⅰ52竖直方向显示红色，按下第三按钮58，使第三显示器Ⅱ50竖直方向显示红色，此时10kVⅠ段母线带电，第二指示灯54显示红色，把下第五隔离开关操作摇杆67向上打在合闸位置，第五显示器Ⅰ65竖直方向显示红色，把上第六隔离开关操作摇杆60向上打在合闸位置，第六显示器Ⅰ53竖直方向显示红色。按下第四按钮66，使第四显示器Ⅱ63竖直方向显示红色。完成本线路的送电模拟操作；

[0025] b）35kV1#线→35KVⅡ段母线→1#主变→10kVⅠ段母线→2#出线的送电模拟操作：把上第二隔离开关操作摇杆21向上打在合闸位置，第二显示器Ⅰ31竖直方向显示红色，把下第七隔离开关操作摇杆26向上打在合闸位置，第七显示器Ⅰ25竖直方向显示红色，按下第一按钮24，使第一显示器Ⅱ32竖直方向显示红色，此时35KVⅡ段母线带电，第三指示灯37显示红色，第八隔离开关操作摇杆55向上打在合闸位置，第八显示器Ⅰ56竖直方向显示红色，按下第二按钮57，使第二显示器Ⅱ48竖直方向显示红色，此时1#主变49投入运行，把第四隔离开关操作摇杆59向上打在合闸位置，第四显示器Ⅰ52竖直方向显示红色，按下第三按钮58，使第三显示器Ⅱ50竖直方向显示红色，此时10kVⅠ段母线带电，第二指示灯54显示红色，把上第六隔离开关操作摇杆60向上打在合闸位置，第六显示器Ⅰ53竖直方向显示红色，把下第五隔离开关操作摇杆67向上打在合闸位置，第五显示器Ⅰ65竖直方向显示红色。按下第四按钮66，使第四显示器Ⅱ63竖直方向显示红色，完成本线路的送电模拟操作。

[0026] c）35kV1#线→35KVⅠ段母线→2#主变的送电模拟操作：在a线路中，当35KVⅠ段母线带电，第一指示灯38显示红色后，把下第九隔离开关操作摇杆45向上打在合闸位置，第九显示器Ⅰ44竖直向显示绿色，把上第十隔离开关操作摇杆40向上打在合闸位置，第十显示器Ⅰ39竖直方向显示绿色，按下第五按钮43，使第五显示器Ⅱ42水平方向显示绿色，完成本线路的送电模拟操作；

[0027] d）35kV1#线→35KVⅡ段母线→2#主变的送电模拟操作：在b线路中，当35KVⅡ段母线带电，第二指示灯37显示红色后，把下第九隔离开关操作摇杆45向上打在合闸位置，第九显示器Ⅰ44竖直方向显示绿色，把上第十隔离开关操作摇杆40向上打在合闸位置，第十显示器Ⅰ39竖直方向显示绿色，按下第五按钮43，使第五显示器Ⅱ42水平方向显示绿色，完成本线路的送电模拟操作；

[0028] e）当按下第六按钮41时，第五显示器Ⅱ42竖直方向显示绿色，断开35kVⅠ段母线→35kVⅡ段母线的电气连接；

[0029] f）10kVⅠ段母线和10kVⅡ段母线的互联操作有：10kVⅠ段母线→10kVⅡ段母线和10kVⅡ段母线→10kVⅠ段母线两中情况。

[0030] 如果10kVⅠ段母线带电；第十一隔离开关操作摇杆69向上打在合闸位置，第十一显示器Ⅰ68竖直方向显示红色，第十二隔离开关操作摇杆74向上打在合闸位置，第十二显示器Ⅰ73竖直方向显示红色。按下第七按钮72，使第六显示器Ⅱ71水平方向显示红色，实现10kVⅠ段母线→10kVⅡ段母线的操作；可按下第八按钮70使第六显示器Ⅱ71竖直方向显示绿色，断开10kVⅠ段母线→10kVⅡ段母线的电气连接。

[0031] 如果10kVⅡ段母线带电；第十二隔离开关操作摇杆74向上打在合闸位置，第十二显示器Ⅰ73竖直方向显示红色，第十一隔离开关操作摇杆69向上打在合闸位置，第十一显示器Ⅰ68竖直方向显示红色，按下第七按钮72，使第六显示器Ⅱ71竖直方向显示红色，实现10kVⅡ段母线→10kVⅠ段母线的操作，可按下第八按钮70使第六显示器Ⅱ71竖直方向显示绿色，断开10kVⅡ段母线→10kVⅠ段母线的电气连接。

[0032] g）停电操作以2#出线→10kVⅠ段母线→1#主变→35KVⅡ段母线→35kV1#线的停电操作为例说明：停电模拟操作：按下第九按钮64，使第四显示器Ⅱ63水平方向显示绿色，把下第五隔离开关操作摇杆67向下打在分闸位置，第五显示器Ⅰ65水平方向显示绿色。把上第六隔离开关操作摇杆60向下打在分闸位置，第六显示器Ⅰ53水平方向显示绿色，按下第十按钮51，使第三显示器Ⅱ50水平方向显示绿色，此时10kVⅠ段母线失电，第二指示灯54熄灭，把第四隔离开关操作摇杆59向下打在分闸位置，第四显示器Ⅰ52水平方向显示绿色，按下第十一按钮47，使第二显示器Ⅱ48水平方向显示绿色，此时1#主变49退出运行，把第八隔离开关操作摇杆55向下打在分闸位置，第八显示器Ⅰ56水平方向显示绿色，按下第十二按钮33，使第一显示器Ⅱ32水平方向显示绿色，此时35KVⅡ段母线失电，第三指示灯37熄灭，把下第七隔离开关操作摇杆26向下打在分闸位置，第七显示器Ⅰ25水平方向显示绿色，把上第二隔离开关操作摇杆21向下打在分闸位置第二显示器Ⅰ31水平方向显示绿色，完成本线路的送电模拟操作；

[0033] 2、故障查找。

[0034] 如图5中按下恢复按钮16，动作信号传输到PLC信号输出装置9，信号经PLC可编程序控制器8判断后经PLC信号输出装置10传输给故障报警器28，故障报警器28发出报警声音，故障信号灯29闪烁红色灯光。可以按下报警复归按钮30解除报警，严格的查找方法是：35kV的线路看看个接地信号灯23使否有提示，如有提示则是35kV段接地，可操作响应元件解除接地报警；10kV段是否接地可以看看电压表61是那一段那一相标计电压显示异常，就可以判断是10kVⅠ段和10kVⅡ段的接地大致情况，以停电的操作方式一条回路一条回路的查找，直到查出故障线路。

[0035] 通过PLC可编程序控制器控制操作显示屏实现了变电所一次仿真模拟培训，解决了用电操作人员的培训问题，能快速提升学员教培质量，进网作业电工合格率得到大幅度的提升，操作直观、形象生动、易掌握所学要点、收效高，解决了实际操作比较复杂，难掌握操作的问题，让培训学员能够掌握培训系统操作的全貌，同时也实现了对培训学员倒闸操作、故障排查等实际操作能力的考核。