培训用仿真电能质量及电流电压数据归集教学装置设计与研究

培训用仿真电能质量及电流电压数据归集教学装置设计与研究

宋长勇

云南电网有限责任公司昆明供电局，云南昆明650000

摘要：针对目前供电局新进入班组的作业人员对电能监测及电力电压发生器的操作不熟悉，易因操作不当造成接线错误，且每次进行数据监测均需要到达监测现场进行操作，无法给教学人员带来实时、适时的教学方式，等一些列问题。本研究一种培训用仿真电能质量及电流电压数据归集教学装置，通过对目前使用的电能质量在线监测系统及电流电压发生器的操作及数据进行高度仿真，与此同时将所有设备数据统一归集到装置系统中，无需操作人员到达现场也能随时在教学场地进行电能质量及电流电压发生器进行监测操作，最终以显示面板进行数据显示，达到监测工作与新人岗位培训的同步实现，有效解决因新人岗位培训不足造成的设备损坏等问题。

关键词：仿真；数据归集；教学装置

Design and research of teaching device for training simulation power quality and current and voltage data collection

Song Changyong

Kunming Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co., Ltd., Kunming, Yunnan 650000

Abstract: In view of the fact that the operators who newly entered the team of the power supply bureau are not familiar with the operation of power monitoring and power voltage generators, they are prone to wiring errors due to improper operation, and each time data monitoring is performed, they need to arrive at the monitoring site for operation, which cannot be used for teaching. Staff bring real-time, timely teaching methods, and a series of questions. This research is a teaching device for training simulation power quality and current and voltage data collection. By highly simulating the operation and data of the currently used power quality online monitoring system and current and voltage generator, at the same time, all equipment data is unified and collected. It is integrated into the device system, and the power quality and current and voltage generator can be monitored at any time in the teaching site without the need for operators to arrive at the site. Finally, the data is displayed on the display panel, so as to achieve the synchronization of monitoring work and job training for newcomers, and effectively solve the problem. Problems such as equipment damage caused by insufficient job training for newcomers.

Key words: simulation; data collection; teaching device

随着电力电子技术的发展，电力系统中大量非线性负荷出现，致使电能质量不断恶化。此现象引起人们的日益重视，对电能质量方面的课题得到了大量研究。电力系统发展的重要要求是加强对电能质量的控制，并且电网的运行要追求高效益，扩大用户，鼓励用电，特别是高耗电企业的用电，但是这些设备的用电又会导致电网谐波、负序，电压波动和闪变，反过来造成对电网的污染和干扰，给电力系统的安全稳定运行带来直接的和间接的影响和危害。例如，电气化铁路所产生的谐波和负序，冶炼负荷所产生的谐波和电压波动与闪变，这就对监测操作造成很多不确定性困扰，增加很多额外工作量。这就引导着现代工业的发展对提高供电的可靠性，改善电能质量提出了越来越高的要求，而且在现代企业中，由于变频调速驱动器、机器人、自动生产线、精密的加工工具、可编程控制器、计算机信息系统的日益广泛应用，也是对电能质量的控制提出了日益严格的要求，因为这些设备对电源的波动和各种干扰十分敏感，任何供电质量的恶化都将影响这些设备工作的正确性，对生产过程和产品质量造成危害。在电力系统发展严峻形势下，对于电力系统操作就要更加规范，倒逼相应的培训就要更加严谨，目前供电局新进入班组的作业人员由于对电能监测及电力电压发生器的操作尚未十分熟悉，如果直接让其到设备进行操作，容易因操作不当造成接线错误等，引发设备损坏、烧毁甚至造成严重的安全事故。同时每次进行数据监测均需要到达监测现场进行操作，无法给教学人员带来实时及时的教学方式。

1  研究目标

针对以上问题，本文拟研制一种培训用仿真电能质量及电流电压数据归集教学装置，通过用目前使用的电能质量在线监测系统及电流电压发生器的操作及数据进行高度仿真，与此同时将所有设备数据统一归集到装置系统中，无需操作人员到达现场也能随时在教学场地进行电能质量及电流电压发生器进行监测操作，最终以显示面板进行数据显示，达到监测工作与新人岗位培训的同步实现，有效解决因新人岗位培训不足造成的设备损坏等问题，同时能作为监测岗位教学培训的组成部分。

2  技术内容

2.1 结构设计

如下图1所示，本装置结构包括01-电能质量监测系统培训装置主体、02-模拟电源侧接线柱、03-电能质量监测系统侧接线柱、04-电能质量监测系统菜单选择按键、05-电能质量模拟信号调节旋钮、06-电能质量模拟信号通电开关指示灯、07-电能质量监测系统显示屏及08-教学系统分析显示屏。其中装置整体为开盖箱体结构，07-电能质量监测系统显示屏及08-教学系统分析显示屏设计在翻盖处，开盖后直接查看，其余部件系统均安装在01-电能质量监测系统培训装置主体中。

                        图1 装置结构图

2.2 主要原理

本文研发一款培训用仿真电能质量及电流电压数据归集教学装置，该装置用目前使用的电能质量在线监测系统及电流电压发生器的操作及数据进行高度仿真，同时将所有设备的数据统一归集到装置系统中，实现装置系统一体化建设目标。运行原理如下：教学系统电源—电能质量数字教学分析系统—电能质量监测显示系统—电能质量信号采集模块—电能质量监测系统接线培训板—电能质量信号模拟调节系统—电能质量监测教学模拟电源。

装置通过以上各个系统进行实时监测操作，其主要技术原理与技术指标包括：

（1）单回路型和多回路型的监测设计，能满足220V~500KV各电压等级及各种类型监测点电能质量监测的要求；

（2）显示面板设计能将检测到的数据通过显示面板显示供操作人员查看；

（3）系统能对相关电气量和非电气量的高密度进行实时监测，最后通过对电能数据的多方面分析评估出区域的电能质量状况；

整个装置高度仿真目前使用的电能在线监测系统，囊括所有复杂形势下的电力系统内容，配合相关设置按键及操作规范，一定程度上可以增加学员的操作熟练度。

3  技术效果

本研发装置具有单回路型和多回路型的监测，包括监测设备、主变线路、主站监控软件及主站服务器，内部系统包括教学系统电源、电能质量数字教学分析系统、电能质量监测显示系统、电能质量信号采集模块、电能质量监测系统接线培训板、电能质量信号模拟调节系统及电能质量监测教学模拟电源，能满足220V~500KV各电压等级及各种类型监测点电能质量监测的要求，适用于三相三线、三相四线和两CT等多种接线方式的场合使用模拟，其系统能对相关电气量和非电气量的高密度进行实时监测，最后通过对电能数据的多方面分析评估出区域的电能质量状况。装置配有一个显示面板，能将检测到的数据通过显示面板显示供操作人员查看，方便操作人员一次性了解电流电压的数据情况及操作情况。

           图2 装置效果图                 图3 装置面板图

本装置将成功应用将给予电能质量及电流电压监测人员的工作带来极大的便利，同时能提高操作的安全性，能一次性读取所有数据并进行有效分析，避免了因新人操作不熟悉造成的监测设备损坏及安全事故的发生，保障电力系统的正常运作，无需到达监测现场便能在教学现场进行监测操作，对新人岗位培训的教学工作开展有着重要的影响，在电力行业具有良好的应用前景。

4  结语

目前供电局新进入班组的作业人员对电能监测及电力电压发生器的操作不熟悉，易因操作不当造成接线错误，且每次进行数据监测均需要到达监测现场进行操作，无法给教学人员带来实时、适时的教学方式。针对以上问题，本设计的培训用仿真电能质量及电流电压数据归集教学装置，该装置用目前使用的电能质量在线监测系统及电流电压发生器的操作及数据进行高度仿真，同时将所有设备的数据统一归集到装置系统中，形成功能一体化装置，将给予电能质量及电流电压监测人员的工作带来极大的便利，同时能提高操作的安全性，能一次性读取所有数据并进行有效分析，避免了因新人操作不熟悉造成的监测设备损坏及安全事故的发生，保障电力系统的正常运作，无需到达监测现场便能在教学现场进行监测操作，对新人岗位培训的教学工作开展有着重要的影响，在电力行业具有良好的应用前景。

参考文献

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