用于保护试验中代替真实高压断路器的断路器模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种能够模拟高压断路器状态的模拟装置，特别涉及一种用于保护试验中能够代替真实高压断路器的断路器模拟装置。
【背景技术】
[0002]当今继电保护试验中由于试验项目较多，断路器要频繁的分合闸，这样会对断路器的使用寿命造成影响。在变电站改造和新建中，当保护装置已经安装完毕，高压断路器由于供货等其他的原因未能安装完毕时，会影响到保护试验的进行，影响整个工程的进度。
[0003]变电站进线备自投装置，及主变备自投装置投运后，到了试验周期要进行自动投切的保护试验，由于备自投投切延时需要停电3-5秒钟的时间，就造成变电站短时的失电，影响对用户的正常供电。长期以来备自投装置未能按照正常的试验周期进行试验，随着运行时间的增加，经常出现备自投拒动及误动的现象。为解决不停电对备自投装置进行整组保护试验，为保证正常供电，长期以来大家用普通的继电器来模拟真实的断路器，进行备自投装置的不停电整组试验，普通继电器启动线圈电阻较大，通常为10-20K欧姆，且固定不可调整，与实际高压断路器的分合闸线圈的电阻(70-600欧姆)相差较大，当把此启动线圈接于分合闸控回路时，控制回路回路电流太小，不能检验保护装置开出接点的电流承受能力，保护装置位置显示也会因电流太小，而且不能对开关分合位进行正确的采集；普通继电器的动作时间通常为< 20ms，高压断路器的分闸时间通常为> 20ms，合闸时间通常为>50ms，所以普通继电器不能很好的模拟高压断路器的分合闸时间，以便对各级保护进行的时间上的配合进行正确的验证。
[0004]现有的少部分厂家生产的断路器模拟装置，功能上不够全面，存在以下缺点:
[0005]1、断路器的分合闸时间固定为几个档位，每路断路器的分合闸不能按照需求进行设定，分合闸电阻可调档位较少；
[0006]2、现有电源输入均采用单一的交流电源输入，没有考虑工作时工作现场交流电源不好取的情况；
[0007]3、断路器开出结点的容量较小，分合闸时间及分合闸电阻误差较大，并且价格昂贵，实用性并不强。
【实用新型内容】
[0008]为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种用于保护试验中代替真实高压断路器的断路器模拟装置，本实用新型的目的在于改变现有保护试验中高压断路器频繁的动作对寿命产生影响的现状，解决因高压断路器未安装完成而无法对保护装置进行试验的问题，解决无法保证不停电对变电站备自投装置进行整组保护试验的问题，并且解决现有断路器模拟装置功能不够全面，模拟效果不够好的现状。
[0009]为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下:
[0010]用于保护试验中代替真实高压断路器的断路器模拟装置，包括核心控制器，所述核心控制器分别与断路器电路、控制电源电路、人机交互装置、分合闸线圈模拟装置和显示面板相连；
[0011]所述断路器电路包括多个电路结构相同的扩展继电器电路，断路器电路的一端与合闸线圈相连，另一端与分闸线圈相连，断路器保护合闸开入接入合闸线圈与控制器合闸开入回路，合闸线圈与控制器合闸开入回路相并联，断路器保护跳闸开入接入分闸线圈与控制器分闸开入回路，分闸线圈与控制器分闸开入回路相并联，每个扩展继电器电路均采用一个大功率的继电器作为接点扩展，用于模拟断路器的辅助开关接点，进行分合位置开出。
[0012]所述核心控制器用于实现对各类断路器固有的分合闸时间的模拟，对开入分合闸信号的逻辑判断的控制；所述核心控制器采用12路开入、6路开出可编程控制器，能实现6路断路器的模拟。
[0013]所述控制电源电路采用开关电源作为控制电源，利用交直流两路电源输入，能够提供可调直流电输出；
[0014]所述人机交互装置采用文本显示器作为人机交互设备，用于设置所模拟的实际断路器的分合闸时间，并对断路器的分合闸状态实时的进行监控告警；
[0015]所述分合闸线圈模拟装置包括一组可分档调节的分闸线圈及一组可分档调节的合闸线圈；
[0016]所述显示面板，用于显示每路模拟断路器的分合位置。
[0017]所述扩展继电器电路包括继电器，继电器的常闭接点串接入断路器的合闸回路，继电器的常开接点串接入断路器的分闸回路，继电器的跳闸端通过跳闸延时模块与跳闸电路相连，继电器的合闸端通过合闸延时模块与合闸电路相连。
[0018]所述跳闸电路包括反向串联的第一二极管及第二二极管，第一二极管的负端与跳闸延时模块相连，第一二极管的负端与跳闸延时模块之间的线路上与手跳开关相连，第一二极管及第二二极管之间的线路上与保护跳闸开入关相连，第二二极管还与此扩展继电器的一个常开接点相连，第二二极管与此扩展继电器的一对常开接点之间的线路上还连接有相串联的分压电阻及指示灯，用以实时反应此断路器的分闸状态。
[0019]所述合闸电路包括反向串联的第三二极管及第四二极管，第三二极管的负端与合闸延时模块相连，第三二极管的负端与合闸延时模块之间的线路上与手合开关相连，第三二极管及第四二极管之间的线路上与保护合闸开入相连，第四二极管还与此扩展继电器的一个常闭接点相连，第四二极管与此扩展继电器的一对常闭接点之间的线路上还连接有相串联的分压电阻及指示灯，用以实时反应此断路器的合闸状态。
[0020]所述控制电源电路包括AC220V交流输入端及从变电站直流系统接入的直流电源端，所述AC220V交流输入端与DC220V输出开关电源相连，所述AC220V交流输入端还设置有开关，所述DC220V输出开关电源具有DC0-260V、1.5-30A的可调直流电输出，输出端装有数字直流电压表，数字电压表的工作电源取自开关电源的进线侧，所述变电站直流系统接入的直流电源端与开关电源输出的直流电源之间还设置有三工位切换开关。
[0021]所述分闸线圈及合闸线圈各自串接了 4个CTlOA机构的高压断路器的分闸线圈，并接入波段开关实现5档调节。
[0022]所述6路断路器分合闸回路都串接有正向二极管，用以保证每路断路器在单独接到合闸命令即有分合闸开入时，能保证不让电流通过其他断路器分合闸控制回路，造成误动。
[0023]工作原理:本装置利用可编程控制器作为控制核心，实现对断路器的分合闸时间的精确模拟，对分合闸开入命令的逻辑判断与执行，利用多档可调的真实断路器的分合闸线圈来模拟断路器的分合闸回路电阻的大小，并利用大功率的继电器的辅助接点代替真实断路器的辅助接点，进行位置开出，根据保护试验需要，既可以将每路模拟断路器手动置分位，又可以手动置合位，外接保护跳合闸开入可接入此装置，控制核心经过逻辑判断，并经过延时模块的延时，实现各路模拟断路器分别跳合闸，并将断路器位置上送，精准模拟真实断路器的动作过程、动作状态。
[0024]利用此装置代替真实的断路器进行线路保护装置试验的过程如下:根据所模拟的真实断路器的分合闸时间的大小，在文本显示器上对每路断路器的分合闸时间进行设定，在面板上调整分合闸电阻，以使每路断路器的分合闸电阻接近所模拟的真实断路器的分合闸回路电阻，按面板上的手动合闸按钮，可以将相应断路器置合闸位置，按分闸按钮，可以将相对应的断路器置分闸位置。将此装置合闸输入接于保护装置的合闸输开出，跳闸输入接于保护装置的跳闸开出，将此装置的合位输出接于保护装置的位置开入，将此装置的分位输出接于保护装置的分位开入，模拟断路器动作后，面般上相对应断路器的指示灯亮起，并且文本显示器也有相对应断路器分合闸动作告警指示，显示“XX#断路器分闸”、“XX#断路器合闸”，这样便完成了保护动作、跳合闸成功的整个试验过程，对保护装置进行了校验。利用本装置可以对对备自投装置的整组进行试验，并能保证一次不停电，也可以对主变差动保护、后备保护等保护装置进行测试。
[0025]本实用新型的有益效果:
[0026]本实用新型的6路模拟断路器的分合闸时间可以根据需要设定，所模拟的断路器分合闸时间精度高；用实际高压断路器的分