一種電力系統(tǒng)1:1電壓等級(jí)配網(wǎng)單相接地故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)，尤其是涉及一種電力系統(tǒng)1:1電壓等級(jí)配網(wǎng)單相接地故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中90%以上的故障都發(fā)生在輸電線(xiàn)路中，所以輸電線(xiàn)路是電力系統(tǒng)中最薄弱也是發(fā)生故障最頻繁的環(huán)節(jié)，而且故障的查找難度極大。我國(guó)配電網(wǎng)系統(tǒng)大多都采用小電流接地系統(tǒng)，據(jù)可靠統(tǒng)計(jì)，線(xiàn)路故障中單相接地故障所占的比例在80%以上。當(dāng)配電網(wǎng)輸電線(xiàn)路中發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于故障電流相對(duì)較小，而且三相線(xiàn)電壓仍然保持對(duì)稱(chēng)，對(duì)負(fù)荷的供電影響也很小，所以通常情況下都允許再繼續(xù)運(yùn)行。但是當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在故障狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，尤其是間歇性電弧接地故障，線(xiàn)路中的過(guò)電壓可能會(huì)造成其他位置接地故障，從而造成事故擴(kuò)大；而且，故障點(diǎn)在暫態(tài)過(guò)電流的沖擊下會(huì)被永久燒壞，最終造成永久性故障。因此，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障后快速準(zhǔn)確的選線(xiàn)并定位，不僅可以及時(shí)排除故障、將故障范圍縮到最小，而且可以快速修復(fù)故障點(diǎn)線(xiàn)路和設(shè)備，保證供電的可靠性，對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化都具有十分重要的意義。
[0003]單相接地故障選線(xiàn)問(wèn)題在眾多研宄人員的不斷努力下已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，但故障定位一直是個(gè)難題。各種新的方案不斷推出，但由于難于取得現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件，大部分研宄都處于理論研宄和數(shù)學(xué)仿真階段，其實(shí)用性能都沒(méi)有得到有效驗(yàn)證。市面上有許多選線(xiàn)產(chǎn)品和故障指示器一類(lèi)的故障定位產(chǎn)品，其真實(shí)準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其宣傳指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種電力系統(tǒng)1:1電壓等級(jí)配網(wǎng)單相接地故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)，用于各種單相接地故障1:1電壓等級(jí)動(dòng)態(tài)模擬，適用于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，滿(mǎn)足對(duì)配網(wǎng)單相接地故障選線(xiàn)、行波測(cè)距精確定位等方向的科學(xué)研宄、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品檢測(cè)、相關(guān)人員實(shí)操培訓(xùn)的需要，為其它輸配電技術(shù)和產(chǎn)品提供研宄、開(kāi)發(fā)、測(cè)試、驗(yàn)證等功會(huì)K。
[0005]解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種電力系統(tǒng)1:1電壓等級(jí)配網(wǎng)單相接地故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:包括中性點(diǎn)接地模塊、1kV母線(xiàn)、1kV π型等值模型輸電線(xiàn)路模塊和單相接地故障模塊；
[0007]所述的中性點(diǎn)接地模塊的組成和連接關(guān)系為:一高壓端直接連接于電力系統(tǒng)變壓器高壓輸出端中性點(diǎn)的中性點(diǎn)回路電流采樣互感器CT13，其輸出分為兩支路接地:第一支路串聯(lián)有消弧線(xiàn)圈Lll和第十七隔離刀閘Q17、第二支路串聯(lián)有小電阻Rll和第十六隔離刀閘 Q16 ；
[0008]所述的單相接地故障模塊為三條并聯(lián)電路:第一線(xiàn)路上串聯(lián)有第十二隔離刀閘開(kāi)關(guān)Q12、第二線(xiàn)路上串聯(lián)有第十三隔離刀閘開(kāi)關(guān)Q13和拉弧點(diǎn)火裝置rh、第三線(xiàn)路上串聯(lián)有第十四隔離刀閘開(kāi)關(guān)Q14和沙阻r ;
[0009]所述的1kVJi型等值模型輸電線(xiàn)路包括架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路，用與線(xiàn)路長(zhǎng)度參數(shù)等值的電容、電感和電阻搭建成多級(jí)η型結(jié)構(gòu)，架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路皆為串聯(lián)的若干個(gè)π型等值模型；所述的π型結(jié)構(gòu)為:串聯(lián)的電感及電感內(nèi)阻的兩端分別通過(guò)電容接地，所有π型結(jié)構(gòu)的末端還分別經(jīng)三相電流互感器及接地開(kāi)關(guān)后接所述單相接地故障模塊；兩個(gè)π型等值模型的三相連接處T型連接三只可單相操作開(kāi)關(guān)的靜觸頭，三只靜觸頭與型等值模型的連接線(xiàn)穿入零序電流互感器，三只開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭末端共接點(diǎn)接入所述單相接地故障t吳塊；
[0010]所述的架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路的前端分別經(jīng)第一和第七三相電流互感器CT1、CT7后再經(jīng)第十一接地開(kāi)關(guān)Ql I接入1KV電壓；所述的電纜線(xiàn)路前端及第十一接地開(kāi)關(guān)Ql I之間的線(xiàn)路還接有旁路經(jīng)第十五接地開(kāi)關(guān)Q15接地；
[0011]所述的1kV母線(xiàn)上連接有三相五柱式電壓互感器PT。
[0012]在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)摩納哥還可以進(jìn)一步完善:
[0013]還包含測(cè)量試驗(yàn)控制操作臺(tái)、錄波屏、檢測(cè)設(shè)備接口模塊、電磁屏蔽籠及過(guò)流保護(hù)豐旲塊。
[0014]所述的電磁屏蔽籠內(nèi)包含了中性點(diǎn)接地方式模塊、1kV母線(xiàn)模塊、1kVJi型等值模型模塊、單相接地故障模塊和檢測(cè)設(shè)備接口模塊，屏蔽了單相接地模擬試驗(yàn)產(chǎn)生的電磁干擾。
[0015]所述的檢測(cè)接口模塊，通過(guò)連接試驗(yàn)平臺(tái)中的CT或PT測(cè)量元件二次輸出接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，既滿(mǎn)足系統(tǒng)故障錄波的需要，也滿(mǎn)足檢測(cè)選線(xiàn)和故障定位等產(chǎn)品保護(hù)性能的需要。
[0016]優(yōu)選地，所述的1kVJi型等值模型輸電線(xiàn)路的電纜線(xiàn)路按電纜線(xiàn)路固定長(zhǎng)度一個(gè)，串聯(lián)5個(gè)電纜線(xiàn)路固定長(zhǎng)度的π型等值模型，模擬一條5倍電纜線(xiàn)路固定長(zhǎng)度的電纜線(xiàn)路后接入單相接地故障模塊。架空線(xiàn)路按架空線(xiàn)路固定長(zhǎng)度一個(gè)，串聯(lián)5個(gè)架空線(xiàn)路固定長(zhǎng)度的η型等值模型，模擬一條5倍架空線(xiàn)路固定長(zhǎng)度的架空線(xiàn)路后接入單相接地故障t吳塊。
[0017]本發(fā)明的各線(xiàn)路留有增加型結(jié)構(gòu)的空間，通過(guò)改變型參數(shù)，以及JT型參數(shù)的級(jí)數(shù)，可模擬電纜線(xiàn)路、架空線(xiàn)路、架空電纜混合線(xiàn)路，可模擬長(zhǎng)線(xiàn)、或短線(xiàn)；可模擬線(xiàn)路首端、末端、中間和分支線(xiàn)處的接地故障行為。
[0018]本發(fā)明的中性點(diǎn)接地模塊具備各種中性點(diǎn)接地方式轉(zhuǎn)換的功能，既能實(shí)現(xiàn)小電流接地方式(包含:中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈或高阻接地)又能實(shí)現(xiàn)大電流接地方式(中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地、或直接接地)。
[0019]本發(fā)明的單相接地故障模塊包含弧光、高阻、金屬三種接地故障，兩隔離刀閘的靜觸頭上端共接1kV中性點(diǎn)，一動(dòng)觸頭連接電阻接地，另一動(dòng)觸頭接消弧線(xiàn)圈接地。這兩隔離刀閘互鎖，其中一合時(shí)，另一必分，實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的安全切換。當(dāng)這兩隔離刀均分?jǐn)鄷r(shí)，試驗(yàn)系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地。
[0020]本發(fā)明的兩π型參數(shù)模塊之間T接開(kāi)關(guān)靜觸頭，其動(dòng)觸頭共接三把開(kāi)關(guān)的靜觸頭，這三把開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭分別控制經(jīng)沙阻(水阻)接地(模擬高阻接地)、經(jīng)一對(duì)石墨觸頭接地(模擬弧光接地)、直接接地(模擬金屬接地)。各T接處開(kāi)關(guān)分合用于選擇單相接地故障點(diǎn)，與單相接地故障模塊配合完成對(duì)不同故障點(diǎn)、不同接地故障類(lèi)型的選擇。
[0021]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0022]一、采用多級(jí)型結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變型參數(shù)，以及型參數(shù)的級(jí)數(shù)，可模擬電纜線(xiàn)路、架空線(xiàn)路、架空電纜混合線(xiàn)路，可模擬長(zhǎng)線(xiàn)、或短線(xiàn)；可模擬線(xiàn)路首端、末端、中間和分支線(xiàn)處的接地故障行為。
[0023]二、本試驗(yàn)平臺(tái)既能實(shí)現(xiàn)小電流接地方式(包含:中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈或高阻接地)；又能實(shí)現(xiàn)大電流接地方式:中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地、或直接接地。
[0024]三、本試驗(yàn)平臺(tái)既可模擬高阻接地、弧光接地，同時(shí)可以模擬不同阻值的高阻接地。
[0025]四、輸電線(xiàn)路模塊和單相接地故障模塊均置于矩形屏蔽籠中，以屏蔽各種接地故障產(chǎn)生的電磁干擾。
[0026]五、一次、二次回路獨(dú)立分開(kāi)，高低壓完全分離操作，高低壓防誤聯(lián)鎖，當(dāng)高壓退出試驗(yàn)籠自動(dòng)合接地刀對(duì)地放電、高壓送電按鈕閉鎖，此時(shí)高壓區(qū)電磁鎖門(mén)才能打開(kāi)，方可進(jìn)試驗(yàn)籠作業(yè)。
[0027]六、操作箱所有按鍵間均自動(dòng)相互閉鎖，確保無(wú)誤操作引起的相間短路，確保任何時(shí)候只有一只高壓觸頭碰觸高壓端。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明的一次電氣原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的電力系統(tǒng)1:1電壓等級(jí)配網(wǎng)單相接地故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)實(shí)施例，包括中性點(diǎn)接地模塊、1kV母線(xiàn)、1kV 31型等值模型輸電線(xiàn)路模塊、單相接地故障模塊、測(cè)量試驗(yàn)控制操作臺(tái)、錄波屏、檢測(cè)設(shè)備接口模塊、電磁屏蔽籠及過(guò)流保護(hù)模塊。
[0031]所述的電磁屏蔽籠內(nèi)包含了中性點(diǎn)接地方式模塊、1kV母線(xiàn)模塊、1kVJi型等值模型模塊、單相接地故障模塊和檢測(cè)設(shè)備接口模塊，屏蔽了單相接地模擬試驗(yàn)產(chǎn)生的電磁干擾。
[0032]所述的檢測(cè)接口模塊，通過(guò)連接試驗(yàn)平臺(tái)中的CT或PT測(cè)量元件二次輸出接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，既滿(mǎn)足系統(tǒng)故障錄波的需要，也滿(mǎn)足檢測(cè)選線(xiàn)和故障定位等產(chǎn)品保護(hù)性能的需要。
[0033]所述的中性點(diǎn)接地模塊的組成和連接關(guān)