一种断路器试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种断路器试验系统及方法。该系统包括：交流电动机，连接至电网；交流发电机，用于跟随该交流电动机旋转并发电；包括降压变压器的电流引入支路，与试验断路器串联，用于将该交流发电机的输出电压降低至第一预定电压，以在该试验断路器发生短路的情况下，向该试验断路器提供短路电流；以及包括升压变压器的电压引入支路，与该电流引入支路并联，用于将该交流发电机G的输出电压提升至第二预定电压，以在该试验断路器发生短路的情况下，向该试验断路器提供恢复电压。本发明专利技术能够在不影响电网稳定的同时，向断路器试验提供必需的电力供应，并且保证试验断路器的电弧过程与实际电网中的断开情况基本一致。际电网中的断开情况基本一致。际电网中的断开情况基本一致。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器试验系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力领域，具体涉及一种断路器试验系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国工业化、城镇化的快速发展，电力需求持续增长，电网发展任务繁重，智能电网的发展尤为迫切。目前，智能电网正朝着超高压、特高压方向发展，因此，其必须配套高容量、高可靠的快速断路器，以在发生严重过载或短路故障时快速断开电路，从而保护电路中的电气设备。
[0003]快速断路器在实际应用之前必须进行可靠性试验。这一试验重点在于考验快速断路器的首半波断开能力。这一能力有利于快速限制短路电流并完成多级差配合，从而快速隔离短路事故区域并稳定母线电压。这一试验主要包括如下两种方式。
[0004](1)直接试验
[0005]直接试验通过单一电源回路施加试验电压、试验电流以及恢复电压。然而，直接试验的电源容量有限。具体来说，当试验断路器容量较高、电压等级较高时，单一电源回路将难以满足试验需求。
[0006](2)合成试验
[0007]为了解决直接试验的电源容量难题，合成试验通过多个电源回路分别施加短路电流以及恢复电压。具体来说，合成试验回路包括电流引入回路和电压引入回路。其中，电流引入回路的电流源用于施加全部或部分短路电流；在电流过零前0.5毫秒左右，电压引入回路的电压源施加全部或部分恢复电压，从而保证试验断路器的电弧过程与实际电网中的断开情况基本一致。
[0008]在相关技术中，为了提供断路器试验所需的短路电流，电流引入回路的电流源应当采用冲击交流发电机。通常，冲击交流发电机将汽轮机或水轮机等产生的机械能转变为电能，以在断路器试验时向试验断路器等设备提供冲击性试验电流。
[0009]但是，在一些试验场中，不具备汽轮机、水轮机和冲击交流发电机的安装条件，无法开展断路器试验，因此需要一种能够取代冲击交流发电机的断路器试验系统。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供了一种断路器试验系统，以解决一些不具备汽轮机、水轮机和冲击交流发电机的安装条件的试验场中无法开展断路器试验的技术问题。
[0011]根据本专利技术的一个方面，提供了一种断路器试验系统。该系统包括：交流电动机，连接至电网；交流发电机G，用于跟随所述交流电动机旋转并发电；包括降压变压器T1的电流引入支路，与试验断路器SS1串联，用于将所述交流发电机G的输出电压降低至第一预定电压，以在所述试验断路器SS1发生短路的情况下，向所述试验断路器SS1提供短路电流；以及包括升压变压器T6的电压引入支路，与所述电流引入支路并联，用于将所述交流发电机G的输出电压提升至第二预定电压，以在所述试验断路器SS1发生短路的情况下，向所述试验
断路器SS1提供恢复电压。
[0012]优选地，所述交流发电机G包括：与所述交流电动机连接的刚性传动轴；储能转子，用于在所述刚性传动轴的带动下旋转并存储旋转动能；释能组件，用于在所述试验断路器SS1发生短路的情况下，释放所述旋转动能并发电。
[0013]优选地，所述断路器试验系统还包括：多级开关K1，K2，K3，连接至所述交流发电机G，用于通过不同的开闭组合方式向所述试验断路器SS1提供不同大小的短路电流。
[0014]优选地，所述电压引入支路包括：一级恢复电压调节支路，与所述试验断路器SS1并联，用于快速向所述试验断路器SS1提供所述恢复电压；以及二级恢复电压调节支路，与所述试验断路器SS1并联，用于对所述一级恢复电压调节支路提供的所述恢复电压进行补偿。
[0015]优选地，所述一级恢复电压调节支路包括：串联的第一电容集、第一电阻集，其中，所述第一电容集包含并联的多条电容支路，其中每条电容支路包含串联的至少一个电容和至少一个第一开关，所述第一电阻集包含并联的多条电阻支路，其中每条电阻支路包含串联的至少一个电阻和至少一个第二开关；所述二级恢复电压调节支路包括：串联的第二电容集和第二电阻集，其中，所述第二电容集包含并联的多条电容支路，其中每条电容支路包含串联的至少一个电容和至少一个第三开关；所述第二电阻集包含经由多个第四开关而混联的多个电阻。
[0016]优选地，所述电流引入支路还包括：电流引入开关HK2，用于将所述交流发电机G的输出电压引入至所述降压变压器T1；以及第四开关HK3和第五开关SS1*，用于将所述第一预定电压引入所述试验断路器SS1以提供所述短路电流；所述电压引入支路还包括：电压引入开关HK7，用于将所述交流发电机G的输出电压引入至所述升压变压器T6；以及第六开关HK9，用于将所述第二预定电压引入所述试验断路器SS1以提供所述恢复电压。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种断路器试验方法，应用于上述的断路器试验系统，该方法包括：闭合电流引入开关HK2和电压引入开关HK7，以将交流发电机G接通至降压变压器T1和升压变压器T6；启动交流电动机，以带动所述交流发电机G旋转并发电；闭合第四开关HK3和第五开关SS1*，以经所述降压变压器T1向试验断路器SS1提供短路电流；闭合第六开关HK9，以经所述升压变压器T6向所述试验断路器SS1提供恢复电压；以及开启所述第五开关SS1*，以结束断路器试验。
[0018]优选地，所述交流发电机G旋转并发电包括：所述交流发电机G的储能转子在所述交流电动机的刚性传动轴的带动下旋转并存储旋转动能；所述交流发电机G的释能组件在所述试验断路器SS1发生短路的情况下释放所述旋转动能并发电。
[0019]优选地，在启动所述交流电动机之前，该方法还包括：开闭多级开关K1，K2，K3，以通过不同的开闭组合方式向所述试验断路器SS1提供不同大小的短路电流。
[0020]优选地，在闭合第六开关HK9之后，该方法还包括：经由所述一级恢复电压调节支路中的串联的第一电容集和第一电阻集快速向所述试验断路器SS1提供所述恢复电压，其中，所述第一电容集包含并联的多条电容支路，其中每条电容支路包含串联的至少一个电容和至少一个第一开关，所述第一电阻集包含并联的多条电阻支路，其中每条电阻支路包含串联的至少一个电阻和至少一个第二开关；以及，经由所述二级恢复电压调节支路中的串联的第二电容集和第二电阻集对所述一级恢复电压调节支路提供的所述恢复电压进行
补偿，其中，所述第二电容集包含并联的多条电容支路，其中每条电容支路包含串联的至少一个电容和至少一个第三开关；所述第二电阻集包含经由多个第四开关而混联的多个电阻。
[0021]本专利技术对于一些不具备汽轮机、水轮机和冲击交流发电机的安装条件的试验场，通过交流电动机取代汽轮机或水轮机，通过交流发电机取代冲击交流发电机，从而在不影响电网稳定的同时，向断路器试验提供必需的电力供应。此外，相比于冲击交流发电机，交流发电机还有明显成本优势，因此使得断路器试验系统成本从整体上降低至原先的10％
‑
30％。此外，本专利技术还采用包括降压变压器的电流引入支路和包括升压变压器的电压引入支路，两个支路与交流发电机相互协同、相互配合，能够保证试验断路器的电弧过程与实际电网中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断路器试验系统，其特征在于，包括：交流电动机，连接至电网；交流发电机(G)，用于跟随所述交流电动机旋转并发电；包括降压变压器(T1)的电流引入支路，与试验断路器(SS1)串联，用于将所述交流发电机(G)的输出电压降低至第一预定电压，以在所述试验断路器(SS1)发生短路的情况下，向所述试验断路器(SS1)提供短路电流；以及包括升压变压器(T6)的电压引入支路，与所述电流引入支路并联，用于将所述交流发电机(G)的输出电压提升至第二预定电压，以在所述试验断路器(SS1)发生短路的情况下，向所述试验断路器(SS1)提供恢复电压。2.根据权利要求1所述的断路器试验系统，其特征在于，所述交流发电机(G)包括：与所述交流电动机连接的刚性传动轴；储能转子，用于在所述刚性传动轴的带动下旋转并存储旋转动能；释能组件，用于在所述试验断路器(SS1)发生短路的情况下，释放所述旋转动能并发电。3.根据权利要求1所述的断路器试验系统，其特征在于，还包括：多级开关(K1，K2，K3)，连接至所述交流发电机(G)，用于通过不同的开闭组合方式向所述试验断路器(SS1)提供不同大小的短路电流。4.根据权利要求1所述的断路器试验系统，其特征在于，所述电压引入支路包括：一级恢复电压调节支路，与所述试验断路器(SS1)并联，用于快速向所述试验断路器(SS1)提供所述恢复电压；以及二级恢复电压调节支路，与所述试验断路器(SS1)并联，用于对所述一级恢复电压调节支路提供的所述恢复电压进行补偿。5.根据权利要求4所述的断路器试验系统，其特征在于，所述一级恢复电压调节支路包括：串联的第一电容集和第一电阻集，其中，所述第一电容集包含并联的多条电容支路，其中每条电容支路包含串联的至少一个电容和至少一个第一开关，所述第一电阻集包含并联的多条电阻支路，其中每条电阻支路包含串联的至少一个电阻和至少一个第二开关；所述二级恢复电压调节支路包括：串联的第二电容集和第二电阻集，其中，所述第二电容集包含并联的多条电容支路，其中每条电容支路包含串联的至少一个电容和至少一个第三开关；所述第二电阻集包含经由多个第四开关而混联的多个电阻。6.根据权利要求1至5中任一项所述的断路器试验系统，其特征在于，所述电流引入支路还包括：电流引入开关(HK2)，用于将所述交流发电机(G)的输出电压引入至所述降压变压器(T1)；以及第四开关(HK3)和第五开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮骏，余银钢，
申请(专利权)人：安徽一天电气技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：