同期并网实训系统

技术领域

本申请涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种同期并网实训系统。

背景技术

目前，在电力系统运行过程中，水力发电机组通常通过断路器与电力系统进行并列。这种将小系统通过断路器合并成大系统的操作称为同期操作。其中，同期是指断路器两侧电压大小相等、频率相等和相位相同。同期装置是用来判断断路器两侧是否达到同期条件，从而决定断路器能否合闸的专用装置，同时，同期装置可以在并网时进行相关的控制和监视操作。

由于同期装置是并网时的重要设备，为了确保同期装置性能合格，能够安全可靠的运行，确保同步运行的各种电气设备的正常工作，防止发生非同期并列，进行同期装置的校验是一个重要环节。因此，使电力专业人员掌握相关同期装置的校验技能也是非常必要的。

相关技术中，一般仅是由待培训的人员学习相关资料或是对实际的发电厂系统中的同期装置进行操作等方式进行同期装置的培训。然而，上述相关方案中仅通过学习资料的方式培训效果较差，而对发电厂中的实际同期装置进行操作的方式容易影响发电机组的正常运行。因此，如何研制一种专用于培训的同期并网实训系统，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于身份信息识别的水电站入侵报警系统，该系统能够在确保试验安全性的基础上，提高待培训人员的同期装置校验技能、对同期回路的熟悉程度以及故障处理能力。

本申请的第二个目的在于提出一种电子设备。

为达上述目的，本申请的第一方面在于提出一种同期并网实训系统，该系统包括：继电保护测试仪和同期并网实训平台,所述实训平台包括：两个同步表、两个同期装置、多个指示灯、多个继电器和多个操作装置，其中，

所述继电保护测试仪与所述实训平台相连，所述继电保护测试仪用于调整向所述实训平台输入的电压参数，并向所述实训平台输入系统侧电压和机组侧电压；

所述多个操作装置包括多个切换把手，所述多个切换把手用于将所述系统侧电压和所述机组侧电压导入所述两个同步表和所述两个同期装置，并启动所述两个同期装置；

所述两个同期装置为不同类型，每个所述同期装置对应一个所述同步表，每个所述同期装置，用于对两侧电压进行调整操作，并在与对应的同步表共同判断出所述两侧电压满足同期条件时，输出合闸指令；

所述多个继电器，用于执行相应动作以响应对所述两个同期装置的操作和所述合闸指令，所述多个指示灯，用于结合所述多个继电器的动作，显示所述两个同期装置的运行状态和同期装置合闸结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述实训平台设置在控制屏柜的内部，所述继电保护测试仪上的所述系统侧电压和所述机组侧电压输入至所述控制屏柜的电压端子，所述继电保护测试仪，具体用于：设定向所述实训平台输入的电压的幅值和频率的变化范围。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述同期装置，具体用于：输出增速信号、减速信号、升压信号和降压信号，其中，所述增速信号和所述减速信号用于对所述两侧电压进行频率调节，所述升压信号和降压信号用于对所述两侧电压进行电压幅值调节。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述多个继电器，包括：两组继电器，每组继电器包括第一继电器至第四继电器，其中，第一继电器，用于响应向同期装置投同期电压；第二继电器，用于响应启动同期装置；第三继电器，用于响应监视同期装置的电源；第四继电器，用于响应同期装置输出的合闸指令。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述多个指示灯，包括：第一指示灯至第十四指示灯，其中，第一指示灯，用于显示同期装置的增速状态；第二指示灯，用于显示同期装置的减速状态；第三指示灯，用于显示同期装置的升压状态；第四指示灯，用于显示同期装置的降压状态；第八指示灯，用于显示第一同期装置同期失败；第九指示灯，用于显示所述第一同期装置故障；第十指示灯，用于显示第二同期装置告警；第十一指示灯，用于显示第一同步表报警；第十二指示灯，用于显示第二同步表报警；第十三指示灯和第十四指示灯为备用指示灯。

可选地，在本申请的一个实施例中，第五指示灯与第一组继电器中的第三继电器相连，所述第五指示灯用于显示第一同期装置的电源监视状态；第六指示灯与第二组继电器中的第三继电器相连，所述第六指示灯用于显示第二同期装置的电源监视状态；所述两组继电器中的第四继电器并联后与第七指示灯相连，所述第七指示灯用于显示同期装置合闸结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，每个所述同期装置合闸出口节点与对应的同步表的合闸出口节点串联后连接至指示灯回路，并通过对应的指示灯显示合闸是否成功。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述多个操作装置，还包括：多个按钮，每个所述按钮用于切断对应的合闸保持回路。

可选地，在本申请的一个实施例中，该系统还包括：显示屏，所述显示屏用于：以文字形式显示同期装置合闸结果，并在同期失败的情况下，显示同期失败的原因。

为达上述目的，本申请第二方面还提出了一种电子设备，包括上述第一方面中任一项所述的同期并网实训系统。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请的同期并网实训系统，通过搭载的多个同期装置、同期表和其他相关设备，能够模拟同期装置在并实际网过程中需要执行的各种操作，待培训人员可在实训平台上对同期装置进行各种操作，以实现同期装置校验功能。从而，本申请的同期并网实训系统，操作便捷，能够显著提高待培训人员的实操能力及动手能力，提高待培训人员的同期装置校验技能、对同期回路的熟悉程度以及故障处理能力。并且，通过本申请的同期并网实训系统，能够避免在实际运行设备上进行试验，提高培训过程中人员和设备的安全性，避免培训影响发电机组的正常运行。并且，本申请的同期并网实训系统结构简单，生产和运行成本较低，便于应用在各种场景下。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提出的一种同期并网实训系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提出的一种实训平台的界面示意图；

图3为本申请实施例提出的一种实训平台指示灯回路的结构示意图；

图4为本申请实施例提出的一种第一同期装置的同期监控回路的结构示意图；

图5为本申请实施例提出的一种第二同期装置的同期监控回路的结构示意图；

图6为本申请实施例提出的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图详细描述本申请实施例所提出的一种同期并网实训系统和电子设备。

图1为本申请实施例提出的一种同期并网实训系统的结构示意图，如图1所示，该系统，包括：继电保护测试仪10和同期并网实训平台20，同期并网实训平台20(在本申请中可简称为实训平台)又包括：两个同步表21、两个同期装置22、多个指示灯23、多个继电器24和多个操作装置25。

其中，继电保护测试仪10与实训平台20相连，以向同期并网实训平台20输入电压。同期并网实训平台20中的指示灯、继电器和操作装置的数量可以根据该系统需要实现的培训功能和系统成本等实际因素进行调整，本申请对此不做限制。

其中，继电保护测试仪10用于调整向实训平台20输入的电压参数，并向实训平台输20入系统侧电压和机组侧电压。

具体的，继电保护测试仪10用于向实训平台20输入交流电压，并且是将参数调整后的电压输入至实训平台20，输入的电压可以包括使实训平台20上电工作的电压以及同期过程中运算涉及的电压。在本申请一个实施例中，可以将实训平台20设置在控制屏柜的内部，继电保护测试仪10上的系统侧电压和机组侧电压输入至控制屏柜的电压端子，继电保护测试仪10，具体用于：设定向实训平台输入的电压的幅值和频率的变化范围。

具体而言，在本实施例中，选用相应型号的继电保护测试仪，对于实训平台20而言，继电保护测试仪10为外接试验仪器，用于向实训平台输入交流电压。在继电保护测试仪10中通过相关功能选项，可以调整向实训平台电20输入的电压参数，使电压大小和频率在各自预先设定范围内变化，从而能够为后续的同期提供基础条件并保证培训的安全性。

具体实施时，先将实训平台搭建在一个控制屏柜内部，然后将继电保护测试仪10输出的同期过程中需要使用系统电压与机组电压接至控制屏柜后的端子排中相应的电压端子上。

该系统的同期方式采取自动准同期方式，准同期即对合闸相角进行预测，对被同期对象的电压、频率进行变参数调节。本申请通过采用自动准同期的同期方式，可以提高同期精度和并网速度，有利于培训的实行。

同期并网实训平台20中的多个操作装置25可以为不同类型的多个装置，其中包括多个切换把手，多个切换把手用于将接收到的系统侧电压和机组侧电压导入两个同步表21和两个同期装置22，并启动两个同期装置22。

两个同期装置22为不同类型的同期装置，每个同期装置对应一个同步表21，每个同期装置22，用于对两侧电压进行调整操作，并在与对应的同步表21共同判断出两侧电压满足同期条件时，输出合闸指令。

其中，两侧电压即投入的系统侧电压和机组侧电压。

多个继电器24，用于执行相应动作以响应对两个同期装置21的操作和合闸指令，多个指示灯23，用于结合多个继电器24的动作，显示两个同期装置22的运行状态和同期装置合闸结果。

具体的，在本申请的同期并网实训平台20中实现了两套同期装置的冗余配置，两个同期装置22为不同的类型和型号，比如，如图2所示，两个同期装置22的型号分别为SYN3000同期装置和SJ-12D同期装置，并分别搭配一套微机式同步表21，该平台中设置多个同期切换把手，培训人员可通过操作切换把手对同期装置进行操作，以实现同期装置校验功能。

下面结合图2所示的一个具体实施例，对本申请的同期并网实训平台20进行详细说明。在本实施例中，通过各个切换把手(图2中所示的1QK1和2QK1)投同期电压1和投同期电压2，即将系统侧电压及机组侧电压导入两个同期装置22及各自对应的同步表21内，再通过图2中所示的1QK2和2QK2切换把手启动两个同期装置22。

进一步的，同期装置22，具体用于：输出增速信号、减速信号、升压信号和降压信号，其中，增速信号和减速信号用于对两侧电压进行频率调节，升压信号和降压信号用于对两侧电压进行电压幅值调节。

具体而言，第一同期装置1(SJ-12D)和第二同期装置2(SYN3000)将机组侧电压与系统侧电压作比较，开出增速、减速、升压和降压信号，其中，增速、减速是指同期装置能够开出调节频率命令，使同期两侧频率满足同期合闸条件，升压、降压是指调整同期电压幅值。进而，当两侧电压在同期允许范围内时，开出合闸命令，合上断路器，实现水电机组与系统并列。

继续参照图2所示的示例，在本实施例中，多个继电器，包括：两组继电器(即图2中所示的上下两行继电器，第一组继电器用于第一同期装置1，第二组继电器用于第二同期装置2)，每组继电器包括第一继电器至第四继电器。

其中，第一继电器(即图2中的K11和K21)，用于响应向同期装置投同期电压；第二继电器(即图2中的K12和K22)，用于响应启动同期装置；第三继电器(即图2中的K13和K23)，用于响应监视同期装置的电源；第四继电器(即图2中的K14和K24)，用于响应同期装置输出的合闸指令。

继续参照图2所示的示例，在本实施例中，多个指示灯，包括：第一指示灯至第十四指示灯。其中，第一指示灯(1LD)，用于显示同期装置的增速状态；第二指示灯(2LD)，用于显示同期装置的减速状态；第三指示灯(3LD)，用于显示同期装置的升压状态；第四指示灯(4LD)，用于显示同期装置的降压状态；第五指示灯(5LD)与第一组继电器中的第三继电器(K13)相连，第五指示灯(5LD)用于显示第一同期装置1的电源监视状态；第六指示灯(6LD)与第二组继电器中的第三继电器(K23)相连，第六指示灯(6LD)用于显示第二同期装置2的电源监视状态；两组继电器中的第四继电器(即K14和K24)并联后与第七指示灯相连(7LD)，第七指示灯(7LD)用于显示同期装置合闸结果；第八指示灯(1HD)，用于显示第一同期装置1同期失败；第九指示灯(2HD)，用于显示第一同期装置1故障；第十指示灯(3HD)，用于显示第二同期装置2告警；第十一指示灯(4HD)，用于显示第一同步表报警；第十二指示灯(5HD)，用于显示第二同步表报警；第十三指示灯(6HD)和第十四指示灯(7HD)为备用指示灯。

下面对本实施例中的同期并网实训平台20中的各个组件及其实现的功能进行详细说明。

在本实施例中，预先构建了指示灯回路，通过指示灯回路中的各个指示灯的点亮和熄灭，分别对应显示上述两个同期装置的运行状态和同期装置合闸结果。图3为本申请实施例提出的一种实训平台指示灯回路的结构示意图，如图3所示，上述实施例中的第一指示灯至第十四指示灯，分别与第一同期装置1(SJ-12D)、第二同期装置2(SYN3000)、第一同步表3(TBB1)和第二同步表4(TBB2)中对应的引脚相连后，接入回路。在本指示灯回路中的X4-1至X4-15，以及X1-16等，表示的是上述控制屏柜内的端子排，且图中注明了与指示灯回路相连的各同期装置和同步表中的引脚号。

由图3可知，第一同期装置1(SJ-12D)和第二同期装置2(SYN3000)的增速、减速、升压、降压、故障、报警和电源消失等运行状态，以及合闸指示通过等同期装置合闸结果，均具有对应的一个指示灯来反馈装置的状态。

进一步的，由图3和上述实施例的描述可知，某些指示灯还与对应的继电器相连，在相关的某些继电器执行相应动作以响应对两个同期装置的操作和合闸指令后，相应的指示灯根据继电器的动作显示操作结果。

为了便于理解本申请的同期监控和显示操作结果的实现过程，下面对继电器所在回路进行详细说明。

在本申请一个实施例中，图4为本申请实施例提出的一种第一同期装置的同期监控回路的结构示意图，图5为本申请实施例提出的一种第二同期装置的同期监控回路的结构示意图。由图4和图5可知，本申请实施例通过设置相应的继电器，可以反馈向第一同期装置1和第二同期装置2投两侧同期电压、启动第一同期装置1和第二同期装置2以及对第一同期装置1和第二同期装置2的电源监视等对两个同期装置的操作，以及合闸出口命令。

需要说明的是，图4和图5中的X2-1以及X3-1等表示的是上述控制屏柜内不同的端子排，由于本申请的同期装置具有投入装置电源、输入启动信号、输入同期电压、开出增减速和升降压信号以及输出同期合闸指令等多种功能，因此需要将同一设备连接在不同功能回路中的不同端子排上，以对应实现不同的作用。图4和图5中继电器符号中带有角标1和10的，表示的是继电器的线圈，角标为其他数字的表示的是继电器接点。

由图4和图5可以看出，在本实施例中每个同期装置合闸出口节点与对应的同步表的合闸出口节点串联后连接至指示灯回路，并通过对应的指示灯显示合闸是否成功。举例而言，在图3中，合闸回路通过同期装置合闸出口节点(即K14所连接的接点)与同步表合闸出口节点(即图3中所示的第一同步表TBB1的闭锁节点1#TBB，由JK1-7和JK1-6构成)串联接至指示灯回路，用于监视合闸是否成功。第二同期装置同理。

可以理解的是，在本申请实施例中，与第一同期装置1对应的第一同步表3，以及与第二同期装置2对应的第二同步表4，作为微机式的同步检查继电器，其作用与同期装置类似，也是起到同期条件判断的功能，本申请将同步表与同期装置配合使用，能够防止同期装置因为异常误开出造成非同期。即通过同期装置合闸出口节点与同步表合闸出口节点串联，当二者共同判断出符合同期条件时进行合闸，通过双重保险可以进一步提高培训试验的安全性。

继续参照图4和图5可知，当合闸回路接通后，继电器K14和继电器K24动作，这两个继电器开接点闭合，通过回路自保持使继电器一直得电，进而对应的合闸指示灯一直保持点亮。而为了便于进行下一轮的同期操作，在本申请一个实施例中，上述的多个操作装置25，还包括：多个按钮，每个按钮用于切断对应的合闸保持回路。比如，如图2所示，按钮SB1用于切断第一同期装置1的合闸保持回路，按钮SB2用于切断第二同期装置2的合闸保持回路。

在本申请一个实施例中，同期并网实训平台20中还包括显示屏，该显示屏用于：以文字形式显示同期装置合闸结果，并在同期失败的情况下，显示同期失败的原因。具体而言，如果同期成功，显示屏上会显示“合闸成功”信息。如果同期失败，相应地显示屏上会详细显示同期失败的原因。具体实施时，当控制设备读取到同期合闸出口节点导通时，第七指示灯亮起时，控制显示屏上显示“合闸成功”信息。在同期失败时，读取各个继电器的动作状态和回路中各节点的状态，获取相应的监视结果，确定未达到预期的相关节点进而分析失败原因，并控制显示屏显示失败原因，比如，“合闸失败，第一同期装置1未成功启动”，或者“合闸失败，第一同期装置1无法通过调整操作开出合闸指令”等。

由此，本申请实施例在同期失败时，装置的同期失败继电器会动作，故障指示灯也随即点亮，同时显示屏也显示失败原因，便于培训人员及时获知操作结果并了解导致失败的原因。

综上所述，本申请实施例的同期并网实训系统，通过搭载的多个同期装置、同期表和其他相关设备，能够模拟同期装置在并实际网过程中需要执行的各种操作，待培训人员可在实训平台上对同期装置进行各种操作，以实现同期装置校验功能。从而，该同期并网实训系统，操作便捷，能够显著提高待培训人员的实操能力及动手能力，提高待培训人员的同期装置校验技能、对同期回路的熟悉程度以及故障处理能力。并且，通过该同期并网实训系统，能够避免在实际运行设备上进行试验，提高培训过程中人员和设备的安全性，避免培训影响发电机组的正常运行。并且，该同期并网实训系统结构简单，生产和运行成本较低，便于应用在各种场景下。

为了实现上述实施例，本申请还提出了一种电子设备，图6为本申请实施例提出的一种电子设备的结构示意图。如图6所示，该电子设备100包括如上述实施例中任一所述的同期并网实训系统200。

具体而言，在本申请一个实施例中，该电子设备100可以是发电站中预先设置的为经验较少的员工进行同期装置校验技能培训的电气设备，在该电子设备100中预先搭载了上述实施例中所述的同期并网实训系统200。比如，该电子设备100的壳体内包括继电保护测试仪和设置在控制屏柜内的同期并网实训平台，继电保护测试仪与同期并网实训平台的控制屏柜后的端子排相连。

可以理解的是，由于本申请实施例的电子设备搭载了上述同期并网实训系统，从而可以在确保试验安全性的基础上，提高待培训人员的同期装置校验技能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。