[發明專利]一種配電網單相接地故障模擬和定位性能測試平臺及方法

有效

• 申請號: 201510224745.0
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN104914391B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 申巍;劉健;張小慶;張志華;權立
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網陜西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于大型電力設備故障檢測技術領域，具體涉及一種配電網單相接地故障模擬試驗平臺。

背景技術

我國中壓配電網絡主要為非直接接地系統，即中性點不接地系統或中性點經消弧線圈接地系統。這樣的系統發生單相接地故障后，故障電流很小，所以不必立即跳閘。尤其當發生瞬時性單相接地故障時，短路點可自行滅弧恢復絕緣，不需要運行人員采取什么措施，這對于減少用戶短時停電次數有積極意義。

規程規定發生單相接地故障后可以繼續運行1～2小時，實際中由于過電壓可能會導致電纜爆炸、PT燒毀、母線燒毀、電廠機組停運等事故，所以必須盡快找出故障線路。但是故障電流很小，從很大的測量量中提取故障電流比較困難，再加上系統中存在著大量的干擾信號，使得故障線路和非故障線路的識別變得十分困難。

長期以來，運行人員采用“拉線法”來解決故障選線問題。這種方法操作繁瑣，耗時耗力，而且沒有任何自動化可言。微機單相接地選線/測距裝置的出現，極大地提高了配電變電站的自動化水平。隨著對選線/測距原理研究的深入，裝置設計的不斷進步，越來越多的單相接地選線/測距裝置投入配電變電站運行。目前，從理論上各種基于穩態分量和暫態分量的接地選線/測距方法應該能夠實現故障線路的判別，但是實際應用中由于多種因素的影響，如故障信息特征提取易受干擾，沒有針對不同類型的接地故障進行合理信息配置，高阻或電弧接地故障信息獲取較為困難等，造成選線裝置的準確性并不高。對單相接地選線/測距裝置的性能測試就成為不可回避的問題。

但是，目前還沒有一種可靠的針對單相接地選線/測距裝置的性能測試的方法和實驗設備。

發明內容

本發明的目的在于提供一種配電網單相接地故障模擬和定位性能測試平臺及方法，以實現各種單相接地故障的模擬及針對單相接地選線/測距裝置的性能測試。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種配電網單相接地故障模擬和定位性能測試平臺，包括第一隔離刀閘、第一斷路器、分檔可調的大功率電阻、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的大功率電阻的一端，分檔可調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線接地；第二隔離刀閘的一端連接分檔可調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線接地；第三隔離刀閘的一端連接分檔可調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線接地。

優選的，還包括電流互感器、電壓互感器、保護裝置、控制器和信號采集單元；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采集單元的輸入端，信號采集單元的輸出端連接繼電保護裝置的輸入端和控制器的輸入端；保護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。

優選的，氣體放電間隙的絕緣強度調節范圍為0—100kV。

優選的，分檔可調的大功率電阻的電阻值為0—1M歐姆，步長為0—0.1M歐姆。

優選的，可控弧光放電裝置絕緣強度調節范圍為0—100kV。

優選的，第一隔離刀閘與線路之間設有熔斷器。

一種配電網單相接地故障模擬和定位性能測試方法，其特征在于，包括以下步驟：首先控制第一斷路器合閘，控制分檔可調的大功率電阻的電阻值為0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象。

一種配電網單相接地故障模擬和定位性能測試方法，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，使電流經過分檔可調的大功率電阻后經過可控弧光放電裝置模擬間歇性弧光接地現象，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象。

優選的，在模擬金屬性接地的現象或者非金屬性接地現象后，在20ms內控制第一斷路器斷開，使接地測試裝置脫離饋線，模擬瞬時性單相接地現象。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：