一种主动干预型消弧装置测试系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种主动干预型消弧装置测试系统，属于变电站自动化检测系统领域，其包括变电所子系统、线路子系统和故障模拟子系统；变电所子系统包括实验室进线隔离电源、一次开关设备、二次监控与保护设备、中性点运行方式模拟单元；线路子系统采用真实线路与模拟线路共有的出线模拟方式，3条真实线路，3条模拟线路；故障模拟子系统包括故障模拟单元、电流互感器和电压互感器。本发明专利技术能够扩展配电网故障检测与处理装置测试系统的系统容量，提高配电网试验环境的等效性与可重复性，从而提高配电网故障检测装置试验测试能力与测试结果的可信度，为配电网故障处理关键技术研究、相关标准制定、装置检测提供专业、高效、权威的试验检测平台。验检测平台。验检测平台。

【技术实现步骤摘要】
一种主动干预型消弧装置测试系统


[0001]本专利技术属于变电站自动化检测系统领域，具体涉及一种主动干预型消弧装置测试系统。

技术介绍

[0002]我国配电网具有线路结构复杂、环境多样多变、故障频繁复杂、维护工作量大等特征。配电线路某一段发生故障，需要逐段排查故障发生位置。不但工作强度大，而且还会延误抢修时间，影响供电可靠性。
[0003]随着我国电力工业的迅速发展，城乡配电网的结构变化很大，在馈电线路中电缆所占的比重越来越大，这对于减少占地面积和降低故障率都起到了不错的效果，但同时也带来了的接地故障处理的问题。随着配电网交联聚乙烯电缆的迅速增加，稳态电容电流增加了25～50倍。电缆线路一旦发生弧光接地，流过接地点的总电流为工频电容电流和高频振荡电流之和(高频振荡电流幅值是电容电流的几十倍)，电弧要比架空线路配电网对故障点释放的能量还要高数千倍，容易击穿设备绝缘薄弱点烧坏设备，同时由于电缆为弱绝缘设备，在工频和暂态过电压的长时间作用下，也极易发展成相间故障。由于高频电流无法补偿，而且消弧线圈本身含有阻性分量，消弧线圈对于电缆电网或者大电流线路的混合电网的补偿效果越来越不明显，靠分相真空接触器通过高压限流熔断器将故障相直接接地原理的消弧选线装置，当配电网规模较大时存在熔断器和真空接触器配合失败导致开断失败的风险。亟待提出一种不仅可以快速有效的控制接地后过电压的进一步发展、且能够快速准确的隔离故障线路、技术性能不受电网规模变化影响的主动干预式配电网消弧选线装置。
[0004]同时，为满足配电网技术监督、配电网状态检修、配电智能设备测试等工作开展的要求，扩展配电网故障检测与处理装置测试系统的系统容量，提高配电网试验环境的等效性与可重复性，也为了确保对新型配电网故障检测与处理装置、新型配电网中性点接地装置质量进行全过程监督与管理，满足新型配电设备的测试要求，降低配电网运行的安全隐患，缩短停电时间，提高供电可靠性，亟需升级改造配电网故障检测与处理装置测试系统，完善测试环境、扩充测试功能、提高测试能力，增强设备测试工作的准确性、权威性、可重复性。
[0005]为此，本专利技术在上述背景下提出了一种主动干预型消弧装置测试系统。
[0006]公布号为CN 102385014 A的专利文献公开了一种消弧线圈补偿装置测试仪，由与中央处理器相连接的输出端和输入端组成；其输出端由零序电压信号模块、零序电流信号模块、电网电压信号模块、档位信号模块组成；其输入端由档位调节信号模块、阻尼电阻控制信号模块组成；中央处理器分别与电源模块、人机界面模块等相连接。该专利技术为消弧线圈自动补偿装置提供一种测试手段，保证了电网安全运行。但是，该专利技术主要对消弧线圈自动补偿进行测试，无法快速有效的控制接地后过电压的进一步发展，也无法快速准确的隔离故障线路，不能解决上述技术问题。
[0007]公布号为CN 111751607 A的专利文献公开了一种电力消弧线圈控制器测试装置，
所述电源空开分别与调压电源的输入端和开关电源的输入端电连接，所述微型电流互感器一次侧绕组的一端与调压电源的输出端电连接，所述可调电容器的动片接线端与调压电源的输出端电连接，所述CPU模块的输入端分别与调压电源的输出端、微型电流互感器的二次侧绕组和开关电源的输出端电连接，所述CPU模块的输出端分别与调压电源的控制端和可调电容器的控制端电连接，该专利技术对提高系统供电可靠性起到了很大的作用，有效保证了电网的安全稳定运行。但是，该专利技术测试功能有限，未能解决上述技术问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术针对现有技术的不足，提供的一种能够满足新型配电设备的测试要求，降低配电网运行的安全隐患，缩短停电时间，提高供电可靠性的主动干预型消弧装置测试系统。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种主动干预型消弧装置测试系统，包括变电所子系统、线路子系统和故障模拟子系统；所述变电所子系统包括实验室进线隔离电源、一次开关设备、二次监控与保护设备、中性点运行方式模拟单元；所述线路子系统采用真实线路与模拟线路共有的出线模拟方式，包括6条出线，其中，3条为真实线路，3条为模拟线路；所述故障模拟子系统包括故障模拟单元、电流互感器和电压互感器。
[0010]进一步的，所述进线隔离电源由低短路阻抗降压变压器及升压变压器构成，所述一次开关设备包括进线开关柜、各支路出线开关柜、母线电压互感器柜，所述二次监控与保护设备包括母线与各线路出线的二次测量与保护装置、对各状态量及开关量配置有20kHz采样频率的录波装置，所述中性点运行方式模拟单元配置不接地系统、经消弧线圈接地系统、小电阻接地系统、消弧线圈并中电阻接地系统、消弧线圈并小电阻接地系统中的中性点运行方式。
[0011]进一步的，3条真实线路包括2条真实架空线路和1条真实电缆线路，3条真实线路通过末端的联络开关进行分段互联；模拟线路通过集中参数模拟不同线路类型，通过与真实线路等值的π模型单元分段配置，统筹考虑线路感抗、容抗等参数的分布情况，通过设置不同的对地电容容量实现0～150A电容电流水平的配电网系统的模拟。
[0012]进一步的，模拟线路包含分支线路，并设置有2个负荷台区，采用环流方式模拟台区负荷；单条模拟线路采用三分段结构，含单相开关，具备断线故障模拟能力。
[0013]进一步的，所述故障模拟子系统用于模拟配电网典型单相接地故障场景，测试系统设置有两个故障点，模拟典型单相接地故障类型，包括弧光接地、经电阻接地、金属性接地、断线接地；通过两个故障点接地开关动作的逻辑配合，进行同相单点频繁接地故障以及异名相接地短路故障的模拟；故障实现型式上，弧光接地通过调整导体的放电间隙模拟不同放电间距、固定弧道的弧光环境；对于电缆故障，采用真实电缆绝缘损坏的方式模拟短间隙放电环境；经电阻接地可模拟多种阻值接地电阻电阻，单个故障点采用16组2kW电阻的串并联的型式实现接地阻抗的多样化配置；断线接地故障能够模拟架空线路发生断线后，线路在电源侧发生接地、负荷侧发生接地、电源侧与负荷侧两端分别接地典型故障环境，接地面设置为具备不同土壤电阻率的土地、沙地、水泥地、砖地类型。
[0014]进一步的，所述变电所子系统、线路子系统、故障模拟子系统均具备测控与录波单元，用于对各监测物理量进行录波与分析处理，对两个故障点分别进行视频监控。
[0015]进一步的，所述线路子系统的线路进线、出线配有电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过流保护、过负荷保护、单相接地零序电流保护；负荷台区配有速断保护，低压具备零序电流保护。
[0016]进一步的，所述电流速断保护的配置方法如下：
[0017]步骤1：基于2ms采样时间测量出电流i；
[0018]步骤2：如果i>[I>]，则继电器发送跳闸命令I>；
[0019]步骤3：每2ms，继电器计算一次电流的提升率
[0020]步骤4：如果则继电器认定为一个故障事件，并开始监视循环；在循环内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：包括变电所子系统、线路子系统和故障模拟子系统；所述变电所子系统包括实验室进线隔离电源、一次开关设备、二次监控与保护设备、中性点运行方式模拟单元；所述线路子系统采用真实线路与模拟线路共有的出线模拟方式，包括6条出线，其中，3条为真实线路，3条为模拟线路；所述故障模拟子系统包括故障模拟单元、电流互感器和电压互感器。2.如权利要求1所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：所述进线隔离电源由低短路阻抗降压变压器及升压变压器构成，所述一次开关设备包括进线开关柜、各支路出线开关柜、母线电压互感器柜，所述二次监控与保护设备包括母线与各线路出线的二次测量与保护装置、对各状态量及开关量配置有20kHz采样频率的录波装置，所述中性点运行方式模拟单元配置不接地系统、经消弧线圈接地系统、小电阻接地系统、消弧线圈并中电阻接地系统、消弧线圈并小电阻接地系统中的中性点运行方式。3.如权利要求1所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：3条真实线路包括2条真实架空线路和1条真实电缆线路，3条真实线路通过末端的联络开关进行分段互联；模拟线路通过集中参数模拟不同线路类型，通过与真实线路等值的π模型单元分段配置，统筹考虑线路感抗、容抗等参数的分布情况，通过设置不同的对地电容容量实现0～150A电容电流水平的配电网系统的模拟。4.如权利要求3所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：模拟线路包含分支线路，并设置有2个负荷台区，采用环流方式模拟台区负荷；单条模拟线路采用三分段结构，含单相开关，具备断线故障模拟能力。5.如权利要求1或4所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：所述故障模拟子系统用于模拟配电网典型单相接地故障场景，测试系统设置有两个故障点，模拟典型单相接地故障类型，包括弧光接地、经电阻接地、金属性接地、断线接地；通过两个故障点接地开关动作的逻辑配合，进行同相单点频繁接地故障以及异名相接地短路故障的模拟；故障实现型式上，弧光接地通过调整导体的放电间隙模拟不同放电间距、固定弧道的弧光环境；对于电缆故障，采用真实电缆绝缘损坏的方式模拟短间隙放电环境；经电阻接地可模拟多种阻值接地电阻电阻，单个故障点采用16组2kW电阻的串并联的型式实现接地阻抗的多样化配置；断线接地故障能够模拟架空线路发生断线后，线路在电源侧发生接地、负荷侧发生接地、电源侧与负荷侧两端分别接地典型故障环境，接地面设置为具备不同土壤电阻率的土地、沙地、水泥地、砖地类型。6.如权利要求5所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：所述变电所子系统、线路子系统、故障模拟子系统均具备测控与录波单元，用于对各监测物理量进行录波与分析处理，对两个故障点分别进行视频监控。7.如权利要求6所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：所述线路子系统的线路进线、出线配有电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过流保护、过负荷保护、单相接地零序电流保护；负荷台区配有速断保护，低压具备零序电流保护。8.如权利要求7所述的主动干预型消弧装置测试系统，其特征在于：所述电流速断保护的配置方法如下：步骤1：基于2ms采样时间测量出电流i；步骤2：如果i>[I>]，则继电器发送跳闸命令I>；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，马心良，冯光，周久勤，徐铭铭，陈明，董轩，张建宾，赵健，王磊，轩梦辉，孙芊，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河南省电力公司漯河供电公司，
类型：发明
国别省市：