供配电系统二次回路实训装置的研制

笔者所在学校电气自动化专业毕业生有相当一部分从事供配电系统的安装、检修、维护、运行等工作。这就要求学生要具备供配电系统的运行与管理能力，继电保护系统的运行与维护能力，工厂变配电系统的设计安装与维护能力。

供配电课程内容抽象，理论性强，实习设备少，学生从心理上对这门课产生了恐惧心理。历届学生都存在在校时不感兴趣，毕业后才发现这门课很实用、很重要的情况。

如何把枯燥抽象的理论具体化，让学生能充分掌握供配电系统工作原理，并能掌握整个系统的操作和调试方法呢？购买成套的供配电实训装置价格昂贵，不可能购买几十套供学生进行安装调试。作者在充分理解教学大纲的基础上，结合多年教学经验和工厂供配电实践经验，精心研究反复验证，将供配电系统中常用的二次回路研制成简单经济、操作性和实用性强、具有行业推广价值的实训装置。

一、实训装置的研制过程

整个研制过程经历了三个阶段。

第一阶段：元器件选型。合分闸控制开关、过流继电器、电压继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器，全部采用实际继电保护回路采用的型号。

第二阶段：部分元器件的替代。断路器的合闸和跳闸线圈是整个回路的负载，我们用直流继电器进行替代，断路器的合分闸动作可以通过观察继电器的动作来模拟。断路器的辅助触头用行程开关来代替，断路器的合分闸状态可以用手动行程开关来模拟。

第三阶段：将元件组合在一张控制板上，模拟供配电系统控制保护屏的接线方法进行安装。

二、本套实训装置的组成

本套实训装置包括高压断路器控制和保护回路实训装置、供电线路自动重合闸装置备用电源自动投入装置和测试实验装置。测试实验装置为公共部分，与以上高压断路器控制和保护回路实训装置、供电线路自动重合闸装置备用电源自动投入装置配合使用。

1.高压断路器控制和保护回路实训装置

在高压开关设备中，高压断路器是一种最复杂、最重要的设备。在变配电所里少则几台多则几十台，掌握断路器的控制和保护原理是高压运行、检修、安装工必备的能力。

（1）功能。该装置可以模拟高压断路器控制保护回路的整个工作过程：

①断路器手动合闸过程模拟；

②断路器自动合闸过程模拟；

③断路器手动跳闸过程模拟；

④由于继电保护动作的自动跳闸过程；

⑤断路器与控制开关“不对应”关系的闪光模拟。

（2）主要元件见表1。

①测量仪器仪表使用；

②继电保护的原理；

③电流继电器保护装置、电压继电器的应用和动作参数的意义；

④欠电压保护的原理；

⑤断路器常用的控制保护器件的结构、原理。

（4）技能点。

①二次电路校验的操作方法和要求；

②电流继电器、电压继电器定值的调整；

③合理接线、布线的能力；

④按图施工的技能；

⑤电气施工组织管理；

⑥安全用电。

2.供电线路自动重合闸装置

电力系统的故障大多是暂时性短路，例如雷击闪电或导线因风吹而接触等，这些故障点导致电网暂时失去绝缘性能，引起断路器跳闸。此时若使断路器重新合闸，便可立即恢复供电。从而大大提高供电可靠性。

（1）功能：本装置可以模拟电力系统故障时的情况，可以进行供电线路的自动重合闸。

（2）主要元件见表2。

表2

名称型号规格数量

中间继电器DZY-2011

中间继电器DZK-211 1

信号继电器DX-31B 1

重合闸继电器DCH-1220V1

行程开关3SE3 LXP1 1

合分闸线圈MK2p-I2

按钮开关（绿）LA19 1

万能装换开关LW2-Z1a46a402020/F81

电阻20W 1KJ1

组合开关H210-10/3I1

（3） 知识点。

①测量仪器仪表使用；

②继电保护的原理、要求；

③重合闸继电器的结构、工作原理、应用和动作参数；

④三相一次重合闸装置的原理。

（4）技能点。

①二次电路校验的操作方法和要求；

②重合闸继电器的调整；

③合理接线、布线工艺、技巧；

④电气施工组织管理；

⑤按图施工的技能；

⑥电流继电器保护装置、电压继电器、时间继电器的应用和动作参数调整。

3.备用电源自动投入装置

在具有双回电源供电的变配电所中，电源进线可分为工作电源进线和备用电源进线。备用电源自动投入装置的作用是当正常供电电源因供电线路故障和电源本身发生事故而停电时，能自动而迅速地将备用电源投入工作，或是将负载自动切换至备用电源，使供电不致中断，大大提高供电的可靠性，在工厂企业供电系统中广泛应用。

（1）功能。本装置可以模拟当正常供电电源因供电线路故障和电源本身发生事故而停电时，能自动而迅速地将备用电源投入工作。

（2）主要元件见表3。

表3

名称型号规格数量

电流继电器DL-3210A2

信号继电器DX-31A 0.025A4

电压继电器DY-36~100V4

时间继电器DS-31C2

中间继电器DZB-278220V 6

万能转换开关LW2-Z1a46a402020/F81

行程开关LXW3 7

组合开关H210-10/3I1

（3）知识点。

①测量仪器仪表使用；

②继电保护的原理和要求；

③变配电系统的运行技术要求；

④供电系统运行方式；

⑤直流操作的母线分段断路器备用电源自动投入装置的原理。

（4）技能点。

①二次电路校验的操作方法和要求；

②重合闸继电器的调整；

③合理接线和布线的工艺、技巧；

④电气施工组织管理；

⑤按图施工的技能。

4.测试实验装置

（1）功能。

①提供配电系统二次回路直流操作电源；

②提供电流互感器二次回路交流电流；

③提供电压互感器二次侧电压；

④提供闪光电源；

⑤提供部分指令的输入控制；

⑥提供部分信号指示及报警等功能。

（2）主要元件见表4。

三、使用效果

该实训装置研制成功后，收到了良好的教学效果，学生可以将所学理论知识，通过亲手安装、调试观察整个回路的工作过程，巩固了理论知识，提高了学生动手实践的能力。老师也不用满堂灌地进行理论教学，可以实现一体化的教学模式。本装置成为供配电课程的主要实训装置。

同时我单位承接为中山市培训供配电高级电工、技师的培训工作。这些培训学员主要来自供配电和电气安装等行业。高压电气设备运行与检修、继电保护设备安装调试与整定是他们的主要工作。本套实训装置被确定为中山市电工技师技能培训考核装置，并入选广东省职业技能鉴定电工技师技能考核题库。从2006开始正式投入使用至今，本装置一直作为中山市电工高级、技师技能培训培训、鉴定考核设备使用，效果良好，先后培养电工技师约1800人。所培训技师大都已成为企业骨干，受到用人单位好评。

本实训装置在同类型的职业教育和培训机构领域具有很好的推广价值。

（作者单位：广东省中山市技师学院）