[发明专利]一种配电网单相接地故障模拟和定位性能测试平台及方法

说明书

技术领域

本发明属于大型电力设备故障检测技术领域，具体涉及一种配电网单相接地故障模拟试验平台。

背景技术

我国中压配电网络主要为非直接接地系统，即中性点不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统。这样的系统发生单相接地故障后，故障电流很小，所以不必立即跳闸。尤其当发生瞬时性单相接地故障时，短路点可自行灭弧恢复绝缘，不需要运行人员采取什么措施，这对于减少用户短时停电次数有积极意义。

规程规定发生单相接地故障后可以继续运行1～2小时，实际中由于过电压可能会导致电缆爆炸、PT烧毁、母线烧毁、电厂机组停运等事故，所以必须尽快找出故障线路。但是故障电流很小，从很大的测量量中提取故障电流比较困难，再加上系统中存在着大量的干扰信号，使得故障线路和非故障线路的识别变得十分困难。

长期以来，运行人员采用“拉线法”来解决故障选线问题。这种方法操作繁琐，耗时耗力，而且没有任何自动化可言。微机单相接地选线/测距装置的出现，极大地提高了配电变电站的自动化水平。随着对选线/测距原理研究的深入，装置设计的不断进步，越来越多的单相接地选线/测距装置投入配电变电站运行。目前，从理论上各种基于稳态分量和暂态分量的接地选线/测距方法应该能够实现故障线路的判别，但是实际应用中由于多种因素的影响，如故障信息特征提取易受干扰，没有针对不同类型的接地故障进行合理信息配置，高阻或电弧接地故障信息获取较为困难等，造成选线装置的准确性并不高。对单相接地选线/测距装置的性能测试就成为不可回避的问题。

但是，目前还没有一种可靠的针对单相接地选线/测距装置的性能测试的方法和实验设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网单相接地故障模拟和定位性能测试平台及方法，以实现各种单相接地故障的模拟及针对单相接地选线/测距装置的性能测试。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种配电网单相接地故障模拟和定位性能测试平台，包括第一隔离刀闸、第一断路器、分档可调的大功率电阻、第二断路器、第二隔离刀闸、第三隔离刀闸、气体放电间隙和可控弧光放电装置；第一隔离刀闸的一端通过绝缘导线和带电搭接金具连接线路，第一隔离刀闸的另一端连接第一断路器的一端，第一断路器的一端连接分档可调的大功率电阻的一端，分档可调的大功率电阻的另一端连接第二断路器的一端，第二断路器的另一端通过绝缘导线接地；第二隔离刀闸的一端连接分档可调的大功率电阻的另一端，另一端连接气体放电间隙一端，气体放电间隙另一端通过绝缘导线接地；第三隔离刀闸的一端连接分档可调的大功率电阻的另一端，另一端连接可控弧光放电装置一端，可控弧光放电装置另一端通过绝缘导线接地。

优选的，还包括电流互感器、电压互感器、保护装置、控制器和信号采集单元；用于采集第一隔离刀闸的输出端与第一断路器的输入端之间的线路上电流和电压的电流互感器和电压互感器的输出端连接信号采集单元的输入端，信号采集单元的输出端连接继电保护装置的输入端和控制器的输入端；保护装置的输出端和控制器的输出端连接第一断路器的控制端、第二断路器的控制端、第二隔离刀闸和第三隔离刀闸。

优选的，气体放电间隙的绝缘强度调节范围为0—100kV。

优选的，分档可调的大功率电阻的电阻值为0—1M欧姆，步长为0—0.1M欧姆。

优选的，可控弧光放电装置绝缘强度调节范围为0—100kV。

优选的，第一隔离刀闸与线路之间设有熔断器。

一种配电网单相接地故障模拟和定位性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：首先控制第一断路器合闸，控制分档可调的大功率电阻的电阻值为0并使第二隔离刀闸合闸投入气体放电间隙模拟弧光放电，短暂延时后控制第二断路器合闸，旁路气体放电间隙并熄灭电弧，模拟最终直接金属性接地的现象。

一种配电网单相接地故障模拟和定位性能测试方法，包括以下步骤：控制第一断路器合闸，并使第三隔离刀闸合闸投入可控弧光放电装置，使电流经过分档可调的大功率电阻后经过可控弧光放电装置模拟间歇性弧光接地现象，然后控制第二断路器合闸旁路可控弧光放电装置，模拟非金属性接地现象。

优选的，在模拟金属性接地的现象或者非金属性接地现象后，在20ms内控制第一断路器断开，使接地测试装置脱离馈线，模拟瞬时性单相接地现象。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：