一种电力模拟运行系统的制作方法

1.本实用新型属于电气设备领域，涉及用于专业技术培训或技术技能考核的电力模拟运行系统。


背景技术：

2.电力系统具有长期连续运行的工作特点，因此电气设备一旦投入运行，就很少有机会停下来，而在运行中的电气设备是不允许运行人员和工程技术人员随意操作，因此不具备采用实际运行设备培训考核的条件。所以电气人员的技术和技能培训多数以理论学习和纸上谈兵的反事故演习等形式进行，这些形式的培训没有真实的操作环境，完全靠受训人员的理解和想象，因而显得抽象、不好理解，致使培训效果不好，电气专业人员的整体专业能力不高。
3.具体而言，电力系统一次回路(也称一次系统、一次部分、主回路、主电路)是构成电网的主体，是直接生产、输送、分配和消费电能的设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电力电缆、输电线路和用电设备等。
4.电力系统二次回路(也称二次系统或二次部分)是指为保证电力系统一次回路正常工作而设置的除电力系统一次回路以外的所有电气回路，主要包括：控制回路、保护回路、测量回路、信号回路、自动装置、电源系统以及综合自动化监控系统(scada系统)。
5.现有电力系统培训和考核主要有四种方式。但这些培训模式及培训考核装置存在较多的问题。
6.现有的第一种电力系统培训和考核方式是采用计算机软件实现的纯数字仿真。此方式以电网的仿真数学模型为核心，对变电站的倒闸操作、事故处理等过程进行仿真，可以模拟仿真较复杂的电网倒闸操作和事故发生过程，但通过计算机画面进行的倒闸操作等培训，在操作环境的真实性和细节仿真上具有较大的不足，不适合技能人员的培训和安全技能考核。
7.现有的第二种电力系统培训和考核方式是采用继电保护测试仪作为信号源的纯物理仿真。此方式虽然可以仿真出电网正常运行下的信号，但其信号的输出是孤立的、单向的，由于它没有电网的仿真模型，所以不能反映一次回路的电压和电流等电参数的实时动态变化特性，仿真的系统性不足。
8.现有的第三种电力系统培训和考核方式是变电站数字物理混合仿真。此方式同样以电网的仿真数学模型为核心，通过电压、电流的功率放大器模拟一次回路电参数，形成一个仿真系统，它可以实时反映一次回路的电压和电流信号的动态特性，但在仿真操作功能和环境的真实性以及系统的完整性上具有较大的不足，且由于功率放大器的造价较高，限制了仿真系统的规模。
9.现有的第四种电力系统培训和考核方式是真实高压电气设备搭建一次回路。采用此设备培训，如不通入高电源，则系统所有电参数无法显示，培训只能停留在设备的简单操作上，培训内容单一，效果差；如果通入高压电源，则会有很好的培训效果，但存在极高的安
全风险。此设备还存在设备造价高、场地要求高等不足。
10.因此，需要更真实、更专业的培训装置来改变这种培训和考核的现状。


技术实现要素：

11.本实用新型提供了一种电力模拟运行系统，能够实时仿真电力系统一次回路的运行参数，安全性好、系统性强、操作特性好。
12.本实用新型提供的电力模拟运行系统，所述电力模拟运行系统包括电力系统一次回路的仿真物理模型和电力系统二次回路，所述电力系统二次回路与所述电力系统一次的回路仿真物理模型相连，并对所述电力系统一次回路的仿真物理模型进行数据采集和监控；所述电力模拟运行系统一次回路的仿真物理模型包括用于模拟所述电力模拟运行系统一次回路中负载的仿真负载、用于仿真所述电力模拟运行系统一次回路中高电压等级的电源、电力变压器、移开式(高低压)断路器、电流互感器以及电压互感器的低电压等级的仿真电源、仿真变压器、仿真移开式(高低压)断路器、仿真电流互感器以及仿真电压互感器，所述仿真电源、仿真变压器、仿真移开式(高低压)断路器、仿真电流互感器以及仿真电压互感器的连接方式与所述电力模拟运行系统一次回路中高压等级的电源、电力变压器、移开式(高低压)断路器、电流互感器以及电压互感器的连接方式一样，以模拟所述电力模拟运行系统一次回路运行过程中的各种实时电气参数。
13.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真变压器，所述仿真变压器一次侧电压和二次侧电压之比为以下各种比值中的至少一种：
14.小于或等于20：1；小于或等于10：1；小于或等于5：1；小于或等于2：1；以及等于1：1。
15.进一步地，所述仿真变压器一次侧电压和所述二次侧电压为34v。
16.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电源，所述仿真电源是中性点直接接地的低压电源。
17.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真移开式(高低压) 断路器，所述仿真移开式(高低压)断路器是利用电磁保持继电器和接触器设计的控制电路来实现对实际断路器的位置(工作位、试验位、检修位)、合分闸状态(合闸位和分闸位)以及合分闸操作功能的模拟仿真。
18.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电流互感器，所述仿真电流互感器一次侧电流与二次侧电流之比为以下各种比值中的至少一种：
19.小于或等于50：1；小于或等于20：1；小于或等于10：1；小于或等于5：1；小于或等于2：1；以及等于1：1。
20.进一步地，所述仿真电流互感器一次侧额定电流为以下各种值中的至少一种：小于或等于100a；小于或等于50a；小于或等于20a；小于或等于10a。
21.所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电压互感器，所述仿真电压互感器一次侧电压与二次侧电压之比为以下各种比值中的至少一种：
22.小于或等于1：1；小于或等于0.5：1；等于34：100。
23.进一步地，所述仿真物理电压互感器一次侧额定电压为以下各种值中的至少一种：
24.小于或等于100v；小于或等于50v；等于34v。
25.进一步地，所述仿真负载用于模拟所述电力系统一次回路的阻抗，从而模拟电力系统一次回路中的负载电流。
26.进一步地，所述电力系统二次回路包括控制回路、保护回路、测量回路、信号回路、自动装置、电源系统以及综合自动化监控系统，所述电力系统二次回路与所述电力系统一次回路仿真物理模型连接在一起，对所述电力系统一次回路仿真物理模型进行数据采集和监控。
27.根据本实用新型的另一方面，提供一种适用于电力模拟运行系统的控制方法，其特征在于，所述电力模拟运行系统包括电力系统一次回路的仿真物理模型和电力系统二次回路；所述电力模拟运行系统一次回路的仿真物理模型包括用于模拟所述电力模拟运行系统一次回路中负载的仿真负载、用于仿真所述电力模拟运行系统一次回路中高电压等级的电源、电力变压器、电流互感器以及电压互感器的低压等级的仿真电源、仿真变压器、仿真电流互感器以及仿真电压互感器
28.将所述电力系统二次回路与所述电力系统一次的回路仿真物理模型相连，并对所述电力系统一次回路的仿真物理模型进行数据采集和监控；
29.使用与所述电力模拟运行系统一次回路中高电压等级的电源、电力变压器、电流互感器以及电压互感器的连接方式相同的方式来设置所述仿真电源、仿真变压器、仿真电流互感器以及仿真电压互感器的连接方式，以模拟所述电力模拟运行系统一次回路运行过程中的各种实时电气参数。
30.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真变压器，所述仿真变压器一次侧电压和二次侧电压之比为以下各种比值中的至少一种：
31.小于或等于20：1；小于或等于10：1；小于或等于5：1；小于或等于2：1；以及等于1：1。
32.进一步地，所述仿真变压器一次侧电压和所述二次侧电压为34v。
33.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电源，所述仿真电源是中性点直接接地的低压电源。
34.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真移开式(高低压) 断路器，所述仿真移开式(高低压)断路器是利用电磁保持继电器和接触器设计的控制电路来实现对实际断路器的位置(工作位、试验位、检修位)、合分闸状态(合闸位和分闸位)以及合分闸操作功能的模拟仿真。
35.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电流互感器，所述仿真电流互感器一次侧电流与二次侧电流之比为以下各种比值中的至少一种：
36.小于或等于50：1；小于或等于20：1；小于或等于10：1；小于或等于5：1；小于或等于2：1；以及等于1：1
37.进一步地，所述仿真电流互感器一次侧额定电流为以下各种值中的至少一种：小于或等于100a；小于或等于50a；小于或等于20a；小于或等于10a。
38.进一步地，所述电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电压互感器，所述仿真电压互感器一次侧电压与二次侧电压之比为以下各种比值中的至少一种：
39.小于或等于1：1；小于或等于0.5：1；等于34：100。
40.进一步地，所述仿真物理电压互感器一次侧额定电压为以下各种值中的至少一种：
41.小于或等于100v；小于或等于50v；等于34v。
42.进一步地，所述仿真负载用于模拟所述电力系统一次回路的阻抗，从而模拟电力系统一次回路中的负载电流。
43.进一步地，所述电力系统二次回路包括控制回路、保护回路、测量回路、信号回路、自动装置、电源系统以及综合自动化监控系统，所述电力系统二次回路与所述电力系统一次回路仿真物理模型连接在一起，对所述电力系统一次回路仿真物理模型进行数据采集和监控。
44.本实用新型电力模拟运行系统通过电力系统一次回路仿真物理模型与电力系统二次回路连接，形成可运行的完整系统，因此解决了系统仿真的问题；上述电力系统一次回路仿真物理模型可通电实际运行，因此解决了电力系统一次回路实时参数仿真的问题；上述电力系统一次回路仿真物理模型采用低压电源，因此解决了电力系统一次回路采用高电压电源运行的安全风险问题，由此能够实时仿真电力系统一次回路的运行参数，安全性好、系统性强、操作特性好。
附图说明
45.图1是本实用新型实施例提供的一种电力系统的一次回路的模拟仿真物理模型示意图。
46.图2是本实用新型实施例提供的一种模拟仿真物理电源及实际电源对比图。
47.图3是本实用新型实施例提供的实际的10kv配电系统一次回路示意图。
48.图4是本实用新型实施例提供的“10kv配电系统一次回路仿真物理模型”示意图。
49.图5是本实用新型实施例提供的电压信号与二次回路标准接口结构示意图。
50.图6是本实用新型实施例提供的电流信号与二次回路标准接口结构示意图。
51.图7是本实用新型实施例提供的移开式断路器内部仿真控制电路图。
52.图8是本实用新型实施例提供的移开式断路器二次控制电路图。
53.图9是本实用新型实施例提供的移开式断路器一次主回路控制电路图。
54.图10是本实用新型实施例提供的适用于电力模拟运行系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
55.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。
56.本实用新型各实施例对于电力系统一次回路仿真物理模型是指采用低压动力电源，通过仿真的电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电力电缆和输电线路等设计搭建的物理电路，能够模拟电力系统一次回路运行过程中的各种实时参数(电流、电压、频率、功率、相位等)。
57.图1展示了本实用新型实施例提供的一种电力系统一次回路仿真物理模型。如附图1所示，按照实际电力系统一次回路的连接方式，将各种仿真物理设备连接成一个整体
(即电力系统一次回路仿真物理模型)，所述各种仿真物理设备主要包括：电源、断路器、隔离开关或隔离手车、电流互感器、电压互感器、变压器以及负载等。所述电力系统一次回路仿真物理模型通入三相电源后，其内部电流和电压等参数的变化规律符合欧姆定律等电学基本定律，可以认为是一个真实运行的低电压、小电流、小容量的实际电路，之所以称之为电力系统一次回路仿真物理模型，是相对于电力系统一次回路的高电压、大电流、大容量而言，除量值上的区别外，其它电气参数的变化特性基本一致。这就是用电力系统一次回路仿真物理模型仿真电力系统一次回路运行特性的原理。
58.图1中附图标记1为仿真物理(零序)电流互感器，可根据一次回路设计要求，确定设备参数；2为带电显示器，可采用实际设备；3为仿真物理电压互感器，可根据一次回路设计要求，确定设备参数；4为熔断器，可采用实际设备； 5为隔离手车，可采用实际设备；6为仿真物理高压移开式断路器，可根据一次回路设计要求，确定设备参数；7为仿真物理电流互感器，可根据一次回路设计要求，确定设备参数；8为避雷器，可采用实际设备；9为接地刀闸，可采用实际设备；10为线路，可采用实际设备；11为仿真物理变压器，可根据一次回路设计要求，确定设备参数；12为仿真物理低压移开式断路器，可根据一次回路设计要求，确定设备参数；13为仿真物理电源，可根据一次回路设计要求，计算容量；14为母线，可采用实际设备；15为仿真物理负载，可根据一次回路设计要求，确定设备参数。
59.继续如图1所示，采用仿真物理电源13、母线14、仿真物理负载15及1至12 等真实的仿真物理设备(可以理解的是，这些仿真物理设备是真实的物理设备，只是与被仿真的设备的参数规格不一样)按照电力系统设计要求搭建成电力系统一次回路，即为电力系统一次回路仿真物理模型，该模型具备模拟真实电力系统一次回路的运行状态(包括输电、变电、配电和用电)，在经过标准的接口同真实的电力系统二次回路相连接，组成完整的电力系统培训考核装置，实时模拟电力系统一次回路设备的外部操作特性和电力系统的各种电气特性，即可对电力系统运行的全过程、全系统进行模拟仿真。
60.本实用新型的实施例提供的上述电力系统一次回路仿真物理模型是一个可运行的完整系统，因此解决了系统仿真的问题(即背景技术中第二种方式存在的问题)。上述电力系统一次回路仿真物理模型可通电实际运行，因此解决了电力系统一次回路实时参数仿真的问题(即背景技术第四种方式存在的问题)。上述电力系统一次回路仿真物理模型采用低压电源，因此解决了电力系统一次回路采用高电压电源运行的安全风险问题(即现有第四种方式存在的问题)。
61.本实用新型的实施例还提供一种仿真物理电源。这种仿真(物理)电源的一种形式如附图2所示。在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有：不接地、经阻抗接地和直接接地三种运行方式，不同的电源中性点接地方式，其系统的运行方式、保护配置、故障类型等都存在较大差异。本实用新型实施例提供的电力系统一次回路仿真物理模型采用的电源是中性点直接接地的低压电源，因此需要将这一电源转换成所仿真系统的电源中性点接地方式。如：10kv配电系统的电源通常通过接线组别为yd11的110kv/10kv两卷变压器取得，其10kv系统中性点是经小电阻接地的运行方式，由于变压器10kv 侧没有中性点引出，所以必须在系统中增加接地变压器来取得中性点。本实用新型实施例提出的仿真物理电源则是通过接线组别为dyn11的变压器直接获取中性点，从而仿真10kv配电系统的电气运行特性。由于仿真物理电源采用工频 34v安全电压，因此解决了电力系统
一次回路采用高电压电源运行的安全风险问题(即现有第四种方式存在的问题)。因此，本实用新型实施例提出的仿真物理电源解决了不同电压等级的电力系统中性点运行方式仿真的问题。
62.本实用新型的实施例还提供一种仿真(物理)电流互感器。在三相交流电力系统中，电流互感器是将高电压等级的大电流转换成低电压等级的小电流的一种特殊变压器，如：1000/5的电流互感器，变比是200，代表电流互感器一次侧流过1000a电流时，电流互感器二次侧流过5a电流。如用10/5的电流互感器仿真1000/5的电流互感器的特性，即代表电流互感器一次侧流过10a电流时，电流互感器二次侧流过5a电流，而这个5a电流可以代表1000a电流，从而达到用电力系统一次回路仿真物理模型中的10a电流仿真电力系统一次回路中的1000a 电流的目的，10/5的电流互感器即是仿真物理电流互感器。由此可见，本实用新型实施例提出的仿真物理电流互感器实现了用电力系统一次回路仿真物理模型中的10a电流仿真电力系统一次回路中的1000a电流的目的。本实用新型实施例中的仿真物理电流互感器是真实的物理设备，可以实现电力系统一次回路仿真物理模型与电力系统二次回路的隔离。
63.本实用新型的实施例还提供一种仿真(物理)电压互感器。在三相交流电力系统中，电压互感器是将高电压转换成低电压的一种特殊变压器，如： 10000/100的电压互感器，变比是100，代表电压互感器一次侧有10000v电压时，电压互感器二次侧有100v电压。如用34/100的电压互感器仿真10000/100的电压互感器的特性，即代表电压互感器一次侧有34v电压时，电压互感器二次侧有 100v电压，而这个100v电压可以代表10000v电压，从而达到用电力系统一次回路仿真物理模型中的100v电压仿真电力系统一次回路中的10000v电压的目的， 34/100的电压互感器即是仿真物理电压互感器。由此可见，本实用新型实施例提出的上述仿真物理电压互感器实现了用电力系统一次回路仿真物理模型中的安全电压(例如34v电压)仿真电力系统一次回路中的极高电压(例如10000v电压)的目的。在本实用新型的实施例中，仿真物理电压互感器是真实的物理设备，可以实现电力系统一次回路仿真物理模型与电力系统二次回路的隔离。
64.本实用新型的实施例还提供一种仿真(物理)变压器。在三相交流电力系统中，变压器是变换电压的设备，如：10000/100的变压器，变比是100。如用34/34 的仿真物理变压器模拟10000/400的变压器的特性，即仿真物理变压器一次侧 34v电压代表10000v，仿真物理变压器二次侧34v电压代表400v，从而达到用仿真物理变压器高压侧的34v电压仿真电力系统一次回路中的10000v系统电压，用仿真物理变压器低压侧的34v电压仿真电力系统一次回路中的400v系统电压的目的，同时实现小容量变压器仿真大容量变压器，34/34的变压器即是仿真物理变压器。由此可见，本实用新型实施例提出的仿真物理变压器实现了用仿真物理变压器高压侧的安全电压(例如34v电压)仿真电力系统一次回路中的高压 (例如10000v系统电压)，用仿真物理变压器低压侧的安全电压(例如34v电压)仿真电力系统一次回路中的非安全电压(例如400v系统电压)的目的。因此，仿真物理变压器实现了不同等级电压系统之间的转换(如：10000v系统与400v系统的转换)。
65.本实用新型的实施例还提供一种仿真(物理)移开式(高低压)断路器。利用该仿真物理移开式(高低压)断路器可以对实际断路器的位置(工作位、试验位、检修位)、合分闸状态(合闸位和分闸位)以及操作特性的模拟仿真。采用实际断路器的手车和操作机构完成断
路器的位置和操作特性的模拟，将断路器上的主触头和灭弧装置等主回路部分移除，通过断路器操作机构的辅助触点控制接触器合分来模拟断路器的合分闸操作。由此可见，本实用新型实施例提出的上述仿真物理移开式(高低压)断路器实现了对实际断路器的位置(工作位、试验位、检修位)、合分闸状态(合闸位和分闸位)以及操作特性的模拟仿真。该仿真物理移开式(高低压)断路器用接触器模拟断路器主回路部分，极大的降低了断路器成本，同时提高了断路器使用寿命。
66.本实用新型的实施例还提供一种仿真(物理)负载。上述仿真物理负载可以模拟仿真实际负载的阻抗，从而模拟出电力系统一次回路中的负载电流。
67.本实用新型的实施例还提供一种电力系统二次回路。通过所述电力系统二次回路真实的控制回路、保护回路、测量回路、信号回路、自动装置、电源系统以及综合自动化监控系统(scada系统)，与前述电力系统一次回路仿真物理模型连接在一起，对电力系统一次回路仿真物理模型进行数据采集和监控，从而形成一个完整的电力模拟运行系统。电力系统二次回路可实现对电力系统一次回路仿真物理模型进行数据采集和监控，形成一个完整的电力模拟运行系统。
68.本实用新型上述各实施例采用安全电压(例如34v)实际物理设备搭建电力系统一次主回路，用于定性(在一定范围内定量)模拟仿真高电压电力系统一次主回路的运行过程和特性，实现了高电压电力系统一次主回路完整的系统参数实时模拟仿真。为完成电力系统一次主回路搭建，使回路中的具体仿真物理设备能够符合整体设计要求，对具体物理设备(仿真物理电源、仿真物理移开式高压断路器、仿真物理电流互感器等)进行的参数、操作功能和电路的具体改进设计，使得在安全电压下的电力系统培训和考核变为可能。
69.上述系统通过标准接口与实际的电力系统二次回路相连接形成完整的电力模拟运行系统，借助该装置可以对实际的高压设备进行操作，让被培训人员有真实的设备操作体验，同时与对设备操作的过程同步，电力系统一次回路仿真物理模型会实时地反映系统各种电参数和各种信号的变化，这种变化会被真实的二次回路实时地采集上来，并通过各种仪表和信息显示窗口显示给被培训人员，从而使被培训人员完全置身于一个真实的现场环境之中(但不会有现场真实的安全风险)，可极大的提高培训的有效性。与已有的培训和考核方式相比，本实用新型实施例提出的这个整体培训平台具有完整性、真实性、安全性和可操作性等优点。
70.下面以一个实例来详细说明：
71.图3为被仿真(实际)的10kv配电系统一次回路，其中13为仿真物理电源、 14为母线(例如10kv i段母线)、15为仿真物理负载，与其相对应的10kv配电系统一次回路仿真物理模型如图4所示。
72.如图4所示，通过仿真物理电源变压器401将三相交流400v(图4中标注ac 400v)电源系统转变成三相交流安全电压(例如34v)中性点经小电阻接地运行的电源系统，这个34v的电压信号，经过pt1和pt2(两个pt的变比均为34/100) 转换后的电压信号与二次回路标准接口403接入二次回路系统的测量仪表和继电保护501等设备(如图5所示)，使这些设备能够实时检测10kv配电系统一次回路仿真物理模型系统电压的变化，同时将这些设备的变比参数设置成 10000/100，这样10kv配电系统一次回路仿真物理模型中0～34v的电压信号变化，在二次回路系统的仪表和继电保护中将体现为0～10000v的电压信号变化，从而达到
模拟仿真10kv电源系统实时电压信号的目的。其中，401是仿真物理电源变压器，402是带电显示器，403是电压信号与二次回路标准接口，404是测量电流信号与二次回路标准接口，405是保护电流信号与二次回路标准接口，406 是电压信号与二次回路标准接口，15是仿真物理负载。
73.将三个34v的指示灯(参见图4的402)接成星型接线后接入10kv配电系统一次回路仿真物理模型，用来模拟仿真10kv带电显示器，三个指示灯点亮时代表10kv系统带电。
74.如图4所示，c0～c6为交流接触器，其中c0用于模拟仿真pt1手车的工作位 (即pt1手车在工作位时c0受pt1手车工作位置接点控制带电吸合，pt1手车不在工作位置，其位置接点不通，c0处于断开状态)；同理c1用于模拟仿真隔离手车的工作位；c2、c4、c5分别用于模拟仿真进线断路器手车、计量手车、馈出线断路器手车的工作位；c3、c6分别用于模拟仿真进线断路器、馈出线断路器的分合闸状态(受断路器辅助触点控制)；c7用于模拟仿真馈出线接地刀闸的分合状态(受接地刀闸辅助触点控制)。
75.图6是本实用新型实施例的电流信号与二次回路标准接口结构示意图。如图 4所示，ct1～ct3(用10/5仿真200/5)、ct7～ct9(用10/5仿真200/5)、ct11～ ct13(用5/5仿真100/5)分别将进线、计量柜、馈出线的主回路电流信号转换后经测量电流信号与二次回路标准接口接入二次回路系统的测量仪表(如图6所示设备601)，使这些仪表能够实时检测10kv配电系统一次回路仿真物理模型一次回路电流的变化，同时将这些仪表的变比参数设置成实际设备变比(如200/5)，这样10kv配电系统一次回路仿真物理模型中仿真负荷电流(如0～3a)信号变化，在二次回路系统的仪表中将体现为0～60a的电流信号变化，从而达到模拟仿真10kv电源系统实时电流信号的目的。ct4～ct6(用10/5仿真200/5)、ct14～ ct16(用5/5仿真100/5)分别将进线、馈出线的主回路电流信号转换后经保护电流信号与二次回路标准接口接入二次回路系统的继电保护装置(如图6所示设备 602)。
76.图7为移开式断路器内部仿真控制电路，设计有标准的移开式断路器二次插头(即标准接口)，可与中置柜电路实际连接代替真实移开式断路器工作(其完整二次控制电路如图8所示)。断路器接通和断开主回路的功能用移开式断路器内部仿真控制电路提供的控制触点(图7所标的a3接点)来控制接触器的接通和断开实现(电路如图9所示)。图7中附图标记a
‑
f是电磁保持继电器，a1
‑
f1 是电磁保持继电器合闸线圈，a2
‑
f2是电磁保持继电器分闸线圈，a3
‑
f3是电磁保持继电器输出接点，kt是时间继电器，g是仿真物理移开式(高低压)断路器试验位限位开关接点，h是仿真物理移开式(高低压)断路器运行位限位开关接点，1
‑
22是仿真物理移开式(高低压)断路器的二次插头端子。
77.图8中附图标记 km是控制电源正极，
‑
km是控制电源负极， cm是合闸储能电源正极，
‑
cm是合闸储能电源负极，sfs1是合分闸控制开关，sfs2是远方/ 就地控制开关，i1是远程合闸，i2是远程分闸，i3是保护分闸，1
‑
3、13
‑
18、21
‑
22 是图7所示的仿真物理移开式(高低压)断路器的二次插头端子，相应虚线框内的电路是仿真物理移开式(高低压)断路器的内部电路。
78.图8中附图标记c2是接触器，l1
‑
l3是电力系统仿真物理模型一次回路的三相母线，a1
‑
a2是c2接触器的控制线圈端子，5
‑
6是图7所示的仿真物理移开式(高低压)断路器的二次插头端子，相应虚线框内的电路是仿真物理移开式(高低压)断路器的内部电路。
79.在本实用新型的实施例中，仿真物理负载的单相阻抗值，通过模拟仿真的电流值
决定，如仿真60a的负载电流，10kv配电系统一次回路仿真物理模型只需提供3a的电流即可，则仿真物理负载的单相阻抗 z＝(ue/1.732)/ie＝(34/1.732)/3＝6.54ω。
80.在实际操作时，可以按照如下方式实施：
81.根据电力系统一次回路的具体要求，设计系统主接线方式，依据负载要求选择电源电压并计算电源容量，在此基础上计算并选择电力系统一次回路中全部一次仿真物理设备的具体参数。
82.根据具体参数定制仿真物理设备(图1所示：仿真物理电源13、母线14、仿真物理负载15及1至12)，并将其按照主接线的方式连接组建成电力系统一次回路形成电力系统一次回路仿真物理模型。
83.通过电力系统一次回路仿真物理模型的标准接口与真实的电力系统二次回路相连接，组成完整的电力系统培训考核装置。
84.设计制作电力系统一次回路故障模拟装置，将故障模拟硬件设备通过标准接口接入电力系统一次回路仿真物理模型，实现电力系统各种一次回路故障的模拟仿真。
85.图8是本实用新型实施例提供的适用于电力模拟运行系统的控制方法的流程图。所述电力模拟运行系统包括电力系统一次回路的仿真物理模型和电力系统二次回路；所述电力模拟运行系统一次回路的仿真物理模型包括用于模拟所述电力模拟运行系统一次回路中负载的仿真负载、用于仿真所述电力模拟运行系统一次回路中高压等级的电源、电力变压器、电流互感器以及电压互感器的低压等级的仿真电源、仿真变压器、仿真电流互感器以及仿真电压互感器。
86.控制方法包括：步骤801，将所述电力系统二次回路与所述电力系统一次的回路仿真物理模型相连，并对所述电力系统一次回路的仿真物理模型进行数据采集和监控。
87.步骤802，使用与所述电力模拟运行系统一次回路中高压等级的电源、电力变压器、电流互感器以及电压互感器的连接方式相同的方式来设置所述仿真电源、仿真变压器、仿真电流互感器以及仿真电压互感器的连接方式，以模拟所述电力模拟运行系统一次回路运行过程中的各种实时电气参数。
88.其中电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真变压器，所述仿真变压器一次侧电压和二次侧电压之比为以下各种比值中的至少一种：小于或等于20：1；小于或等于10：1；小于或等于5：1；小于或等于2：1；以及等于1：1。
89.仿真变压器一次侧电压和所述二次侧电压为34v。电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电源，所述仿真电源是中性点直接接地的低压电源。电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电流互感器，所述仿真电流互感器一次侧电流与二次侧电流之比为以下各种比值中的至少一种：小于或等于50：1；小于或等于20：1；小于或等于10：1；小于或等于5：1；小于或等于2：1；以及等于1： 1。
90.仿真电流互感器一次侧电流为以下各种值中的至少一种：小于或等于100a；小于或等于50a；小于或等于20a；小于或等于10a。电力系统一次回路仿真物理模型包括仿真电压互感器，所述仿真电压互感器一次侧电压与二次侧电压之比为以下各种比值中的至少一种：小于或等于1：1；小于或等于0.5：1；等于34： 100。
91.仿真物理电压互感器一次侧电压为以下各种值中的至少一种：小于或等于 100v；小于或等于50v；等于34v。仿真负载用于模拟所述电力系统一次回路的阻抗，从而模拟电力
系统一次回路中的负载电流。电力系统二次回路包括控制回路、保护回路、测量回路、信号回路、自动装置、电源系统以及综合自动化监控系统，所述电力系统二次回路与所述电力系统一次回路仿真物理模型连接在一起，对所述电力系统一次回路仿真物理模型进行数据采集和监控。
92.本实用新型各电力模拟运行系统为电气专业学员提供了一个真实、完整、安全的培训环境，可对电力系统运行的全过程、全系统进行模拟仿真。上述各种仿真技术的应用，极大的降低了装置制造成本，同时也降低了装置对安装场所的要求，适合于在培训考核领域进行广泛推广应用，对电气专业人员的培训考核工作将起到极大的推动作用。
93.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。