一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試平臺(tái)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大型電力設(shè)備故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)中壓配電網(wǎng)絡(luò)主要為非直接接地系統(tǒng)，即中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，故障電流很小，所以不必立即跳閘。尤其當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，短路點(diǎn)可自行滅弧恢復(fù)絕緣，不需要運(yùn)行人員采取什么措施，這對(duì)于減少用戶短時(shí)停電次數(shù)有積極意義。
[0003]規(guī)程規(guī)定發(fā)生單相接地故障后可以繼續(xù)運(yùn)行I?2小時(shí)，實(shí)際中由于過電壓可能會(huì)導(dǎo)致電纜爆炸、PT燒毀、母線燒毀、電廠機(jī)組停運(yùn)等事故，所以必須盡快找出故障線路。但是故障電流很小，從很大的測(cè)量量中提取故障電流比較困難，再加上系統(tǒng)中存在著大量的干擾信號(hào)，使得故障線路和非故障線路的識(shí)別變得十分困難。
[0004]長(zhǎng)期以來，運(yùn)行人員采用“拉線法”來解決故障選線問題。這種方法操作繁瑣，耗時(shí)耗力，而且沒有任何自動(dòng)化可言。微機(jī)單相接地選線/測(cè)距裝置的出現(xiàn)，極大地提高了配電變電站的自動(dòng)化水平。隨著對(duì)選線/測(cè)距原理研宄的深入，裝置設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)步，越來越多的單相接地選線/測(cè)距裝置投入配電變電站運(yùn)行。目前，從理論上各種基于穩(wěn)態(tài)分量和暫態(tài)分量的接地選線/測(cè)距方法應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)故障線路的判別，但是實(shí)際應(yīng)用中由于多種因素的影響，如故障信息特征提取易受干擾，沒有針對(duì)不同類型的接地故障進(jìn)行合理信息配置，高阻或電弧接地故障信息獲取較為困難等，造成選線裝置的準(zhǔn)確性并不高。對(duì)單相接地選線/測(cè)距裝置的性能測(cè)試就成為不可回避的問題。
[0005]但是，目前還沒有一種可靠的針對(duì)單相接地選線/測(cè)距裝置的性能測(cè)試的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試平臺(tái)及方法，以實(shí)現(xiàn)各種單相接地故障的模擬及針對(duì)單相接地選線/測(cè)距裝置的性能測(cè)試。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試平臺(tái)，包括第一隔離刀閘、第一斷路器、分檔可調(diào)的大功率電阻、第二斷路器、第二隔離刀閘、第三隔離刀閘、氣體放電間隙和可控弧光放電裝置；第一隔離刀閘的一端通過絕緣導(dǎo)線和帶電搭接金具連接線路，第一隔離刀閘的另一端連接第一斷路器的一端，第一斷路器的一端連接分檔可調(diào)的大功率電阻的一端，分檔可調(diào)的大功率電阻的另一端連接第二斷路器的一端，第二斷路器的另一端通過絕緣導(dǎo)線接地；第二隔離刀閘的一端連接分檔可調(diào)的大功率電阻的另一端，另一端連接氣體放電間隙一端，氣體放電間隙另一端通過絕緣導(dǎo)線接地；第三隔離刀閘的一端連接分檔可調(diào)的大功率電阻的另一端，另一端連接可控弧光放電裝置一端，可控弧光放電裝置另一端通過絕緣導(dǎo)線接地。
[0009]優(yōu)選的，還包括電流互感器、電壓互感器、保護(hù)裝置、控制器和信號(hào)采集單元；用于采集第一隔離刀閘的輸出端與第一斷路器的輸入端之間的線路上電流和電壓的電流互感器和電壓互感器的輸出端連接信號(hào)采集單元的輸入端，信號(hào)采集單元的輸出端連接繼電保護(hù)裝置的輸入端和控制器的輸入端；保護(hù)裝置的輸出端和控制器的輸出端連接第一斷路器的控制端、第二斷路器的控制端、第二隔離刀閘和第三隔離刀閘。
[0010]優(yōu)選的，氣體放電間隙的絕緣強(qiáng)度調(diào)節(jié)范圍為O — 100kV。
[0011]優(yōu)選的，分檔可調(diào)的大功率電阻的電阻值為O — IM歐姆，步長(zhǎng)為O — 0.1M歐姆。
[0012]優(yōu)選的，可控弧光放電裝置絕緣強(qiáng)度調(diào)節(jié)范圍為O — 100kV。
[0013]優(yōu)選的，第一隔離刀閘與線路之間設(shè)有熔斷器。
[0014]一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟:首先控制第一斷路器合閘，控制分檔可調(diào)的大功率電阻的電阻值為O并使第二隔離刀閘合閘投入氣體放電間隙模擬弧光放電，短暫延時(shí)后控制第二斷路器合閘，旁路氣體放電間隙并熄滅電弧，模擬最終直接金屬性接地的現(xiàn)象。
[0015]一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試方法，包括以下步驟:控制第一斷路器合閘，并使第三隔離刀閘合閘投入可控弧光放電裝置，使電流經(jīng)過分檔可調(diào)的大功率電阻后經(jīng)過可控弧光放電裝置模擬間歇性弧光接地現(xiàn)象，然后控制第二斷路器合閘旁路可控弧光放電裝置，模擬非金屬性接地現(xiàn)象。
[0016]優(yōu)選的，在模擬金屬性接地的現(xiàn)象或者非金屬性接地現(xiàn)象后，在20ms內(nèi)控制第一斷路器斷開，使接地測(cè)試裝置脫離饋線，模擬瞬時(shí)性單相接地現(xiàn)象。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試平臺(tái)及方法，以實(shí)現(xiàn)各種單相接地故障的模擬及針對(duì)單相接地選線/測(cè)距裝置的性能測(cè)試的方法和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該測(cè)試平臺(tái)可以模擬各種金屬性接地、非金屬性接地，且接地的時(shí)間、電流大小均可調(diào)節(jié)?？梢阅M現(xiàn)實(shí)中的各種地線和導(dǎo)線接觸、導(dǎo)線落地、絕緣子沿面放電、樹枝碰線等各種放電現(xiàn)象，用以檢測(cè)單相接地選線/測(cè)距裝置的性能。目前，還國(guó)內(nèi)外還沒有相關(guān)報(bào)道及類似的設(shè)備。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是金屬性接地模擬試驗(yàn)接線圖；
[0021]圖3是非金屬性接地模擬試驗(yàn)接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明一種配電網(wǎng)單相接地故障模擬和定位性能測(cè)試平臺(tái)，包括:熔斷器1、第一隔離刀閘2、電流互感器3、第一斷路器4、分檔可調(diào)的大功率電阻6(電阻值為O — IM歐姆，步長(zhǎng)為O — 0.1M歐姆)、第二斷路器7、第二隔離刀閘8、第三隔離刀閘9、氣體放電間隙10、可控弧光放電裝置11、保護(hù)裝置13、控制器14和信號(hào)采集單元15。氣體放電間隙10的絕緣強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，為O — 100kV?？煽鼗」夥烹娧b置11通過不同的參數(shù)設(shè)置可以模擬多種弧光接地現(xiàn)象，且絕緣強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，為O— lOOkV。
[0023]熔斷器I的一端通過絕緣導(dǎo)線16和帶電搭接金具17連接線路，另一端連接第一隔離刀閘2的一端，第一隔離刀閘2的另一端連接第一斷路器4的一端，第一斷路器4的另一端連接分檔可調(diào)的大功率電阻6的一端，分檔可調(diào)的大功率電阻6的另一端連接第二斷路器7的一端，第二斷路器7的另一端通過絕緣導(dǎo)線12接地；第二隔離刀閘8的一端連接分檔可調(diào)的大功率電阻6的另一端，另一端連接氣體放電間隙10—端，氣體放電間隙10另一端通過絕緣導(dǎo)線12接地；第三隔離刀閘9的一端連接分檔可調(diào)的大功率電阻6的另一端，另一端連接可控弧光放電裝置11 一端，可控弧光放電裝置11另一端通過絕緣導(dǎo)線12接地。
[0024]用于采集第一隔離刀閘2的輸出端與第一斷路器4的輸入端之間的線路上電流和電壓的電流互感器3和電壓互感器5的輸出端連接信號(hào)采集單元15的輸入端，信號(hào)采集單元15的輸出端連接保護(hù)裝置13的輸入端和控制器14的輸入端；保護(hù)裝置13的輸出端和控制器14的輸出端連接第一斷路器4的控制端、第二斷路器7的控制端、第二隔離