一、技術要求
1．設備能實現10KV線路接地故障模擬、短路故障模擬、斷路故障模擬，并且設備能獨立輸出非故障電流與電壓，設備可長時間工作在非故障電流與電壓輸出狀態。
2．設備電流回路、電壓回路、角度回路可獨立控制與設定，各個故障狀態前、故障狀態中，故障狀態后可獨立設定。
3．設備具有過壓保護、過流保護、過熱保護、短路保護，安全等級符合國家標準等級。
4．設備具有緊急停止按鈕，在發生突發事件時能一鍵斷電進行保護。
二、主要技術參數
1．輸出電壓：0-10KV
2．輸出電流：0-1000A
3．輸出時間：0-60S
4．導線架長度5米，線徑總直徑≤33mm
5. 遙控功能：實現急停、啟動、停止的100M遠距離遙控
三、故障功能的實現
1．電流輸出狀態轉換：以0~1000A為范圍設定10個檔位電流輸出無法實現設定值瞬間輸出功能，只能設定固定檔位輸出；如：設定0~100A，0~200A，0~300A……1000A十個檔位，分別對應這1倍，2倍，3倍……10倍的電流值，實驗時需要在100A檔位下調出額定電流需要加幾倍直接切換就可以；
2．電壓輸出狀態轉換：等同與電流狀態狀態轉換；
3．相位狀態轉換：以電壓相位固定作為參考對應電流輸出角度分別設定
0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，實驗時提前設定好故障狀態的角度就可以實現快速轉換。
4．故障狀態設定：儀器具有3個狀態設定，狀態①：電壓、電流、角度可設定，該設定一般為模擬供電線路中正常供電狀態，狀態②：電壓、電流、角度可設定，該設定一般為故障發生時狀態，狀態③：電壓、電流、角度可設定，該設定一般為故障后狀態；如圖1
圖1
按鈕與開關說明：
1) 電壓開關：電壓回路控制開關，開關在“ON”狀態時，電壓回路導通，狀態1、狀態2、狀態3中電壓值可設定；開關在“OFF”狀態時，電壓回路斷開，狀態1、狀態2、狀態3中電壓值不可設定。
2) 電流開關：電流回路控制開關，開關在“ON”狀態時，電流回路導通，狀態1、狀態2、狀態3中電壓值可設定；開關在“OFF”狀態時，電流回路斷開，狀態1、狀態2、狀態3中電流值可設定。
3) 角度開關：相位回路控制開關，開關在“ON”狀態時，相位回路導通，狀態1、狀態2、狀態3中電壓值可設定；開關在“OFF”狀態時，相位回路斷開，狀態1、狀態2、狀態3中相位不可設定。
4) 輸出方式轉換：開關在“常規”狀態時，狀態1中參數可設（時間設定除外），狀態2、狀態3中參數不可設；開關在“狀態”狀態時，狀態1、狀態2、狀態3中參數可設。
5) 啟動：設備按設定狀態開始工作按鈕；
6) 停止：設備按設定狀態停止工作按鈕；
7) 急停：緊急停止按鈕；
8) 角度加/減：調節輸出電流相對于輸出電壓相位角度；
9) 電壓加/減：調節輸出電壓值，可調范圍0-10KV，最小可調1V；
10) 主電流加/減：調節輸出主電流值，可調范圍0-1000A，最小可調0.3A；
11) 輔電流加/減：調節輸出輔電流值，可調范圍0-100A，最小可調0.3A;
12) 狀態1工作指示：指示狀態1工作狀態，指示燈“亮”，狀態1工作，指示燈“滅”，狀態1不工作；
13) 狀態1時間設定：設定狀態1工作時間，當輸出方式轉換為“狀態”狀態時，該設定有效；當輸出方式轉換為“常規”狀態時，該設定無效
14) 狀態1電壓設定：調節狀態1輸出電壓檔位，0-1KV,0KV-2KV…….0KV-10KV共10個檔位可選，調節電壓加/減按鈕設定狀態1輸出電壓值；
15) 狀態1電壓顯示：顯示狀態1輸出電壓值；
16) 狀態1電流設定：調節狀態1輸出電流檔位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10個檔位可選，調節主電流加/減按鈕設定狀態1輸出電流值；
17) 狀態1電流顯示：顯示狀態1輸出電流值；
18) 狀態1角度設定：調節狀態1輸出電流角度檔位，0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，調節角度加/減按鈕設定狀態1輸出電流角度值；
19) 狀態1輸出電流角度顯示：顯示狀態1輸出電流角度值；
20) 狀態1主電流顯示：顯示狀態1輸出主電流值；
21) 狀態1輔電流顯示：顯示狀態1輸出輔電流值；
22) 狀態2工作指示：指示狀態2工作狀態，指示燈“亮”，狀態2工作，指示燈“滅”，狀態2不工作；
23) 狀態2時間設定：設定狀態2工作時間，當輸出方式轉換為“狀態”狀態時，該設定有效；當輸出方式轉換為“常規”狀態時，該設定無效，可調范圍0-60S，最小可調10ms；
24) 狀態2電壓設定：調節狀態2輸出電壓檔位，0-1KV,0-2KV…….0-10KV共10個檔位可選，狀態2輸出電壓只能是狀態1輸出電壓的整數倍（1-10倍）；
25) 狀態2電壓顯示：顯示狀態2輸出電壓值；
26) 狀態2電流設定：調節狀態2輸出電流檔位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10個檔位可選，調節該檔位并調節輔電流加/減按鈕設定狀態2輸出電流值；
27) 狀態2電流顯示：顯示狀態2輸出電流值；
28) 狀態2角度設定：調節狀態2輸出電流角度檔位，0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，調節角度加/減按鈕設定狀態2輸出電流角度值；
29) 狀態2輸出電流角度顯示：顯示狀態2輸出電流角度值；
30) 狀態2主電流顯示：顯示狀態2輸出主電流值；
31) 狀態2輔電流顯示：顯示狀態2輸出輔電流值；
32) 狀態3工作指示：指示狀態3工作狀態，指示燈“亮”，狀態3工作，指示燈“滅”，狀態3不工作；
33) 狀態3時間設定：設定狀態3工作時間，當輸出方式轉換為“狀態”狀態時，該設定有效；當輸出方式轉換為“常規”狀態時，該設定無效；
34) 狀態3電壓設定：調節狀態3輸出電壓檔位，0-1KV,0-2KV…….0-10KV共10個檔位可選，狀態3輸出電壓只能是狀態1輸出電壓的整數倍（1-10倍）；
35) 狀態3電壓顯示：顯示狀態3輸出電壓值；
36) 狀態3電流設定：調節狀態3輸出電流檔位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10個檔位可選，狀態3輸出電流只能是狀態1輸出電流的整數倍（1-10倍）或者是狀態2輔電流值；
37) 狀態3電流顯示：顯示狀態3輸出電流值；
38) 狀態3角度設定：調節狀態3輸出電流角度檔位，0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，調節角度加/減按鈕設定狀態3輸出電流角度值；
39) 狀態3輸出電流角度顯示：顯示狀態3輸出電流角度值；
40) 狀態3主電流顯示：顯示狀態3輸出主電流值；
四、硬件說明
1、電流源：采用自主研發的環形空心隔離感應式輸出方式，對電纜進行電磁輸出，不直接輸出電流。
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額定容量：
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5KVA
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相 數：
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單相
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輸入電壓：
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220V/380V
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輸出電壓：
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10V
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輸出電流：
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1000A
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輸出方式：
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空心感應式
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調整方式：
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粗調，細調
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粗調方式：
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10級10倍檔位調整
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細調方式：
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檔位內無級調整
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絕緣等級：
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B級
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絕緣電阻：
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5MΩ
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耐壓試驗：
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2000V/min
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波形畸變：
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≤0.1%
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2、電壓源：采用高低壓分離結構，保證實驗人員的安全問題。
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額定容量：
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5KVA
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相 數：
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單相
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輸入電壓：
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220V/380V
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輸出電壓：
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10KV
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輸出電流：
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0.5A
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輸出方式：
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高低壓分離，隔離式
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調整方式：
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粗調，細調
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粗調方式：
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10級10倍檔位調整
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細調方式：
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檔位內無級調整
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絕緣等級：
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B級
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絕緣電阻：
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5MΩ
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耐壓試驗：
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2000V/min
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波形畸變：
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≤0.1%
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3、相位源：三相數字式移相器。
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額定容量：
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10KVA
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相 數：
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三相
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輸入電壓：
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三相四線380V
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輸出電壓：
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三相四線380V
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輸出電流：
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20A
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輸出方式：
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多級耦合輸出
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調整方式：
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12級檔位調整
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絕緣等級：
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B級
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絕緣電阻：
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5MΩ
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耐壓試驗：
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2000V/min
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波形畸變：
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≤0.1%
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4、開關量：儀器內部所有主回路開關量均為無觸電繼電器，保證動作時間的快速，同步特性
五、功能簡介及工作邏輯
1、功能簡介：
升流變壓器跟電纜為非接觸式，即給電纜加的是磁場信號，讓電纜在磁場作用下自動感應出電流，這樣升壓變壓器所產生的高壓，就可以直接加到電纜導體上，而不會出現兩個強電信號彼此短路的情況；
相位調整是通過對電源測進線電壓相位角的調整來實現的，即電壓源的供電是通過電網電壓直接進行轉換，而電流源的供電是通過一個移相變壓器對電網相位轉換后才進行轉換的，所以以電壓源為參考，電流源的相位角是通過移相變壓器相位角的變化而變化的。
2、工作邏輯：
在模擬線路故障時，該設備設立了三個狀態，每個狀態都有時間設定，當點下啟動按鈕后儀器會自動進入狀態①，狀態①時間結束的同時，狀態②自動開始，狀態②時間結束的同時，狀態③自動開始，狀態③結束實驗結束。
1）短路故障模擬實驗：
實驗前先“電壓開關”、“電流開關”、“角度開關”分別旋到“ON”狀態，“輸出方式轉換”旋鈕旋到“狀態”檔位；
狀態①為線路正常運行狀態，在狀態①中，將“電壓設定”檔位旋到0-10KV檔，調節“電壓加/減”，將正常運行電壓設定為10KV；將“電流設定”檔位旋到0-100A檔，調節“電流加/減”，將正常運行電流設定為100A；將“角度設定”檔位旋到30度檔，設定電壓跟電流的相位為30度（大于0度小于90度我們可以設定完美情況）；調節“時間設定”旋鈕，將正常運行時間設定為10S；
狀態②為故障狀態，在狀態②中，將“電壓設定”檔位旋到0-10KV檔，將故障電壓設定與狀態①電壓一致，為10KV；將“電流設定”檔位旋到0-200A檔，將主電流設定為狀態①電流的2倍，為200A；將“角度設定”檔位旋到30度檔，設定電壓跟電流的相位為30度；調節“時間設定”旋鈕，將故障運行時間設定為1S；
狀態③設定為故障后狀態，在狀態③中，調節“時間設定”旋鈕，將故障后運行時間設定為0S，無論狀態③中電壓與電流設定值為多少，一進入狀態③，電壓、電流輸出為0；
設置完畢后點下啟動按鈕，設備將依次按三個狀態所設定的時間進行自動輸出轉換。
2）接地故障模擬實驗：
實驗前先“電壓開關”、“電流開關”、“角度開關”分別旋到“ON”狀態，“輸出方式轉換”旋鈕旋到“狀態”檔位；
狀態①為線路正常運行狀態，在狀態①中，將“電壓設定”檔位旋到0-10KV檔，調節“電壓加/減”，將正常運行電壓設定為10KV；將“電流設定”檔位旋到0-100A檔，調節“電流加/減”，將正常運行電流設定為100A；將“角度設定”檔位旋到30度檔，設定電壓跟電流的相位為30度（大于0度小于90度我們可以設定完美情況）；調節“時間設定”旋鈕，將正常運行時間設定為10S；
狀態②為故障狀態，在狀態②中，將“電壓設定”檔位旋到0-10KV檔，將故障電壓設定與狀態①電壓一致，為10KV；將“電流設定”檔位旋到0-100A檔，調節“電流加/減”電流調到55A,將主電流設定為狀態①電流的4倍，為220A，將故障電流設定為220A；將“角度設定”檔位旋到30度檔，設定電壓跟電流的相位為30度；調節“時間設定”旋鈕，將故障運行時間設定為20MS；
狀態③設定為故障后狀態，在狀態③中，將“電壓設定”檔位旋到0-7KV檔，將故障電壓設定為7KV；將“電流設定”檔位旋到0-200A檔，將主電流設定為狀態①電流的2倍，為200A，并關閉輔電流功能，將故障后電流設定為220A；將“角度設定”檔位旋到30度檔，設定電壓跟電流的相位為30度；調節“時間設定”旋鈕，將故障運行時間設定為2S；
設置完畢后點下啟動按鈕，設備將依次按三個狀態所設定的時間進行自動輸出轉換。
3）斷路故障模擬實驗：
實驗前先“電壓開關”、“電流開關”、“角度開關”分別旋到“ON”狀態，“輸出方式轉換”旋鈕旋到“狀態”檔位；
狀態①為線路正常運行狀態，在狀態①中，將“電壓設定”檔位旋到0-10KV檔，調節“電壓加/減”，將正常運行電壓設定為10KV；將“電流設定”檔位旋到0-100A檔，調節“電流加/減”，將正常運行電流設定為20A；將“角度設定”檔位旋到30度檔，設定電壓跟電流的相位為30度（大于0度小于90度我們可以設定完美情況）；調節“時間設定”旋鈕，將正常運行時間設定為5S；
狀態②為故障狀態，在狀態②中，調節“時間設定”旋鈕，將故障后運行時間設定為0S，無論狀態②中電壓與電流設定值為多少，一進入狀態②，電壓、電流輸出為0；
狀態③設定為故障后狀態，在狀態③中，調節“時間設定”旋鈕，將故障后運行時間設定為0S，無論狀態③中電壓與電流設定值為多少，一進入狀態③，電壓、電流輸出為0；
設置完畢后點下啟動按鈕，設備將依次按三個狀態所設定的時間進行自動輸出轉換。
主控制箱
遙控器
主控制箱，內部包括電壓源低壓部分，電流源初級部分，相位調整整體部分，所有回路控制部分。
實驗所需場地約為15平方米，長不小于5米，寬度不小于3米