1.系统功能
三级剩余电流动作保护仿真实训模块又由三相总负荷控制刀闸、可变负载调整模块、无功补偿实训面板、一级剩余电流动作保护仿真实训面板、二级剩余电流动作保护仿真实训面板、三级剩余电流动作保护仿真实训面板、单相照明剩余电流动作保护仿真实训部分、电动机启动冲击仿真实训部分组成。可以进行以下实训与教学：剩余电流动作保护装置的安装环境；剩余电流动作保护装置的运行监控；剩余电流动作保护装置的故障设置；剩余电流动作保护装置的故障排查；供电系统的保护形式；无功功率补偿电路故障设置与排除；动力启动回路对剩余电流动作保护器的冲击影响；供电系统中的漏电故障设置与查找；供电系统三相不平衡的测试与调整功能培训；三级剩余电流动作保护装置动作时间与动作电流整定培训；总保护装置的远程监控和控制、报警演示；剩余电流动作保护装置分级试送投运与退出操作。
2.模拟装置总体方案设计
（1）总体方案设计。实训装置正面上部按照配电柜的监视仪表等器件排列方式进行布置，装置内部正面采用面板形式，根据供电TT系统设计为三级剩余电流动作保护系统，一个主回路分为两个分支回路，主回路一级保护采用的是JD6-6型的剩余电路动作保护器，分支回路采用的是QLL1-1000Z型剩余电流动作保护器，支线采用多个小型剩余电流动作保护器分别控制相应的用电器。装置背部仿真设计了三相负荷不平衡调整部分，能够仿真培训负荷设置以及不平衡调整等方面的实训。
（2）硬件系统构成及功能描述。实训柜采用常见的标准GGD柜型设计。实训柜分为正、反两面，采用现场常见剩余电流保护装置，组成与市电隔离的TT系统面板，方便学员进行剩余电流动作保护装置安装、接线实训。同时按照三级剩余电流动作保护系统流程要求布局元件，初步设计可以设置三十多处（种）故障。装置正面为三级剩余电流动作保护仿真实训模块，装置背面为三相负荷不平衡调整仿真实训模块。其中，三级剩余电流动作保护仿真实训模块又由三相总负荷控制刀闸、可变负载调整模块、无功补偿实训面板、一级剩余电流动作保护仿真实训面板、二级剩余电流动作保护仿真实训面板、三级剩余电流动作保护仿真实训面板、单相照明剩余电流动作保护仿真实训部分、电动机启动冲击仿真实训部分组成。一级剩余电流动作保护系统仿真实训模块：包含剩余电流动作总保护器、电流互感器、无功补偿电容自动控制回路以及仪表监视电路部分。可以进行设置剩余电流动作总保护器误跳闸、不跳闸、显示错误等故障，剩余电流值可以进行调节。可以设置无功补偿电容自动控制回路少投切、不投切以及电压、电流采样信号错误所引起的故障。仪表监视电路部分可以对装置的电压、电流等信号进行显示。二级剩余电流动作保护系统仿真实训模块：装置设计由两个二级剩余电流动作保护系统仿真实训模块组成，分别安装了两个剩余电流动作保护器且均具有通讯控制功能，在每只剩余电流动作保护器的后级相线上均设置了漏电流故障点，可通过PC软件或本地操作对剩余电流动作保护器动作保护值、动作时间、漏电流值等参数进行调节，验证学习各级剩余电流保护装置设计安装要求以及使用方法。在二级剩余电流动作保护系统仿真实训模块上还设计了多台单相双值电容电动机，可模拟电动机起动瞬时产生的冲击电流对剩余电流动作保护装置的影响情况。三级剩余电流动作保护系统仿真实训模块：装置设计由六条支路来模拟三级剩余电流动作保护系统仿真实训模块，分别安装有墙壁插座、日光灯、白炽灯、单联开关、双联开关以及漏电流产生电阻模块，模拟了剩余电流动作保护器后级零线接地、相线漏电以及零地混接、零线混用等典型故障，漏电流值可以进行调节。在装置上还设计了漏电流产生电阻模块可供学员或者教师进行组合使用，以得到所需要的漏电流值。三相负荷不平衡调整实训模块：在装置背面安装三相负荷不平衡调整实训面板，计算机软件根据复合情况给出最佳的调整方案，完成三相负荷不平衡调整实训。
（3）软件系统构成及功能描述。实训系统软件设计本着界面新颖、操作方便、功能齐全的设计原则，实训系统通过操作计算机软件控制实训装置总电源的启动与停止、漏电流故障的设置与恢复、题库的设置与编辑及其他信息的设置与管理。1）培训管理模块功能描述。学员信息管理：能提供学员信息的增加、删除、修改、查询、职称分类等功能。题库管理：能支持题库的更新维护并能够按照试题类型进行检索来创建考试电子试卷。漏电保护器信息查询。能支持漏电流保护器的国家标准及行业规范，漏电保护器应用方法、常见故障及常见错误接线方式等信息的查询。资料管理：能支持基础台账资料管理、低压电网总保护运行记录、剩余电流动作总保护装置记录卡、剩余电流动作总保护装置运行检测记录等信息资料的查询与打印。原理图信息管理：能支持低压电网运行的TT原理图及三相负荷不平衡调整图纸显示，可供培训师或者学员根据软件底图对漏电流故障点进行分析查找、故障排除。在线理论考试：能够随机抽取各类型试题形成试卷并提供考生在线答题，考生提交后根据答案自动生成考试分数。理论成绩查询：可以支持考生成绩存储与在线查询。2）系统管理模块功能描述。通信管理：实现计算机软件与装置通讯转发器及剩余电流动作保护器实时保持有效通讯连接，并提供实训软件操作接口管理及系统应用层与通信层交互的通信信道配置。多台联机通讯管理：具有联机控制功能，单台电脑可联机控制多台装置，方便老师在考核时统一计时及设置故障，保证考核的公正、公平性。参数、数据库、故障库管理。参数管理：包括对通讯参数、漏电保护器基本参数、控制参数、无功投切参数设置、存储参数等修改、模板设置等管理；数据库管理：提供数据库修改单，可针对性地对数据进行EXCEL导出、修改、导入；故障库管理：添加新的故障组合（系统设置的所有故障进行选择组合）、删除旧有故障组合、修改原有故障组合。在模拟故障时，只需调用故障库中的故障类型，便可触发故障模拟。系统用户管理与权限配置：能自定义用户角色、操作权限。操作日志管理：可存储操作日志并能通过时间段查询。
3.结语
剩余电流动作保护智能仿真实训系统的设计，以目前配电网中常见低压系统为设计框架，通过模拟与现场实际环境相似的运行工况，采用智能化方法模拟设置最常见故障现象，让学员通过在实训系统上的操作掌握查找故障的方法并排除故障，尤其是对低压配电网络中三相负荷不平衡电流、电动机启动等所造成的剩余电流动作保护器误动进行再现和分析，其创新的设计思想和独特的实现方式将指引着电力系统智能仿真实训装置研发的发展方向。
作者：张长营